Evaluación del agua de mar como posible componente en cultivos in vitro en vegetales (página 2)

• El estándar mínimo del agua necesaria para la elaboración de los medios de cultivo es el agua bidestilada, aunque es preferible el agua tridestilada o bien  desionizada y después bidestilada.
• Los sistemas de filtración modernos (por ej., Millipore,.suelen incluir una filtración por carbón, una desionización de alta calidad y una filtración. Este tipo de agua suele ser de una calidad suficientemente alta para un cultivo celular.
• Las botellas o frascos para contener medio deben ser del tipo fabricado por Schott o Pyrex (disponibles por la mayoría de los suministradores de material para cultivo celular), con marcas indicadoras del contenido y tapas de rosca para boca ancha.

• Las botellas no deben tener ningún resto de detergente; el vidrio se debe lavar con un detergente adecuado y debe aclararse numerosas veces con agua destilada/desionizada.
• Es necesaria una cabina de flujo laminar para cultivo celular con frontal abierto, particularmente para la filtración de medios en polvo, que permita un fácil acceso a la zona de trabajo.

La técnica logra que un cierto agrupamiento no organizado de células, denominado callo, crezca en la superficie de un medio de cultivo sólido. Las fuentes de los tejidos incluyen generalmente partes vegetativas embrionarias y de las semillas, a veces partes maduras o también tejidos reproductores como los óvulos.

CULTIVO SUSPENDIDO DE CÉLULAS. Las células vegetales y los agregados de células, generalmente originados en el cultivo de un callo, se duplican en un medio líquido de crecimiento, en un recipiente agitado para suministrar oxígeno disuelto y para romper el agrupamiento de células.

CULTIVO DE ÓRGANOS. Los órganos vegetales, tales como las raíces, los brotes, los embriones, las anteras, los ovarios y los óvulos, se duplican en un medio sólido de crecimiento o sobre una superficie sólida conectada por medio de una mecha a un recipiente conteniendo un medio líquido de crecimiento. La mecha trabaja por capilaridad, enviando nutrientes a la superficie sólida.

CULTIVO MERISTEMATICO. Se colocan partes o puntas de meristermas, o sea puntas de brotes, en un medio sólido de crecimiento. Se pueden así generar plantas individuales (alejadas de riesgos naturales) o un elevado número de brotes, cuyo cultivo se continúa luego en medios de arraigo.

CULTIVO DE PROTOPLASTOS. Los protoplastos son células sin paredes, pero con la membrana plasmática celular que encierra al núcleo y al citoplasma. Se las aísla a partir de los tejidos mesofílicos de la hoja, el tejido de la raíz o el cultivo suspendido de las células.

Ellos se cultivan en un medio líquido, permitiendo con ello primero la manipulación de los protoplastos desnudos y luego la regeneración de la pared celular antes inhibida. Ya modificados, se los transfiere a un medio de crecimiento sólido para obtener el crecimiento del callo y la regeneración de la planta.

Para los ensayos científicos de cultivos de células y tejidos, los medios sólidos se suelen adquirir de laboratorios de biotecnología especializados.

En general estas técnicas aceleran el período de evolución de las plántulas, evitan las enfermedades y controlan las mutaciones. Como todas las plantas son clones, se garante uniformidad en cultivos industriales, bosques, etc. A veces se buscan plantas mutantes con una serie de cualidades deseables, para lo cual el espacio necesario es reducido.

Un solo frasco con suspensión de células de trigo alberga unos 40 millones de plantas, o sea 3,2 hectáreas a campo abierto. Con 35.000 frascos, que se pueden hacer atravesar fronteras sin temor a la propagación de pestes, se dispone deIN enormes estancias en un solo cuarto.

1. Composición de medios cultivo.

Para cultivar células in vitro, el ambiente debe ser lo más parecido posible al esperado in vivo. Son factores ambientales importantes el substrato sobre el que crecen las células, el medio que rodea a las células y la temperatura.

La composición completa de un medio que permita el crecimiento en cultivo de células de mamífero puede parecer muy complejo y el número de los distintos medios disponibles puede resultar intimidatorio pero, básicamente, cualquier medio de cultivo está constituido por:

• Un medio nutriente mínimo tamponado e isotónico que contiene sales inorgánicas
• Una fuente de energía y aminoácidos
• Además de varios suplementos.

Para la mayoría de las líneas celulares los suplementos relativamente pocos, el principal de los cuales es el suero o un sustituto del suero.

1. Contaminación de medios de cultivo.

Uno de los principales problemas que afectan la técnica del cultivo in vitro de tejido es la contaminación, particularmente de tipo endógena, ocasionada por hongos y bacterias. Estos microorganismos al encontrarse en el interior del tejido (vasos conductores o espacios intercelulares), hacen sumamente difícil la esterilización del material vegetal.

Son escasos los trabajos sobre la contaminación de explantes sembrados in vitro causada por bacterias. Numerosos investigadores no mencionan en la descripción de sus técnicas los problemas ocasionados por la contaminación bacteriana en el desarrollo de ciertas especies vegetales sembradas in vitro, siendo ésta la causa de numerosos fracasos.

Algunas plantas parecen estar más predispuestas que otras a albergar bacterias latentes en el interior de los tejidos. Los ápices caulinares de Hortensia están poco protegidos, corriéndose el riesgo de entrar en contacto con la flora bacteriana, la cual es difícil de eliminar sin dañar el meristema. En musáceas susceptibles a ciertas especies bacterianas, entre ellas Pseudomonas solanacearum, causante del hereque o moko bacterial del banano, las bacterias sobreviven en asociación con el huesped, siendo incapaces de persistir en estado libre en el suelo por períodos extensos e impiden el desarrollo del explante in vitro. Se debe tomar en cuenta la ubicación del explante en la planta, el cual es capaz, según la especie, de alojar una flora bacteriana abundante. Las musáceas no escapan de este problema y la alta tasa de contaminación bacteriana de tipo endógeno presente en los tejidos internos de los explantes, posiblemente se deba a la posición subterránea del tallo o cormo.

1. Agua de mar.

El agua de mar es una solución acuosa en la que se encuentran disueltos una variedad de sólidos (sales principalmente) y gases atmosféricos, sumándose también a los anteriores materiales sólidos suspendidos del tipo orgánico e inorgánico. Junto con los anteriores, forman parte también de esta solución acuosa algunos organismos microscópicos vivos vegetales conocidos como fitoplancton y animales (zooplancton), los que junto con poblarla, participan de su composición actuando sobre las concentraciones de las sustancias disueltas o suspendidas.

Tabla : Constituyentes Principales del Agua de Mar

En virtud de la abundancia con que se hallan presentes en el agua de mar, las sales disueltas descritas en la Tabla anterior se reconocen como "constituyentes principales" mientras que otras, que lo están en cantidades mas pequeñas, se denominan "constituyentes secundarios" y son parte de ello los nutrientes (ej. nitrato NO3-, fosfato PO4-, nitrito NO2-, silicato Si(OH) 4 y amonio (NH4+) ).

Los constituyentes principales figuran como iones metálicos y iones básicos en porcentajes expuestos en la Tabla, en tanto que los "constituyentes secundarios" no superan el 0,025% de los primeros, a pesar de lo cual juegan un importante rol en relación con la actividad biológica del mar.

2.1 Características generales.

Algunas de las características particulares que presenta el agua de mar son:

• Alcalinidad: El agua de mar tiene un grado de acidez (pH) que fluctúa entre un valor de 7.6 y 8.4, lo que le confiere cierta propiedad alcalina.

• Compresión (reducción de volumen por efectos de presión): El agua de mar tiene una pequeña, pero finita compresibilidad la cual varía tanto con la salinidad como con la temperatura.

A modo de poder ejemplificar lo anterior, a continuación se entregan algunos porcentajes de reducción de volumen que presenta el agua de mar bajo una presión de 100 bares (equivalente a una profundidad de 1000 metros) a varias temperaturas y salinidades.

• Conductividad eléctrica: la capacidad de conducción de la electricidad a través del agua de mar se ve aumentada bajo la influencia de la presión ejercida por la columna de agua (presión hidrostática).

Por ejemplo, para una salinidad de 35%o y una temperatura de 15°C, el porcentaje de incremento (comparado con la presión atmosférica) experimentado por la conductividad varía entre 1.008 (a 100 metros de profundidad) y 7358 (a 1000 metros de profundidad).

• Punto de congelación: Se entiende por el punto (temperatura) en la cual el agua de mar se congela y cuya variación dependerá de la salinidad.

2. Propiedades químicas.

Las principales propiedades químicas del agua de mar son la salinidad, la clorinidad y el pH.

La salinidad es una de las características que más interesa estudiar al oceanógrafo, sea químico, físico o biólogo. Esta propiedad resulta de la combinación de las diferentes sales que se encuentran disueltas en el agua oceánica, siendo las principales los cloruros, carbonatos y sulfatos. Se puede decir que básicamente el mar es una solución acuosa de sales, característica que le confiere su sabor.

De estas sales, el cloruro de sodio, conocido como sal común, destaca por su cantidad, ya que constituye por sí sola el 80 por ciento de las sales. El restante 20 por ciento corresponde a los otros componentes.

Conforme los primeros investigadores se dieron cuenta de que las proporciones de algunas de estas sales se mantenían aparentemente constantes en las muestras de agua marina, surgió la necesidad de hacer uniformes y comparables entre sí las distintas medidas de salinidad de los diferentes mares y ello obligó a los oceanógrafos químicos a proponer una definición de la misma: "Salinidad es la cantidad total en gramos de las sustancias sólidas contenidas en un kilogramo de agua del mar." Se representa en partes por mil, y se encuentra en los océanos como salinidad media la de 35 partes por mil, o sea que un kilogramo de agua de mar contiene 35 gramos de sales disueltas.

La clorinidad se define como: "La cantidad total de gramos de cloro contenida en un kilogramo de agua del mar, admitiendo que el yodo y el bromo han sido sustituidos por el cloro." Esta clorinidad así definida es más sencilla de determinar por análisis químico y permite calcular la salinidad hasta con una precisión de dos centésimas de gramo.

La relación entre la clorinidad y la salinidad se ha establecido para los diferentes mares y se han elaborado las tablas correspondientes basadas en las Tablas Hidrográficas de Knudsen que permiten pasar rápidamente de la clorinidad a la salinidad, calculando únicamente la clorinidad y sumándole una cantidad que ha sido determinada por la Comsión Internacional.

Existen otros métodos para determinar la salinidad de los mares, que dan valores aproximados apoyados en las propiedades físicas del agua del mar como la densidad, el índice de refracción, la conductividad eléctrica y la temperatura de congelación; cada uno de ellos ofrece sus ventajas y sus inconvenientes.

La salinidad interviene directamente sobre las características fsicoquímicas del agua del mar relacionándose con la temperatura, la densidad y el pH; caracteriza las masas de agua oceánicas e influye en la distribución de los seres vivos, ya que sus estructuras y funcionamiento están íntimamente ligados a las variaciones de la salinidad.

Otro de los factores que quieren de un mayor estudio es el pH, es decir, la relación entre la concentración de iones hidrógeno (H+) y oxhidrilos (OH-) que le confiere las características de alcalinidad o de acidez a una solución. El agua oceánica es ligeramente alcalina, y el valor de su pH está entre 7.5 y 8.4 y varía en función de la temperatura; si ésta aumenta, el pH disminuye y tiende a la acidez; también puede variar en función de la salinidad, de la presión o profundidad y de la actividad vital de los organismos marinos.

El valor del pH es un dato de importancia en la oceanografía química desde cualquier punto de vista que se considere, por lo que se ha hecho clásica la técnica de su registro en las naves científicas y en los laboratorios en tierra, a la vez que se toman otros datos de importancia, tales como temperatura, salinidad, oxígeno disuelto etcétera, pudiéndolo medir por métodos colorimétricos casi ya no utilizados en la oceanografía química o por métodos eléctricos al aplicar el potenciómetro, resultando más precisos.

Las medidas del pH no pueden hacerse con facilidad in situ, sino atendiendo a la presión atmosférica, lo que produce errores, por ser diferentes las presiones parciales del bióxido de carbono en la atmósfera y en las profundidades de que proceden las muestras. Hoy en día, estos errores son calculados por las tablas de corrección.

El conocimiento del pH del agua del mar tiene importancia en oceanografía biológica, ya que muchos fenómenos biológicos pueden estar regulados por el mismo; parece ser que incluso puede haber una influencia del pH en las migraciones de diversas especies de animales marinos. Por tal razón es de interés su determinación y valoración.

Estas propiedades químicas del agua del mar, al caracterizar masas de agua del océano, permiten seguir su curso y modificaciones a lo largo de miles de kilómetros del mar y así entender el desarrollo de muchas especies marinas, por lo que su conocimiento no sólo tiene un interés científico, sino que presenta una importancia práctica para el aprovechamiento de los recursos vivos del mar.

COMPOSICIÓN

La composición química del agua del mar a menudo es descrita a base de fantasías, que a veces parecen trabajos escritos por alquimistas, es decir, los químicos de la Edad Media que, dejándose arrastrar por su imaginación, la describen compuesta por toneladas de metales preciosos.

Es cierto que el mar contiene, diseminados en el seno de sus aguas, algunos de esos metales, pero su extracción, a escala industrial y económica, a pesar de los repetidos ensayos hechos en muchos lugares, no es rentable.

Sin embargo, si estos metales no son, por el momento, aprovechados por el hombre, la sal que el océano contiene, sabor que pueden apreciar todos los que la prueban, ha sido altamente utilizada a través de la historia, por lo que su valor es infinitamente superior al que podrían tener los metales.

El primer componente del mar es el agua, compuesto que tiene cada una de sus moléculas formadas por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno (H20). En el sistema solar parece ser que solo se encuentra en la Tierra y que en los otros planetas puede estar en forma de cristales de hielo.

En nuestro planeta es abundante y se estima que existen 1 370 millones de kilómetros cúbicos de agua, la mayor parte de ella formando el agua del océano, otra parte como agua dulce en los continentes, como hielo o nieve en las montañas y glaciares y como vapor de agua en la atmósfera. Se ha calculado que por cada litro de vapor de agua existen 33 litros de agua dulce, 1 500 litros de agua de los hielos y las nieves y 90 mil litros de agua en los océanos.

El agua de los océanos no es pura, sino que contiene en solución una gran variedad de elementos y compuestos químicos llamados sales, en una proporción de 96.5 por ciento de agua y 3.5 por ciento de estos últimos.

Las sustancias disueltas en el agua llegan a ella a través de una serie de procesos físicos, químicos y biológicos, encargada de determinar las propiedades químicas del agua oceánica.

Estos compuestos se encuentran en cantidades más abundantes, proporcionan al mar sus características especiales de salinidad, desempeñan un papel muy importante en los equilibrios fisicoquímicos y en los fenómenos bioquímicos del medio marino.

Las sales disueltas en el océano constituyen casi 50 billones de toneladas y están formadas por 10 elementos principales por encontrarse en mayores proporciones: cloro, sodio, magnesio, azufre, calcio, potasio, bromo, estroncio, boro y flúor.

El cloro y el sodio son los constituyentes fundamentales del agua del mar y se encuentran en forma de cloruro de sodio que se conoce como la sal común. Representa el 80 por ciento de las sales en solución.

Esta cantidad y composición del cloro y el sodio en el agua del mar es muy semejante a la de los líquidos orgánicos como la sangre, los líquidos viscerales que forman el medio interno de los animales y que juegan un papel decisivo en la fisiología, es decir, en las funciones de estos seres vivientes.

Después del cloro y el sodio, el magnesio es el elemento más abundante en el agua del mar, se encuentra en una relación constante respecto al cloro. Se combina con otros elementos formando cloruro de magnesio, sulfato de magnesio y bromuro de magnesio y está presente en el esqueleto de algunos organismos marinos. La extracción a escala industrial de estas sales apenas se inicia.

El azufre se encuentra en forma de sulfatos, compuestos cuya concentración varía poco, aunque pueden cambiar notablemente sus proporciones en las aguas próximas al litoral debido a la influencia de las aguas fluviales, más ricas en sulfatos que las marinas. En cuencas oceánicas más o menos cerradas, como el Mar Negro, existen bacterias que para respirar no necesitan oxígeno, reducen los sulfatos marinos y los hacen precipitarse al fondo en forma de sulfuros.

La cantidad de calcio que contienen las aguas oceánicas es menor que la de los elementos anteriores y su relación con el cloro permanece relativamente constante. Este calcio, combinándose con los carbonatos, constituye la estructura del esqueleto calizo, interior o exterior, de un gran número de organismos, como los foraminíferos, pequeños animales del plancton marino, los corales y las algas marinas que viven en el fondo del mar y que forman el bentos; también se encuentran en los caparazones de los crustáceos y en la concha de los moluscos. Al morir estos organismos sus esqueletos caen al fondo, en donde llegan a formar acumulaciones submarinas de calcio de gran extensión.

El calcio en el mar presenta una extraordinaria movilidad determinada por la abundancia y distribución de estos organismos oceánicos, debido a que el calcio concentrado por los seres vivos para formar su esqueleto o su caparazón se disuelve lentamente una vez muertos y de esta manera se mantiene constante la cantidad de calcio en el mar a causa de este comportamiento cíclico.

El sexto elemento en abundancia es el potasio, que tiene su relación constante con el cloro. En las zonas litorales la cantidad de potasio puede modificarse al ser asimilado por los vegetales marinos que tapizan el fondo costero. En la cantidad de potasio también intervienen otros factores como: aportes de agua dulce, presencia en el agua del mar de sustancia orgánica en descomposición llamada detritus y formación de compuestos arcillosos.

El bromo forma bromuros, aunque su proporción es pequeña al encontrarse 65 g/m³ de agua del mar, se ha logrado extraerlo en cantidades industriales y se utiliza como detonante de los combustibles líquidos.

El estroncio es un elemento que se ha encontrado en el agua oceánica pero ha sido poco estudiado, se detecta junto con el calcio por la dificultad técnica para poder separarlo. Puede formar parte del esqueleto de algunos organismos marinos.

Los últimos elementos que los oceanógrafos químicos consideran como componentes principales del agua del mar son el boro y el flúor.

El boro está en forma de ácido bórico y colabora en el equilibrio de los carbohidratos. El flúor constituye fluoruros conociéndose poco sobre su significado en el mar.

Además de estos elementos que se encuentran en mayor proporción y en concentraciones constantes en el agua del mar, existen otros que están disueltos en pequeñas cantidades resultando difícil identificarlos con técnicas sencillas de análisis químicos. Estos elementos llamados por su escasez oligoelementos, alternan entre un nivel máximo de varias partes por un millón a una parte por 10 billones de agua del mar y generalmente se detecta una porción en la estructura de los organismos que habitan el océano.

Se calcula que son 79 los oligoelementos que están presentes en el agua océanica, algunos de ellos tienen una concentración relativamente constante pero la mayoría varían por dos razones: al ser utilizados por los seres vivos que posteriormente los regresan al agua y por la actividad geoquímica del mar.

La mayoría de estos oligoelementos son asimilados por los organismos vivos acumulándose en su cuerpo, por lo que pueden presentarse en cantidades mayores que las que se encuentran en el agua donde habitan.

Por su concentración los oligoelementos se dividen en dos grupos. Unos son los de concentración relativamente constante como hierro, manganeso, cobre, sílice, yodo y fósforo. Otros que tienen concentraciones variables y que se encuentran en cantidades infinitesimales que a veces sólo se sospecha que existan porque no se han aislado propiamente del agua del mar, son el cadmio, titanio, cromo, talio, germanio, antimonio y cloro, este último único de estos elementos que sí ha podido extraerse del agua del mar.

A pesar de ser escaso el hierro en el agua del mar es uno de los elementos indispensables para la vida en el océano. Se encuentra en las aguas litorales procedente de los aportes fluviales de donde lo toman los organismos, como pequeños vegetales hasta los grandes mamíferos que lo utilizan para formar la hemoglobina de su sangre.

El hierro abunda en los sedimentos marinos, sobre todo en los lodos de la plataforma continental y del litoral en forma de hierro metálico como carbonato ferroso, sulfato o sulfuro de hierro. Su concentración es de 3.4 microgramos por litro de agua de mar. Su origen puede ser: detrítico, es decir, de partículas minerales arrastradas por los ríos después de ser desgastadas de las rocas; químico, por precipitación de las sales de hierro de los sedimentos, y biológico, por la resultante de la actividad orgánica de los animales y vegetales.

El manganeso es más abundante en los vegetales marinos que en el medio líquido y cuya concentración alcanza 0.5 microgramo por litro. También se puede encontrar en los nódulos localizados en los fondos marinos.

La concentración de cobre es de 1 microgramo por litro y se incrementa si es mayor el aporte de agua dulce. En los moluscos forma parte de la hemocianina, que es su pigmento sanguíneo.

Uno de los oligoelementos más abundantes es el sílice, del que se encuentran 3 gramos disueltos por cada litro de agua. Su concentración varía de acuerdo a las cantidades que utilicen las diatomeas y los dinoflagelados, organismos microscópicos del plancton que forman sus caparazones con este elemento.

El yodo es más frecuente en las algas pardas que disuelto en el agua del mar, en la que existen 64 microgramos por litro y se utiliza en su mayor parte en la industria farmacéutica.

El fósforo se presenta como fosfatos y es otro elemento indispensable para los seres vivos. Su concentración en el agua es de 88 microgramos por litro. Forma parte de la cubierta de los dinoflagelados y permite que éstos produzcan bioluminiscencia.

Otros de estos oligoelementos provienen de la actividad radiactiva y uno de los más interesantes es el radio, que se encuentra en mayor cantidad en las capas profundas del mar; gracias a su presencia los oceanógrafos pueden calcular la edad de los sedimentos. La existencia de este radio en depósitos litorales es un factor de interés terapéutico en el tratamiento de afecciones reumáticas, de ahí el empleo de lodos marinos para tratarlas.

Gran cantidad de estos oligoelementos y los compuestos que los forman, combinados con otras sustancias orgánicas más, integran los llamados nutrientes que son indispensables para iniciar las cadenas de alimentación en el océano.

El aprovechamiento de los oligoelementos por los organismos cambia según las diferentes especies. Por ejemplo, el hierro puede ser indispensable para el crecimiento de los peces y no de los moluscos.

El agua del mar también contiene gases en disolución. Todos los gases atmosféricos se encuentran en el agua del mar, siendo los más abundantes el nitrógeno, el oxígeno y el bióxido de carbono, de los cuales el último se halla principalmente como carbonato y bicarbonato porque reacciona químicamente con el agua marina.

Los gases raros también están presentes en pequeñas cantidades como: argón, kryptón, xenón, neón y helio y, en ausencia de oxígeno, suele haber ácido sulfhídrico y probablemente también metano en zonas de agua estancada y con activos procesos fermentativos.

Como cada gas tiene su propia solubilidad, la proporción en que están disueltos en el mar no es igual a la que presentan en la atmósfera y se encuentra un promedio de nitrógeno de 64 por ciento, de oxígeno de 34 por ciento y de bióxido de carbono de 1.6 por ciento. Los gases raros representan una proporción de casi el 1.7 por ciento.

La distribución de los gases disueltos depende de la temperatura, la salinidad, las corrientes, la difusión, la mezcla y la actividad biológica, variando inversamente en ellas; por ejemplo a mayor temperatura disminuye la concentración de gases.

La fotosíntesis de los vegetales marinos y la respiración de los organismos vivos afectan la cantidad de oxígeno y de bióxido de carbono disueltos, cantidad que varía de acuerdo con la abundancia de los animales y los vegetales.

El agua superficial del mar mantiene un equilibrio con la atmósfera absorbiendo o perdiendo gases debido a las corrientes del mar que originan la evaporación, el enfriamiento y la congelación, y también a la mezcla provocada por las olas y turbulencias resultado de la acción del viento. La circulación vertical y horizontal profunda del océano se encarga luego de distribuir los gases disueltos en toda su masa.

El nitrógeno es el gas que se encuentra en mayor proporción en el mar, pero por su caracter inerte no interviene en el ciclo biológico de las sustancias nitrogenadas, aunque existen en el mar ciertas bacterias que son capaces de producirlo y otras de fijarlo.

La reserva principal en el agua del mar está constituida por los nitratos y en menor cantidad por el amoníaco y los nitritos. Estas 3 combinaciones de nitrógeno son indispensables para que los vegetales marinos puedan sintetizar sus proteínas.

La distribución del nitrógeno depende de la temperatura, la salinidad, la circulación de los procesos de mezcla y la difusión que se realiza en las aguas oceánicas. En total se han calculado 15 microgramos por litro.

El oxígeno es el gas que más se ha estudiado dada su importancia en los procesos biológicos. Sin embargo, el proceso de absorción del oxígeno por los océanos y su transporte hacia las profundidades, son los problemas que más interesan a los oceanógrafos químicos, que todavía no cuentan con una respuesta satisfactoria para explicarlos.

La distribución del oxígeno en el océano depende de la circulación de las masas de agua. En la superficie del agua está en equilibrio con la cantidad que existe en la atmósfera siendo sus valores altos, mientras que en las capas profundas la cantidad de oxígeno depende de la temperatura que estas aguas tienen en el momento en que se hundieron.

En las regiones polares el agua fría es rica en oxígeno y cuando avanza hacia las zonas tropicales se hunde perdiendo parte del oxígeno durante el recorrido, pero conservando todavía abundante cantidad.

El oxígeno en el océano puede variar de cero a 8.5 centímetros cúbicos por litro. Por debajo de los 2 000 metros la concentración de oxígeno apenas varía, manteniéndose entre 3.4 y 6.6 centímetros cúbicos por litro en el Atlántico y algo menos en el Pacífico.

El oxígeno del mar procede en primer lugar del contenido en la atmósfera y en segundo lugar del producido en la actividad fotosintética de los vegetales verdes que viven en las capas superficiales, donde penetra adecuada cantidad de energía luminosa.

El agua oceánica representa el principal regulador de la cantidad de bióxido de carbono en la atmósfera, ya que cuando este gas se produce durante la respiración de los organismos o por los procesos de la industria, aumenta su cantidad en el aire y cuando éste hace contacto con el agua de la superficie marina se disuelve transformándose en ácido carbónico.

El bióxido de carbono disuelto en el agua del mar, suele encontrarse en la pequeña cantidad de 0.3 centímetros cúbicos por litro como promedio, debido a que tiene gran solubilidad para reaccionar químicamente con el agua del mar formándose en carbonatos y bicarbonatos.

Tanto el bióxido de carbono, como los carbonatos y bicarbonatos tienen especial importancia en la vida marina. El bióxido de carbono interviene como elemento fundamental en el proceso de la fotosíntesis, y los carbonatos y bicarbonatos son parte de la mayoría de las estructuras esqueléticas de los seres marinos de naturaleza calcárea, y de ellos toman los organismos marinos los materiales necesarios para formarlas.

El bióxido de carbono llega a los océanos principalmente del aire atmosférico, contribuyendo asimismo a producirlo la respiración de los vegetales y los animales marinos. Este gas es consumido por los vegetales verdes durante el proceso de la fotosíntesis.

En la superficie donde el agua está en contacto con la atmósfera, el contenido total de bióxido de carbono depende principalmente de la salinidad y de la temperatura tendiendo a mantener una situación de equilibrio entre la cantidad de bióxido de carbono atmosférico y el que se encuentra disuelto en el agua.

Sin embargo, en aguas superficiales con temperatura y salinidades altas la cantidad de bióxido de carbono disuelto desciende por la actividad fotosintética, en la cual se consumen grandes cantidades del gas, trayendo como consecuencia una precipitación de los carbonatos.

En cambio, en aguas profundas, donde las temperaturas y salinidades son más bajas, las variaciones en el contenido de bióxido de carbono total son más amplias. Entre los 400 y 600 metros de profundidad el contenido alcanza su máxima concentración, como en las aguas profundas del Atlántico que están prácticamente saturadas de carbonatos.

En relación con la abundancia de bióxido de carbono en el océano, se tiene que considerar que durante los últimos 100 años el hombre ha utilizado en su industria abundantes combustibles de origen fósil, como petróleo, carbón y gas natural, lo que ha producido aproximadamente 2 000 millones de toneladas de este gas, que se fueron añadiendo a la atmósfera cada año y si todo quedara en ella aumentaría hasta alcanzar 1.6 partes por millón al año, pero como sólo se queda la mitad el aumento ha sido de 0.7 partes por millón. Ello se debe a que la mayor parte del bióxido de carbono penetra en los océanos, es decir, éstos actúan como un moderador.

En el agua del mar existe un equilibrio entre las variaciones de oxígeno y de bióxido de carbono, ocasionado por el consumo del primero durante la respiración de los organismos marinos y su producción en el proceso fotosintético.

La zona donde la producción de oxígeno por fotosíntesis excede al consumo respiratorio es la zona fotosintética, y la profundidad donde el consumo y la producción son iguales se llama zona o profundidad de compensación. Esta profundidad varía grandemente de un océano a otro y depende, principalmente, de la transparencia del agua, por lo que la profundidad de compensación será menor en los lugares de mayor densidad de partículas en suspensión, a lo que se denomina turbiedad.

La proporción en que se encuentran todos estos gases disueltos en el agua del mar está íntimamente relacionada con la abundancia y distribución de los seres vivos en el océano.

A veces, los biólogos y los aficionados a montar acuarios marinos, necesitan fabricar agua de mar artificial, logrando preparar una solución que si no resulta del todo idéntica a la del mar, al menos se aproxima bastante. Esto lo hacen agregando a un litro de agua destilada cloruro de sodio, magnesio, calcio, potasio, estroncio, sulfato de sodio, bicarbonato sódico, bromuro de potasio, fluoruro sódico y ácido bórico en una proporción de 35 gramos por litro.

Los oceanógrafos continúan estudiando la composición química del agua de los océanos, no sólo para entender los interesantes problemas científicos que se plantean en su estudio, sino con el afán de contestarse preguntas como: ¿hay alguna esperanza de que se pueda utilizar la abundancia de elementos químicos disueltos en el agua del mar en beneficio del hombre? Los estudiosos del mar darán algún día la respuesta.

BIBLIOGRAFÍA

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4. Características de los medios de cultivo celular. http://www.unav.es/cti/informatica/practicas/atib/Medio_de_cultivo.doc.

Autor:

Camilo Andres Reyes Alvarez

Tatiana Ortiz

Carolina Lopez

Oscar Reyes

Estudiantes Biología Pura. Facultad de Ciencias Básicas Universidad del Tolima. Ibagué – Colombia.