Obiettivi della lezione

• Descrivere i diversi tipi di organismi oceanici.
• Descrivere le interazioni tra i diversi organismi oceanici.

Vocabolario

• chemosintesi
• sfiato idrotermale
• invertebrati
• fitoplancton
• plankton
• produttività primaria
• rifugio
• vertebrato
• zooplancton

Introduzione

Gli oceani sono un posto duro per vivere. Nella zona intertidale, le condizioni cambiano rapidamente mentre l’acqua copre e scopre la regione e le onde battono sulle rocce. La maggior parte degli ambienti marini sono freddi e a qualsiasi profondità sotto la superficie la pressione è molto alta. Oltre la zona fotica, l’oceano è completamente nero. Gli organismi si sono adattati a queste condizioni in molti modi interessanti ed efficaci. La dimensione e la varietà dei diversi habitat significa che gli oceani sono la casa di una grande porzione di tutta la vita sulla Terra.

Tipi di organismi oceanici

Gli animali più piccoli e più grandi della Terra vivono negli oceani. Perché pensi che gli oceani possano sostenere animali grandi?

Gli animali marini respirano aria o estraggono ossigeno dall’acqua. Alcuni galleggiano in superficie e altri si immergono nelle profondità dell’oceano. Ci sono animali che mangiano altri animali, e le piante generano cibo dalla luce del sole. Alcune bizzarre creature scompongono le sostanze chimiche per produrre cibo! La seguente sezione divide la vita oceanica in sette gruppi di base.

Plankton

Il plancton è un organismo che non può nuotare ma che galleggia con la corrente. La parola “plancton” deriva dal greco e significa vagabondo. La maggior parte del plancton è microscopico, ma alcuni sono visibili a occhio nudo (figura sotto).

Il fitoplancton è una piccola pianta che si nutre tramite la fotosintesi. Poiché hanno bisogno della luce del sole, il fitoplancton vive nella zona fotica. Il fitoplancton è responsabile di circa la metà della produttività primaria totale (energia alimentare) sulla Terra. Come altre piante, il fitoplancton rilascia ossigeno come prodotto di scarto.

Un video di una nave di ricerca che campiona il plancton si vede qui: http://www.youtube.com/watch?v=mQG4zAoh6xc.

Lo zooplancton, o plancton animale, mangia il fitoplancton come fonte di cibo (figura sotto). Alcuni zooplancton vivono come plancton per tutta la loro vita e altri sono forme giovanili di animali che si attaccano al fondo come adulti. Alcuni piccoli invertebrati vivono come zooplancton.

Piante e alghe

Le poche vere piante che si trovano negli oceani includono le erbe delle paludi salate e gli alberi di mangrovie. Anche se non sono vere piante, le grandi alghe, che sono chiamate alghe marine, usano anch’esse la fotosintesi per produrre cibo. Le piante e le alghe si trovano nella zona neritica dove la luce di cui hanno bisogno penetra in modo che possano fotosintetizzare (Figura sotto).

Invertebrati marini

La varietà e il numero di invertebrati, animali senza spina dorsale, è veramente notevole (Figura sotto). Gli invertebrati marini includono lumache di mare, anemoni di mare, stelle marine, polpi, vongole, spugne, vermi di mare, granchi e aragoste. La maggior parte di questi animali si trova vicino alla riva, ma possono essere trovati in tutto l’oceano.

KQED: Amazing Jellies

Le gelatine sono creature ultraterrene che brillano al buio, senza cervello né ossa, alcune lunghe più di 100 piedi. Insieme a molte altre zone dell’oceano, vivono al largo della costa della California. Per saperne di più su: http://science.kqed.org/quest/video/amazing-jellies/.

I pesci

I pesci sono vertebrati; hanno una spina dorsale. Quali sono alcune delle caratteristiche dei pesci che permettono loro di vivere negli oceani? Tutti i pesci hanno la maggior parte o tutte queste caratteristiche.

• Pinne con cui muoversi e governare.
• Scaglie per proteggersi.
• Capsule per estrarre l’ossigeno dall’acqua.
• Una vescica natatoria che li fa salire e scendere a diverse profondità.
• Ectotermia (sangue freddo) in modo che i loro corpi abbiano la stessa temperatura dell’acqua circostante.
• Bioluminescenza: luce creata da una reazione chimica che può attirare prede o compagni nell’oceano buio.

Tra i pesci ci sono sardine, salmoni e anguille, oltre a squali e razze (che non hanno vesciche natatorie) (Figura sotto).

Rettili

Solo pochi tipi di rettili vivono negli oceani e vivono in acque calde. Perché i rettili sono così limitati nella loro capacità di vivere nel mare? Le tartarughe marine, i serpenti marini, i coccodrilli d’acqua salata e l’iguana marina, che si trova solo alle isole Galapagos, costituiscono i gruppi di rettili marini (figura sotto). I serpenti marini partoriscono nell’oceano, ma le tartarughe, i coccodrilli e le iguane marine depongono le uova sulla terraferma.

Gli uccelli marini

Molti tipi di uccelli sono adattati a vivere in mare o sulla riva. Alcuni sono mostrati: (Figura sotto).

Mammiferi marini

Quali sono i tratti comuni dei mammiferi? I mammiferi sono vertebrati endotermici (a sangue caldo) che danno alla luce piccoli vivi; li nutrono con il latte; e hanno peli, orecchie e una mascella con denti.

Quali caratteristiche potrebbero avere i mammiferi per essere adattati alla vita nell’oceano?

• Per nuotare: corpi affusolati, pelle o peli scivolosi, pinne.
• Per il calore: pelliccia, grasso, alto tasso metabolico, piccola superficie in volume, sistema sanguigno specializzato.
• Per la salinità: reni che espellono il sale, pelle impermeabile.

I cinque tipi di mammiferi marini sono raffigurati qui: (Figura sotto).

KQED: Into the Deep with Elephant Seals

Migliaia di elefanti marini del nord – alcuni pesano fino a 4.500 libbre – fanno una migrazione annuale per riprodursi ogni inverno nella riserva statale di Año Nuevo in California. I biologi marini stanno usando strumenti ad alta tecnologia per esplorare i segreti di queste incredibili creature. Per saperne di più su: http://science.kqed.org/quest/video/into-the-deep-with-elephant-seals/.

Interazioni tra gli organismi dell’oceano

La sezione precedente ha discusso brevemente gli adattamenti che diversi tipi di organismi hanno per vivere nell’oceano. Uno sguardo ad alcuni dei diversi habitat in cui vivono gli organismi può mettere ancora più a fuoco questi importanti adattamenti.

L’intertidale

Nella zona intertidale si trova una grande abbondanza di vita (figura sotto). Le onde ad alta energia colpiscono gli organismi che vivono in questa zona e quindi devono essere adattati alle onde e all’esposizione all’aria durante le basse maree. I gusci duri proteggono dalle onde battenti e proteggono anche dall’essiccazione quando l’animale è sopra l’acqua. Attacchi forti mantengono gli animali ancorati alla roccia.

In una piscina di marea, come nella foto, quali organismi si trovano dove e quali adattamenti specifici hanno per quella zona? Le cozze in alto a sinistra hanno gusci duri per proteggersi e per evitare che si secchino perché spesso non sono coperte dall’acqua. Gli anemoni di mare in basso a destra sono più spesso sommersi e hanno forti attacchi, ma possono chiudersi durante le basse maree.

Molti giovani organismi iniziano negli estuari e quindi devono essere adattati ai rapidi cambiamenti di salinità.

Reefs

I coralli e altri animali depositano carbonato di calcio per creare scogli vicino alla riva. Le barriere coralline sono le “foreste pluviali degli oceani” con un’enorme quantità di diversità di specie (Figura sotto).

Le barriere coralline possono formare forme interessanti negli oceani. Ricordate che i punti caldi creano vulcani sul fondo del mare. Se questi vulcani salgono sopra il livello del mare e diventano isole, e se si trovano in acque tropicali, su di essi si formano le barriere coralline. Poiché i vulcani sono coni, la barriera si forma in un cerchio intorno al vulcano. Quando il vulcano si stacca dal punto caldo, la crosta si raffredda. Il vulcano si abbassa e poi comincia ad erodere (figura sotto).

Alla fine, tutto ciò che rimane è un’isola di barriera chiamata atollo. Una laguna si trova all’interno della barriera (figura sotto).

La barriera corallina è vicina alla costa e quindi è soggetta all’inquinamento da terra. Gli animali corallini sono molto sensibili alla temperatura e le barriere coralline di tutto il mondo sono stressate dall’aumento della temperatura degli oceani.

Alcuni video sulle minacce alle barriere coralline si trovano su: National Geographic Videos, Environment Video, Threats to Animals, http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/.

• Coral Reefs
• Belize’s Coral Reef

Oceanic Zone

L’oceano aperto è una vasta area. Il cibo viene trasportato dalla terraferma o viene creato dal plancton fotosintetizzante. Lo zooplancton e gli animali più grandi si nutrono del fitoplancton e gli uni degli altri. Gli animali più grandi come le balene e le cernie giganti possono vivere tutta la loro vita in mare aperto.

Come fanno i pesci a sopravvivere nell’oceano più profondo? Le poche specie che vivono nelle maggiori profondità sono molto specializzate (figura sotto). Poiché è raro trovare un pasto, i pesci usano poca energia; si muovono poco, respirano lentamente, hanno una struttura ossea minima e un metabolismo lento. Questi pesci sono molto piccoli. Per massimizzare la possibilità di ottenere un pasto, alcune specie possono avere mascelle che scardinano per accettare un pesce più grande o denti che si piegano all’indietro per impedire alla preda di scappare.

Molti video relativi all’oceano si trovano in National Geographic Videos, Environment Video, Habitat, sezione Ocean: http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/. Solo alcuni sono elencati di seguito.

• Come possiamo sapere cosa vive nell’oceano è in “Deep-Sea Robo Help”
• Alcuni risultati del Census of Marine Life sono stati rilasciati e sono discussi in “Record-Breaking Sea-Creature marine da record”
• La bioluminescenza è comune negli oceani e si vede in “Why Deep Sea Creatures Glow”

Venture idrotermali

Sulle dorsali dell’oceano medio nelle bocche idrotermali, i batteri che usano la chemiosintesi per l’energia alimentare sono la base di un ecosistema unico (figura sotto). Questo ecosistema è completamente separato dalla fotosintesi in superficie. Gamberi, vongole, pesci e vermi tubolari giganti sono stati trovati in questi luoghi estremi.

Un video che spiega le bocche idrotermali con buone riprese si vede qui: http://www.youtube.com/watch?v=rFHtVRKoaUM.

Riassunti delle lezioni

• Gli oceani hanno un’enorme diversità di vita: batteri, plancton, invertebrati e vertebrati, che includono pesci, rettili, uccelli marini e mammiferi.
• Fotosintesi e chemiosintesi creano energia alimentare in due modi molto diversi.
• Il plancton è costituito da piccole piante (fitoplancton) o animali (zooplancton) che galleggiano liberamente.
• Tutti gli organismi marini devono essere specializzati per le dure condizioni dell’ambiente oceanico in cui vivono.

Domande di ripasso

1. Cos’è un invertebrato? Nominane due tipi.
2. Qual è il ruolo del fitoplancton negli ecosistemi oceanici?
3. Se i pesci hanno bisogno di ossigeno per vivere, perché non possono sopravvivere sulla terraferma?
4. Gli orsi polari sono mammiferi marini o animali terrestri come tutti gli altri orsi. Qual è la tua opinione?
5. Quali sono i quattro principali habitat degli organismi oceanici?
6. Descrivi gli adattamenti che un organismo che vive in una barriera corallina potrebbe avere. In che modo questi adattamenti potrebbero essere diversi da quelli di un organismo che vive in mare aperto?
7. Descrivi l’importanza di mantenere gli ecosistemi oceanici.

Punti da considerare

• Come interagisce l’oceano con l’atmosfera?
• Come viene trasferita l’energia intorno al pianeta e come questo influenza la vita sulla Terra?
• Quali sarebbero gli effetti dell’inquinamento sugli oceani?