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¿Por qué no hay aves marinas?

¿Por qué no hay aves marinas?


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Caminando por el lago y mirando a los patos el otro día, se me ocurrió una idea; Hay muchas aves acuáticas pero todas permanecen al menos algo terrestres, anidando en tierra.

¿Por qué ningún pájaro ha tomado la ruta evolutiva de los delfines y las ballenas y ha regresado al mar?

¿Hay algo en la biología aviar que signifique que esto no es posible?


Aparte de un grupo aislado de aves en Australia (es decir, los que anidan en montículos en Australia que usan calor externo para la incubación - ver enlace), todas las aves incuban sus huevos (ver enlace). Todas las especies que regresaron de la tierra al mar han conservado su ciclo reproductivo (los mamíferos marinos todavía dan a luz y amamantan a sus crías) y aún dependen del aire para la ingesta de oxígeno. Extrapolar esta evolución de los mamíferos a las aves daría como resultado una criatura que regresa al mar, con todos los lazos con la tierra cortados, pero que aún tiene que incubar sus huevos bajo el agua. Como todavía dependerían del aire, esto no es muy factible, ya que necesitarían subir con frecuencia para respirar. Esto dejaría a los huevos vulnerables a la depredación. Peor aún, dejaría los huevos a merced de un océano relativamente frío que los enfriaría rápidamente. La incubación significa que los huevos se mantienen prácticamente a la temperatura corporal, lo que es difícil en el mar, independientemente de la respiración de los padres. En general, si bien puede haber ciertos beneficios de la vida submarina para las aves, requerirá algunos cambios evolutivos drásticos en términos del ciclo reproductivo. Una forma más parsimoniosa de colonizar el mar es volver a la tierra de vez en cuando para poner huevos, incubarlos y criar a las crías hasta que sean aptas para el mar, como lo hacen los pingüinos como mencionó @MattDMo.


Esta es una pregunta bastante antigua (más de 3 años ahora), y es probable que OP nunca la lea. Sin embargo, me gustaría dar mi contribución:

El problema aquí no es si las aves incuban o no sus huevos (vea la otra respuesta). Incluso si suponemos que no pájaro incubar sus huevos, es decir, que todos las aves ponen sus huevos y simplemente se alejan y que los huevos se desarrollan normalmente a temperaturas frías, aun así no podría haber "ave marina" la forma en que OP pregunta, como un delfín. Y la respuesta está en el huevo mismo.

El huevo amniótico

Las aves, que son un grupo de dinosaurios, junto con los demás reptiles y los mamíferos muestran una innovación evolutiva destacada: el huevo amniótico.

El huevo amniótico permitió a nuestro antepasado Amniota salir del agua y completar todo el ciclo reproductivo en tierra. Fue un gran logro evolutivo, que permitió al tetrápodo "conquista" de tierra seca.

Un huevo amniótico (tortuga)

Sin embargo, hay una trampa: ese huevo amniótico, que permitió a nuestros antepasados ​​ser independientes del agua para la reproducción, no poder ser puesto sobre el agua. Debido a varias razones, principalmente la (falta de) intercambio de gases a través de su cáscara, el embrión no se desarrollará si el huevo amniótico se pone en agua.

Por eso las tortugas marinas tienen que salir del agua para poner huevos, arrastrándose lentamente por la arena en una tarea muy agotadora que algún tiempo después pondrá en peligro a sus propios bebés. Sería preferible poner los huevos en el agua, donde ya están… pero no pueden.

Solución evolutiva: Viviparidad

Entonces, ¿cómo podrían algunos mamíferos tomar esa ruta evolutiva? Porque (la mayoría de) los mamíferos no ponen huevos amnióticos: desarrollaron viviparidad en lugar de. Y esa viviparidad permitió a mamíferos como ballenas y delfines pasar toda su vida en el agua, sin llegar nunca a la tierra.

Una prueba muy interesante de esta explicación evolutiva es el caso de los ictsaurios. Este extinto grupo de reptiles marinos pasó todo su ciclo reproductivo en el agua, sin regresar nunca a la tierra. ¿Cómo es eso posible con un huevo amniótico? La respuesta es que los ictiosaurios no pusieron huevos: al igual que los mamíferos, eran vivíparos. Esa viviparidad les permitió ser verdaderamente acuáticos.

Representación artística de un ictiosaurio con su embrión vivíparo

Esta imagen ahora famosa (Motani et al., 2014) muestra un fósil muy raro, y trágico, desde que murieron, una pelvis de un Chaohusaurus madre con tres embriones, uno de ellos claramente visible:

Entonces, solo podemos especular que, el día en que un ave desarrolle viviparidad (o cambios radicales en la estructura y fisiología del huevo amniótico), entonces podremos tener un ave verdaderamente marina.


Fuente: Motani, R., Jiang, D., Tintori, A., Rieppel, O. y Chen, G. (2014). Origen terrestre de la viviparidad en reptiles marinos mesozoicos indicados por fósiles embrionarios del Triásico temprano. PLoS ONE, 9 (2), p.e88640.


39 Lista de cursos de biología marina en la universidad

Esta página es para aquellos que estén interesados ​​en Biología Marina y quieran saber los cursos o clases a los que asistirán antes de poder convertirse en Biólogos Marinos. La simple verdad es que no hay una manera fácil de obtener información completa sobre las clases necesarias para Biología Marina debido a la falta de un plan de estudios universal.

Cada institución que ofrece biología marina tiene su propio plan de estudios. Conocer todas las clases principales de Biología Marina significa que visitará cada una de estas instituciones y echará un vistazo a los esquemas de sus cursos, lo cual es imposible.

Lo que he enumerado en esta página son los cursos / clases de biología marina a los que puede asistir y no hay garantía de que todos los cursos de biología marina enumerados estén disponibles en la escuela que ha elegido.

Sin embargo, es probable que asista al 80% de las principales clases de biología marina que se enumeran aquí. Un programa de biología marina puede calificarlo para muchas carreras relacionadas con la investigación, la oceanografía y la biología, así como aquellas relacionadas con los recursos marinos, vistos desde una perspectiva económica, sociológica o de tecnología de la información.

Estos son los cursos de biología marina

  1. Fisiología y reproducción de animales acuáticos
  2. Ecología de los vertebrados marinos del Ártico
  3. Biología y cultivo de organismos acuáticos
  4. Biología de los peces
  5. Biología de los mariscos
  6. Extremos climáticos
  7. Anatomía y fisiología comparada de los organismos marinos
  8. Ecosistemas de arrecifes de coral
  9. Corrientes y mareas
  10. Enfermedades de los organismos acuáticos
  11. Modelado ecológico
  12. Ecología y conservación de aves y mamíferos marinos
  13. Estuarios
  14. Ecología Pesquera
  15. Oceanografía Pesquera
  16. Genética y ecología molecular
  17. Geología y océano
  18. Sistemas hidrotermales: una visión interdisciplinaria
  19. Zoología de invertebrados
  20. Vida en el océano y profundidad # 8217
  21. Vida en los océanos polares
  22. Botánica marina: diversidad y ecología
  23. Procesos ecológicos marinos
  24. Ecosistemas marinos
  25. Pescado marino
  26. Zoología de invertebrados marinos
  27. Mammalogía marina
  28. Mamíferos marinos del mar Salish
  29. Contaminación marítima
  30. Zoología Marina
  31. Experiencia en investigación de ecología costera
  32. Océanos en peligro
  33. Ecología de parásitos
  34. Comportamiento e historia de vida de los salmónidos
  35. Temas especiales de oceanografía biológica
  36. El océano Ártico cambiante
  37. El mar abierto
  38. Biología Marina Tropical
  39. Vertebrados

Desafortunadamente, no puedo decirles el requisito de estudiar Biología Marina porque cada institución tiene su propio requisito de admisión para Biología Marina. Si hay cursos de Biología Marina que no se mencionan, utilice el comentario para informarme sobre ellos.


Tiempo lo es todo

Entonces, exteriormente, algunas de las señales son preocupantes. De esas 172 especies, cerca de un tercio están clasificadas como especies preocupantes en los EE. UU. Y Canadá. A los gerentes les gustaría revertir esa tendencia, pero saber por dónde empezar puede ser complicado. Las especies de aves del Mar de Salish varían dramáticamente según la temporada, algo que hace que estudiarlas sea un desafío. Irónicamente, ese mismo desafío también podría ser una pista de su declive.

En el Mar de Salish, cuando se trata de aves, el tiempo lo es todo.

En el verano, por ejemplo, la región está dominada por especies como el arao común, el Cassin y el rinoceronte, muchos de los cuales se reproducen en colonias a lo largo de la costa exterior. La mayoría de los estudios de estas aves de verano muestran pocas tendencias consistentes. Algunos, como el auklet de Cassin, están aumentando en número, algunos, como el arao común, son bastante estables y algunos, como el mérgulo jaspeado en peligro de extinción, continúan disminuyendo.

Los patrones de invierno son más consistentes y claros. Varias aves que dependen del mar de Salish en invierno muestran una tendencia clara: hacia abajo. Los scoters están disminuyendo. Los colimbos están disminuyendo. Y, por supuesto, los somormujos occidentales han desaparecido casi por completo de la región. ¿Porqué es eso?


Actualmente, algo va mal a lo largo de la costa del Pacífico estadounidense. Casi todos los días se informa sobre la muerte catastrófica de animales ... Pero nadie sabe por qué.

Aquí hay una lista abreviada de criaturas que han experimentado eventos de muerte masiva desde 2011-

1) Estrellas de mar 2) Atún rojo 3) Sardina, Anchoa, Arenque 4) Leones marinos 5) Aves marinas 6) Cangrejo real rojo 7) Pelícanos 8) Ostras del Pacífico 9) Salmón rojo 1 0) Arenque 11) Plancton 12) Anchoas (nuevamente) 13) Ballenas 14) Atún y Albacora 15) Más recientemente, cangrejos de atún.

Las causas naturales en el medio ambiente son en parte culpables, al igual que las corporaciones humanas de los efectos de Fukushima, que desencadenan niveles incalculables de radiación en el océano y en las costas del Pacífico el efecto acumulativo de los productos químicos modernos y los desechos agrícolas que contaminan el agua e interrumpen la reproducción.

Un nuevo informe sorprendente dice en términos inequívocos que el Océano Pacífico frente a la costa de California se está convirtiendo en un desierto. Una vez lleno de vida, ahora se está volviendo estéril y, como resultado, los mamíferos marinos, las aves marinas y los peces se mueren de hambre. Según Ocean Health:

Las aguas del Pacífico frente a la costa de California son de un azul claro y brillante hoy en día, tan transparentes que es posible ver el fondo arenoso debajo […] el agua clara es una señal de que el océano se está convirtiendo en un desierto, y la reacción en cadena que provoca esa amarga claridad es quizás más obvia en las playas del Estado Dorado, donde miles de cachorros demacrados de lobos marinos están varados.

Durante los últimos tres años, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) ha notado un número creciente de varamientos en las playas de California y en el noroeste del Pacífico. En 2013, 1.171 leones marinos quedaron varados y 2.700 ya se quedaron varados en 2015, una señal de que algo anda muy mal, ya que los cachorros normalmente no terminan solos hasta más tarde en la primavera y principios del verano.

"[Una cantidad inusualmente grande de leones marinos varados en 2013 fue una señal de alerta] hubo un problema de disponibilidad de alimentos incluso antes de que el océano se calentara".Johnson: Esto nunca había sucedido antes ... Es increíble. Es tan inusual y no hay una buena explicación para ello. También hay una buena posibilidad de que el problema continúe, dijo un científico investigador de la NOAA en climatología, Nate Mantua.

Los expertos culpan a la falta de alimentos debido a las aguas oceánicas inusualmente cálidas. La NOAA declaró un El Niño, el patrón climático que calienta el Pacífico, hace unas semanas. El agua es de tres y medio a seis grados más caliente que el promedio, según Mantua, debido a la falta de viento del norte en la costa oeste. Por lo general, el viento del norte impulsa la corriente, creando un afloramiento que produce los nutrientes que alimentan a las sardinas, anchoas y otros peces de los que se alimentan los leones marinos adultos.

Es probable que el agua caliente esté empujando los alimentos de primera calidad para leones marinos (calamar, sardinas y anchoas) más al norte, lo que obligará a las madres a abandonar a sus crías hasta ocho días seguidos en busca de sustento.

Los cachorros, creen los científicos, se están destetando temprano por desesperación y parten solos a pesar de tener bajo peso y estar mal preparados para cazar.

[…]

“Estos animales están llegando realmente desesperados. Están al final de la vida. Están en una crisis ... y no todos los animales van a sobrevivir ". dijo Keith A. Matassa, director ejecutivo del Pacific Marine Mammal Center, que actualmente está rehabilitando 115 cachorros de leones marinos.

En los escombros de la tormenta que cubrían la costa del estado de Washington, Bonnie Wood vio algo espeluznante: los cuerpos destrozados de docenas de aves marinas jóvenes y desaliñadas. Caminando media milla a lo largo de la playa en el Parque Estatal Twin Harbors el miércoles, Wood vio más de 130 cadáveres de auklets juveniles de Cassin, las víctimas del tamaño de una palma de patas azules de lo que se está convirtiendo en una de las muertes masivas más grandes de aves marinas. grabado. “Fue tan angustioso”, recordó Wood, un voluntario que patrulla las playas del noroeste del Pacífico en busca de aves muertas o varadas. “Estaban en todas partes. Cada diez metros encontraríamos otros diez cuerpos de estas pequeñas cosas dulces ".

“Esto es simplemente masivo, masivo, sin precedentes”, dijo Julia Parrish, ecóloga de aves marinas de la Universidad de Washington que supervisa el Equipo de Observación Costera y Encuesta de Aves Marinas (COASST), un programa que ha rastreado las muertes de aves marinas de la Costa Oeste durante casi 20 años. “Podemos estar hablando de 50.000 a 100.000 muertes. Hasta aquí." (fuente)

100.000 no suena necesariamente grande, estadísticamente hablando, pero es un precedente en la historia de los animes grabados.todas las muertes sugieren que, de hecho, es masivo. Incluso National Geographic está señalando que estos eventos de muerte no tienen "precedentes". El agua más caliente está indicada para
gran parte del hambre que enfrentan muchos de los animales muertos.

El año pasado, los científicos dieron la alarma por la muerte de millones de estrellas de mar, atribuidas a aguas más cálidas y al "virus misterioso":

Las estrellas de mar están muriendo por millones en toda la costa oeste, lo que lleva a los científicos a advertir sobre la posibilidad de extinción localizada de algunas especies. A medida que la enfermedad se propaga, los investigadores pueden centrarse en un vínculo entre el calentamiento de las aguas y el aumento del recuento de cuerpos de estrellas de mar. (fuente)[…]

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La epidemia, que amenaza con remodelar la red alimentaria costera y cambiar la composición de los charcos de marea en los próximos años, parece estar impulsada por un virus no identificado previamente., informó el lunes un equipo de más de una docena de investigadores de la Universidad de Cornell, UC Santa Cruz, el Acuario de la Bahía de Monterey y otras instituciones. (fuente)

El cambio de temperatura en el Océano Pacífico, impulsado por el ciclo natural de giros durante décadas, cambia las poblaciones de vida silvestre, diezma las poblaciones de especies a lo largo de la cadena alimentaria, lo que demuestra cuán frágil es realmente el equilibrio de la vida en el océano.

Recientemente, el colapso de la población de sardinas ha creado una crisis tanto para la pesca como para la fauna marina en la costa oeste:

La pesca comercial de sardinas en la costa oeste de Canadá tiene un valor estimado de 32 millones de dólares, pero ahora desaparecen de repente. De regreso en octubre, pescador informó que regresaron con las manos vacías sin un solo pez después de 12 horas de pesca con curricán y unos $ 1000 gastados en combustible.

Sandy Mazza, por el Brisa diaria, informó sobre un fenómeno similar en el centro de California: “[L] as voluble sardinas han sido tan abundantes durante tantos años, a veces considerándose el pez más abundante en las aguas costeras, que Fue un shock cuando no pudo encontrar uno de los peces costeros de color azul plateado brillante en todo el verano., aunque esta no es la primera vez que desaparecen ". [énfasis añadido]

[…]
“¿Es El Niño? ¿Oscilación decenal del Pacífico? [¿La nina? ¿Cambio climático a largo plazo? ¿Más mamíferos marinos comiendo sardinas? ¿Fueron todos a México o más lejos de la costa? No lo sabemos. Estamos bastante seguros de que la población general ha disminuido. Los manejamos de manera bastante conservadora porque no queremos terminar con otro Cannery Row, así que, a medida que la población disminuye, frenamos la pesca ". dijo el funcionario de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) Kerry Griffin. (fuente)

Según un informe del Daily Mail, los peores eventos han acabado con el 90% de las poblaciones animales, sin llegar a la extinción, pero creando una ruptura en las cadenas alimentarias y los ecosistemas.

Y se sabe que los factores ambientales son un factor, ya que la contaminación de los productos químicos vertidos por las fábricas está claramente relacionada con al menos el 20% de los eventos de muerte masiva de las poblaciones de vida silvestre que se han investigado, y muchas muertes están implicadas por una serie de factores superpuestos. TheDaily Mail informó:

La muerte masiva de ciertos animales ha aumentado en frecuencia cada año durante siete décadas, según un nuevo estudio.

Los investigadores encontraron que estos eventos, que pueden matar a más del 90 por ciento de la población, están aumentando entre las aves, los peces y los invertebrados marinos.

Las razones de las muertes son diversas, y los efectos relacionados con los seres humanos, como la contaminación ambiental, representan aproximadamente una quinta parte de ellos.

La escorrentía de las granjas de Big Agra introduce altos niveles de fertilizantes y pesticidas que crean zonas muertas sin oxígeno en las que se eliminan los peces y los peces vivos. También preestablecidos en los desechos agrícolas están los productos químicos que modifican el género como los que se encuentran en la atrazina, que se usa en la producción de cultivos básicos, y los antibióticos y hormonas, que se usan en la producción ganadera, lo que crea una escorrentía peligrosa para las poblaciones de peces:

El ganado excreta hormonas naturales, estrógenos y testosteronas, así como las sintéticas que se utilizan para estimular su crecimiento. Dependiendo de las concentraciones y la sensibilidad de los peces, estas hormonas e imitadores de hormonas pueden afectar la reproducción de los peces silvestres o sesgar sus proporciones de sexos. (fuente)

Los contaminantes farmacéuticos también son los culpables de cambiar el sexo de los peces y alterar el número de la población, mientras que un estudio encontró que los químicos en el Prozac cambiaron el comportamiento de la vida marina y aumentaron la probabilidad de que los camarones "se suiciden" y naden hacia la luz. donde se convirtieron en presa fácil.

Las piscifactorías también introducen un gran volumen de contaminación química y antibiótica en los océanos y las vías fluviales:

Los espacios reducidos donde se crían los peces de piscifactoría (combinados con sus dietas antinaturales) significa que las enfermedades ocurren con frecuencia y pueden propagarse rápidamente. En las piscifactorías, que son básicamente "CAFO del mar", los antibióticos se dispersan en el agua y, a veces, se inyectan directamente en los peces.

Desafortunadamente, los peces de cultivo a menudo se crían en corrales en el océano, lo que significa que no solo los patógenos pueden propagarse como un incendio forestal y contaminar cualquier pez salvaje que pase nadando, sino que los antibióticos también se pueden propagar a los peces silvestres (a través de la acuicultura y la escorrentía de aguas residuales), y eso es exactamente lo que reveló una investigación reciente. (fuente)

La muerte masiva de peces en la costa brasileña se ha relacionado con la contaminación derivada del vertido de aguas residuales y basura.

El año pasado se informó que los investigadores relacionaron una muerte masiva de delfines mulares en el Golfo de México con el derrame de petróleo de BP Deep Water Horizon. Se encontró evidencia en un tercio de los casos de lesiones en la glándula suprarrenal, una condición rara por lo demás relacionada con la exposición al petróleo. Más de una quinta parte de los delfines también sufrieron neumonía bacteriana, lo que provocó una infección pulmonar mortal que también rara vez se observa en las poblaciones de delfines.

Esta semana vimos a la última víctima de este & # 8220 el evento de nivel de extinción oceánica más grande desde la última edad de hielo & # 8221, cuando millones de cangrejos atún aparecieron misteriosamente en las playas de Ensenada, México.

Después de California, esta última muerte masiva se informó en Ensenada, Baja California, el 14 de mayo de 2016, ¡donde las playas se volvieron completamente rojas!

Vea la lista completa de todas las muertes masivas de animales reportadas para 2015 y 2016 haciendo clic en el año.


¿Por qué no hay aves marinas? - biología

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[Reseña del libro] Biología de las aves marinas

Enlaces

Abstracto

En los últimos 15 años no se ha publicado un texto dedicado a la biología y ecología de las aves marinas. Aunque se han producido varios textos más específicos de taxones durante ese período, no ha habido una sola publicación que intente revisar nuestro conocimiento de todos los principales órdenes de aves marinas desde los trabajos de Nelson (1979), Croxall (1987) y Furness y Monaghan (1987). Tras la publicación de esas obras, se ha producido una gran e impresionante literatura. Dada la rápida expansión del campo en las últimas dos décadas, había llegado el momento de producir un compendio extenso sobre biología, ecología y conservación de las aves marinas del mundo.

E. A. Schreiber y J. Burger son editores de esta publicación de CRC, Biología de las aves marinas. El libro consta de 19 capítulos que varían en extensión de 15 a 51 páginas. También hay dos apéndices extensos: (1) una lista de especies de aves marinas (restringidas a los órdenes Sphenisciformes, Procellariiformes, Pelecaniformes y Charadriiformes, este último limitado a Stercorariidae, Laridae, Rhynchopidae y Alcidae) y su estatus en la UICN, y (2 ) una tabla muy útil de rasgos de la historia de vida específicos de cada especie. Los 19 capítulos fueron preparados por 26 autores, entre ellos algunos de los científicos sobre aves marinas más respetados y publicados del mundo. Un breve prefacio presenta el libro, su objetivo (proporcionar un examen y resumen de la investigación sobre aves marinas), su audiencia (investigadores, conservacionistas, administradores y formuladores de políticas) y los taxones cubiertos. Los editores fueron coautores del capítulo introductorio, Aves marinas en el medio marino. Los autores describen características distintivas de las historias de vida de las aves marinas en comparación con otros taxones, hipótesis de por qué evolucionaron esos estilos de vida y el papel potencial de la limitación de energía en la evolución de las historias de vida de las aves marinas. Junto con una discusión de otros rasgos comunes de las aves marinas, como la propensión a la reproducción colonial, los autores también sugieren direcciones para futuras investigaciones sobre la ecología de las aves marinas.


Biología de las aves marinas

Patrick GR Jodice, Daniel D. Roby, Michelle Antolos, Donald E. Lyons, Daniel J. Rizzolo, Sadie K. Wright, Cynthia D. Anderson, Scott K. Anderson, S. Kim Nelson, Adrian E. Gall, Liv Wennerberg, Biología de las aves marinas, El Auk, Volumen 120, Número 1, 1 de enero de 2003, páginas 240–245, https://doi.org/10.1093/auk/120.1.240

Biología de las aves marinas - E. A. Schreiber y J. Burger, Eds. 2002. CRC Press, Boca Raton, Florida. xxii + 722 págs. ISBN 0-8493-9882-7. $ 79.95. — En los últimos 15 años no se ha publicado un texto dedicado a la biología y ecología de las aves marinas. Aunque se han producido varios textos más específicos de taxones durante ese período, no ha habido una sola publicación que intente revisar nuestro conocimiento de todos los principales órdenes de aves marinas desde los trabajos de Nelson (1979), Croxall (1987) y Furness y Monaghan (1987). Después de la publicación de esos trabajos, se ha producido un gran e impresionante cuerpo de literatura. Dada la rápida expansión del campo en las últimas dos décadas, había llegado el momento de producir un compendio extenso sobre biología, ecología y conservación de las aves marinas del mundo.

E. A. Schreiber y J. Burger son editores de esta publicación de CRC, Biología de las aves marinas. El libro consta de 19 capítulos que varían en extensión de 15 a 51 páginas. También hay dos apéndices extensos: (1) una lista de especies de aves marinas (restringidas a los órdenes Sphenisciformes, Procellariiformes, Pelecaniformes y Charadriiformes, este último limitado a Stercorariidae, Laridae, Rhynchopidae y Alcidae) y su estatus en la UICN, y (2 ) una tabla muy útil de rasgos de la historia de vida específicos de cada especie. Los 19 capítulos fueron preparados por 26 autores, entre ellos algunos de los científicos sobre aves marinas más respetados y publicados del mundo. Un breve prefacio presenta el libro, su objetivo (proporcionar un examen y resumen de la investigación sobre aves marinas), su audiencia (investigadores, conservacionistas, administradores y formuladores de políticas) y los taxones cubiertos. Los editores fueron coautores del capítulo introductorio, Aves marinas en el medio marino. Los autores describen características distintivas de las historias de vida de las aves marinas en comparación con otros taxones, hipótesis de por qué evolucionaron esos estilos de vida y el papel potencial de la limitación de energía en la evolución de las historias de vida de las aves marinas. Junto con una discusión de otros rasgos comunes de las aves marinas, como la propensión a la reproducción colonial, los autores también sugieren direcciones para futuras investigaciones en ecología de aves marinas.

Los capítulos 2 a 19 cubren una amplia gama de temas y, a los efectos de esta revisión, se han organizado en los siguientes grupos de materias: sistemática y taxonomía (capítulos 2 y 3), ecología de reproducción y alimentación (capítulos 4 a 10), fisiología y energía (capítulos 11 a 14), medio ambiente y conservación (capítulos 15 a 17) y ecología de aves playeras y aves zancudas en el medio marino (capítulos 18 a 19). Para cada capítulo proporcionamos un título abreviado y una lista de autores.

Los capítulos 2 ("Registro fósil", de K. Warheit) y 3 ("Sistemática y distribución", de M. de L. Brooke) proporcionan la base taxonómica de este libro al revisar el registro fósil y la sistemática actual de las aves marinas. El Capítulo 2 revisa el registro fósil de aves marinas y también demuestra la relevancia de esos datos para los estudios contemporáneos de la ecología, la evolución y la estructura de la comunidad de las aves marinas. Por ejemplo, Warheit describe cómo la composición actual de las comunidades de aves marinas frente a Sudáfrica y en el Pacífico norte refleja la deriva continental y los cambios en el nivel del mar, y cómo esos eventos se registran en el registro fósil de aves marinas. Aunque este capítulo no incluye una discusión sobre cuándo y dónde evolucionaron ciertos rasgos clave de las aves marinas (por ejemplo, no volar o bucear con alas), proporciona al lector una base sólida en la paleontología de las aves marinas. Warheit también incluye un apéndice meticulosamente investigado en este capítulo donde se enumeran 369 taxones fósiles con información temporal, espacial y bibliográfica. La discusión de Warheit sobre el registro fósil de aves marinas prepara al lector para el siguiente capítulo, de M. de L. Brooke, que revisa la sistemática actual de las aves marinas. Brooke describe los cuatro órdenes que la mayoría considera que constituyen las aves marinas y analiza algunas de las relaciones taxonómicas que se están reconsiderando debido a los avances en las técnicas de genética molecular. El autor contrasta sucintamente los esquemas de clasificación anatómicos y moleculares sin enredarse en detalles taxonómicos que quedan fuera del alcance del capítulo. Este capítulo también incluye una discusión útil de las características definitorias y la distribución de cada familia de aves marinas, aunque en algunos casos se confía en las fotografías para representar características anatómicas que las ilustraciones podrían haber comunicado de manera más efectiva.

Los capítulos 4 a 10 revisan temas relacionados con la biología de la reproducción de aves marinas, la demografía y la ecología de la alimentación, y la mayor parte de esta sección está dedicada al primer tema. Estos capítulos representan la mayor parte de la investigación sobre aves marinas durante las últimas tres décadas, y su contenido incluye discusiones sobre algunos de los atributos que hacen que las aves marinas sean tan interesantes (por ejemplo, reproducción colonial, búsqueda de alimento a larga distancia, baja productividad anual). Muchos de los temas tratados en estos capítulos se remontan a algunas de las hipótesis clásicas originales desarrolladas durante las primeras etapas de la investigación sobre la ecología de las aves marinas (por ejemplo, Ashmole 1963, Lack 1967).

El Capítulo 4 (“Reproducción colonial”, por J.C. Coulson) proporciona una revisión extensa de la estructura y función de las colonias en las aves marinas. Dado que

El 95% de las aves marinas son coloniales (debería haberse incluido una lista corta de las especies consideradas no coloniales), este tema merece una atención considerable. Aproximadamente un tercio del capítulo está dedicado a una discusión de las teorías y funciones de la reproducción colonial, incluidas las teorías clásicas de la función de la colonia (por ejemplo, la defensa de los depredadores, el concepto de autorregulación de la población de Wynne-Edwards [1986] y el centro de información). hipótesis) y cuatro hipótesis recientes de la función de la colonia propuestas por Richner y Heeb (búsqueda de alimento en grupo en 1996) y Danchin y Wagner (separación de calidad, selección sexual y selección de mercancías en 1997). Una parte sustancial del capítulo está dedicada a la discusión de Coulson sobre las 16 características de las aves marinas coloniales y las colonias de aves marinas. Muchas especulaciones interesantes surgen en esta sección, que se ve reforzada por ejemplos de otras clases taxonómicas y órdenes de aves.

El Capítulo 5 (“Demografía”, por H. Weimerskirch) revisa los aspectos demográficos únicos de las aves marinas y analiza las relaciones entre los parámetros demográficos a nivel de orden, familia y especie. Weimerskirch utiliza análisis de componentes principales para examinar los datos del historial de vida de las aves marinas. Esos análisis ilustran cómo los órdenes de aves marinas y las familias se agrupan en relación con los atributos de la historia de vida, como la fecundidad y la esperanza de vida, y destacan las posibles direcciones para una mayor investigación. Este capítulo ilustra la importancia de los estudios demográficos para la ecología de las aves marinas. Sin embargo, la discusión sobre la relación entre la demografía de las aves marinas y el medio ambiente marino se habría beneficiado del uso de ejemplos en los que las respuestas demográficas de las aves marinas se han medido junto con medidas independientes de disponibilidad de presas.

El siguiente capítulo (“Comportamiento y alimentación de búsqueda de alimentos”, de DA Shealer) está bien ubicado en el texto para continuar la discusión iniciada en el Capítulo 5, dado que la demografía de las poblaciones de aves marinas se ve impulsada en gran medida por la naturaleza efímera de la comida. suministro y estrategias de alimentación asociadas. Shealer revisa el estado actual del conocimiento sobre el comportamiento de búsqueda de alimento y los recursos alimenticios de las aves marinas y analiza algunas de las adaptaciones morfológicas de las aves marinas que mejoran su capacidad para alimentarse en el medio marino. El autor dedica la mayor parte del capítulo a una revisión de los comportamientos de búsqueda de alimento de las aves marinas (por ejemplo, patrones diarios de búsqueda de alimento, olfato, búsqueda de alimento comensal) y a una síntesis de las principales presas que constituyen las dietas de las aves marinas. Aunque ya es bastante amplio en su cobertura, este capítulo se habría beneficiado de al menos una breve descripción general de las predicciones de la teoría de la alimentación óptima y su relación con la ecología de la alimentación de las aves marinas. Además, hubo poca discusión sobre la búsqueda de alimento a través del buceo de persecución en aves marinas, aunque podría decirse que ese tema podría merecer su propio capítulo dada la riqueza de la investigación sobre el tema.

El Capítulo 7 (“Clima y Efectos del tiempo”, por E. A. Schreiber) examina cómo las poblaciones de aves marinas se ven afectadas por el clima y los eventos meteorológicos que ocurren en una variedad de escalas temporales de días a años. Se consideran los efectos directos e indirectos de los eventos climáticos en las aves marinas, incluidos los problemas relacionados con la termorregulación, la dinámica de vuelo y la disponibilidad de presas. Schreiber examina cómo esos factores afectan en última instancia la dinámica de las poblaciones de aves marinas, a menudo a través de cambios en las tasas de productividad anual. Schreiber describe lo que se ha aprendido sobre la ecología de las aves marinas en relación con los eventos de oscilación del sur de El Niño (ENOS). El autor se basó en años de experiencia en el estudio de esas relaciones en el Pacífico tropical para impartir una visión profunda de cómo tales eventos pueden haber dado forma a algunas de las primeras teorías e investigaciones sobre la biología de la reproducción de aves marinas, especialmente en los trópicos. De hecho, esta sección proporciona una excelente revisión de los fenómenos ENOS para cualquier lector, ya sea que esté preocupado por la ecología de las aves marinas específicamente o los eventos ENOS en general. Otros eventos climáticos a más largo plazo, como la oscilación decenal del Pacífico y el calentamiento global, no se discutieron a pesar de su potencial y, en algunos casos, efectos conocidos sobre las poblaciones de aves marinas.

El Capítulo 8 ("Biología de la reproducción e historias de vida", por KC Hamer, EA Schreiber y J. Burger) comienza con la revisión de los rasgos de la historia de vida de las aves marinas y aclarando los términos a menudo confusos "rasgos de la historia de vida" (características que son influenced at the evolutionary scale) and “life-table variables” (indices of individual performance). A discussion of the influences of age, weather, and food availability on the timing of breeding follows, although the discussion of effects of food availability merits more attention than is given. The core of this chapter consists of an excellent and thorough discussion of seabird breeding biology and life histories. This section, which is one of the strongest in the entire book, includes discussions of the evolution of nestling obesity, the relationship between latitude and chick-rearing period, the importance of stomach oil production in the Procellariiformes, and the variation in chick attendance among species. This section includes many thoughtful hypotheses that are backed up by clearly illustrated tables and figures.

Chapter 9 (“Site and Mate Choice”, by J. Bried and P. Jouventin) provides a well-referenced discussion of site and mate choice that concentrates on the relationship between seabird reproductive constraints and the degree of mate fidelity from an evolutionary point of view. The chapter begins by reviewing classic site- and mate-choice theories and progresses to a discussion of the constraints on site and mate selection of low clutch size, extended parental care, high juvenile mortality, and breeding latitude. Unfortunately, the discussion of habitat selection in reference to breeding site choice was relatively brief and merely touched upon the relationship between nest-site location and its proximity to key food resources. One of the strengths of this chapter was the discussion of mate-selection theory, which reviewed some of the costs of mate selectivity and included a review of current theories examining mate choice on the basis of physical characteristics (e.g. body condition), time of arrival, and territory quality. This chapter also included an extensive table that compiled information on nest-site fidelity, mate fidelity, survival, average life expectancy, and body mass for 93 seabird species.

Colonial nesting marine birds have always provided an outstanding opportunity for biologists to examine the roles and complexity of visual and auditory displays during courtship, mating, and chick-rearing. J. B. Nelson and P. H. Baird present the reader with a wealth of examples on those topics in chapter 10 (“Communication and Displays”). The chapter is organized into four primary sections based on the four major seabird orders. Each section covers basic breeding biology, territorial behavior, pair relationships, incubation and chick-rearing, and behavior outside the breeding season. The authors also discuss a wide-range of visual displays and provide written and illustrative descriptions of those, although little attention is given to vocal or olfactory communication. Although the illustrations greatly aid the reader in understanding those displays, the publishers could have supplemented the text via the web or a CD with a collection of images, sounds, or even short video clips exemplifying seabird communication and display.

The following three chapters (chapters 11–14) provide a review of the major physiological and energetic features of seabird ecology. Over the past three decades, research on the physiology and energetics of seabirds has grown considerably and has provided a great deal of insight, not only into seabird ecology, but also into the broader fields of avian physiological ecology and environmental physiology. The study of seabird energetics provides an opportunity to under-stand the mechanisms and constraints underlying seabird life history and demography and, although not stated explicitly in the text, the material presented in those four chapters clearly makes that point.

Chapter 11 (“Energetics”, by H. I. Ellis and G. W. Gabrielsen) thoroughly reviews the biology of adult seabird basal and field metabolic rates (BMR and FMR, respectively) as well as ecological correlates of both. This well-referenced chapter includes extensive data tables that compare BMR measures in 77 seabird species and FMR measures in 37 species. Each of the comparisons leads to a new allometric equation relating metabolic rate to body mass. The authors also provide useful reviews and critiques of measurement techniques for both BMR and FMR. Ellis and Gabrielsen also discuss central issues related to sea-bird thermoregulation, which they summarize in an extensive table reviewing thermal conductance in 35 seabird species. The authors use those data to produce a new allometric equation relating conductance to body mass. The new allometric equations presented by the authors advance our understanding of seabird energetics in important ways and enhance our ability to predict energetics and conductance. The chapter would have benefited, however, from the addition of figures that illustrated those allometric relationships and from more discussion of the ecological (as opposed to physiological) relevance of those attributes.

Whereas chapter 11 focuses on adult seabirds, the emphasis of chapter 12 (“Reproductive Physiology”, by G. C. Whittow) is its coverage of incubation and embryonic physiology. The author discusses the reproductive physiology of breeding adults, describes the process of egg formation, and briefly touches upon adult hormone changes associated with incubation. A review of egg formation and the energetics of incubation follow, although differences in incubation strategies among taxa are not discussed. The author also provides an overview of embryonic development, which provides a good transition to the following chapter (“Chick Growth and Development”, by G. H. Visser). In chapter 13, Visser focuses on growth patterns and energetics of young seabirds and methods for measuring energy budgets. This clear and well-written chapter begins with a discussion of interorder, interspecific, and intraspecific variation in growth-rate parameters, with emphasis on deviations from the seabird norm. That approach allowed for clear comparisons among taxa and for easy identification of species that were most different from the norm. A major emphasis of the chapter is the energetics of chick growth. Important components of chick energy budgets are summarized, including a brief review of available data on assimilation efficiencies in seabird chicks, and a detailed overview of methods used to measure energy budgets in developing chicks. Visser also presents detailed methodology for four techniques used to measure energy budgets: periodic chick weighing, time–energy budgets, water influx rates, and the doubly labeled water method. The author draws particular attention to fractionation effects on the accuracy of the doubly labeled water method and rightfully argues for a set of standardized assumptions to be used when calculating energy expenditure rates using that method. The chapter concludes with a novel comparative analysis of energy budgets for seabird family units.

Chapter 14 (“Water and Salt Balance”, by D. L. Goldstein) is, with the exception of chapter 1, the shortest of the book. It begins with a discussion of the avenues of input and output for water and salt in marine birds, including a summary of recent work on renal form and function in marine birds, much of which the author has been involved with. The section on salt (nasal) glands is brief, seemingly too brief for a group of birds that have taken that adaptation to its pinnacle. The section on inter- and intraspecific variation in seabird osmoregulation is thin, mostly because recent research in that area has been limited, but some studies were missed. This chapter would have benefited from illustrations of some of the anatomical features discussed in the text. The role of osmoregulation as a constraint on seabird reproductive behavior and ecology presents opportunities for new and interesting avenues of investigation.

Chapters 15–17 focus on management and conservation issues pertaining to seabirds. The editors included chapters covering effects of extrinsic chemicals and pollutants on seabirds (chapter 15), interactions between seabirds and fisheries (chapter 16), and sea-bird conservation issues (chapter 17). Although this list does not cover all of the pertinent conservation issues (e.g. predation and competition from invasive species could warrant a chapter all its own), it does provide the reader with a substantive review of some of the most important conservation and management issues facing seabird biologists.

Chapter 15 (“Chemicals and Pollution”, by J. Burger and M. Gochfeld) draws on the authors' many years of research experience on effects of marine pollutants on birds to develop a discussion of the various major pollutants (metals, organochlorine compounds, petroleum products, and plastics). Burger and Gochfeld provide a thorough discussion of the utility and limitations of using seabirds as bioindicators of pollutants. Differences in vulnerability of seabirds as related to trophic feeding level, age, gender, and taxa are reviewed, although that discussion is limited to differences in documented contaminant levels within each of those aforementioned groups, rather than mechanisms underlying those differences. The authors include contaminant-specific reviews for cadmium, lead, mercury, and selenium, and also provide case studies of their research into effects of lead exposure on seabirds. Treatment of organo-chlorine compounds focuses on pesticides and PCBs. Petroleum products and oil spills are only briefly covered relative to the magnitude of their effect on seabird populations. Biomarkers of pollution, particularly induction of mixed-function oxidases and their uses and limitations, are not discussed. The chapter does well, however, at emphasizing the relationship between sublethal toxicity at the individual level and effects on reproduction and population dynamics.

Another important anthropogenic factor affecting seabird populations is the interaction between seabirds and fisheries. W. A. Montevecchi reviews that topic in chapter 16 (“Fisheries Interactions”). The introduction describes both current and historic inter-actions between seabirds and fisheries. Montevecchi then discusses both positive and negative influences of fisheries on marine birds, as well as effects of seabirds on fisheries. Emphasis is placed on differentiating potential effects of fisheries on adult survival from those on reproduction. This chapter provides excellent examples of direct effects of fisheries on seabirds (e.g. gear entrapment), as well as examples of indirect effects of fisheries on seabirds (e.g. ecological repercussions of prey depletion). Although the author discusses sources of adult mortality related to fisheries and provides suggestions for management and mitigation, there is no discussion of the methods used to assess mortality estimates or other fishery–seabird interactions. The author's review of the positive effects of fisheries on seabirds highlights the ecological interactions between fishery activities and the marine food web, and demonstrates the difficulty in categorizing an interaction as positive or negative for all seabirds. The author offers valuable suggestions for management, such as using consumer pressure and economic incentives as means to promote ecologically responsible fishing practices.

Chapter 17 (“Conservation”, by P. D. Boersma, J. A. Clark, and N. Hillgarth) briefly reviews conservation issues for seabirds, with special attention to effects of habitat modification, introduced species, human harvest, and human disturbance. Other threats to seabirds, such as pollution and fisheries interactions, are covered in their own chapters, but mentioned here as well. The chapter provides an overview of the degree of legal protection afforded to marine birds as well as a discussion of progress that has been made in the arena of seabird conservation. Although this chapter presents a succinct review of conservation issues, including case studies that highlight both successes and ongoing challenges in seabird conservation would have enhanced it. A notable omission from this chapter was the lack of discussion pertaining to global warming and its current and potential effect on seabird populations, especially at high latitudes. The authors refer the reader to chapter 7 for a discussion of climate change, but nowhere in the book are the conservation implications of global warming fully discussed.

Chapters 18 (“Shorebirds in the Marine Environment”, by N. Warnock, C. Elphick, and M. A. Rubega) and 19 (“Wading Birds in the Marine Environment”, by P. C. Frederick) broadened the scope of this text by including reviews of taxa that are not typically considered marine birds but that may spend substantial portions of the annual cycle in marine environments. The shorebird chapter provided a brief review of shorebird biology before focusing on shorebird use of coastal habitats and influences of tides and climate on ecology, with particular emphasis on foraging behavior. This chapter also included brief sections on phalarope ecology, shorebird migration in the marine environment, and conservation issues. Similarly, chapter 19 reviewed wading-bird biology as it relates to the marine environment. Frederick provided the reader with an extensive overview of the current state of knowledge of marine waders, emphasizing wading-bird reproductive and behavioral ecology. This chapter thoroughly reviewed the broad range of foraging strategies employed by waders in marine environments, as well as foraging constraints and prey. As in the previous chapter, the author also provided an overview of conservation issues related to waders in the marine environment.

Biology of Marine Birds fills a vacant niche for those seeking a current review of seabird biology and ecology. The 19 chapters cover a wide array of topics, although a noticeable inconsistency within the book is the breadth and depth of each chapter. For example, some chapters are quite lengthy and provide in-depth reviews of the material as well as new analyses, whereas others provide only a brief overview of the focal topic. Most chapters do, however, provide the reader with a substantive review of prior research and suggestions for future research. Furthermore, although the book covered a wide array of topics, we felt that certain areas deserved greater attention. Those include, but are not limited to predation, disease, and parasites at colonies behavior and physiology of pursuit-diving nutritional ecology genetics and population structure ecology during the nonbreeding season, including migration behavior decadal-scale shifts in marine trophic structure and global warming. The inclusion of the shorebird and wading-bird chapters increased the scope of the text, but the omission of sections on other marine-dependent species such as sea ducks, loons, and grebes was notable.


1 Marine Fish

The study of fish, ichthyology, includes both freshwater and marine species. Since at least 25,000 species of fish exist in all their diverse categories -- including cartilaginous species likes sharks and rays, as well as the bony fishes -- this is a broad field for study. The marine biologist would technically study only saltwater fishes, though his special area of study may involve a more specific interest in one or more species and concentrate on a particular aspect within that study -- such as reproduction, migratory behaviors or even fish farming.


Why biodiversity among marine mammals and birds generally rises in cold, temperate waters

An African penguin (Spheniscus demersus) on a beach in South Africa. A new study examines why biodiversity among warm-blooded marine predators such as whales, seals and penguins rises in cold, temperate waters. Credit: Adam Wilson

In ecology, the diversity of species generally increases as you move toward the warmer latitudes of the tropics.

A new study explores a curious exception to this trend, examining why biodiversity rises in cold, temperate waters among warm-blooded marine predators such as whales, seals and penguins.

The research—published on Jan. 25 in the journal Ciencias—presents a possible explanation for this unusual pattern.

"We show with data and theory that cold waters slow fishes' and sharks' metabolism, causing sluggish movement and giving mammals and birds important hunting and competitive advantages," says John Grady, a postdoctoral research associate at the National Great Rivers Research and Education Center and former postdoctoral researcher at Michigan State University, who led the study. "Sharks are easier to avoid and fish are easier to catch when the water is cold."

"As we conclude in the paper, 'Overall, warm-bodied predators are favored where prey are slow, stupid and cold,'" says co-author Adam Wilson, Ph.D., a biogeographer at the University at Buffalo. Wilson is an assistant professor in the Department of Geography in the UB College of Arts and Sciences.

A humpback whale (Megaptera novaeangliae) pictured in Cape Cod Bay off the coast of Massachusetts in the United States. Credit: Adam Wilson

"We are living through an era of rapid environmental change and biodiversity loss," Wilson adds. "Understanding the mechanisms that led to the current spatial distribution of biodiversity is critical to conserving it for future generations."

The study was an international collaboration, with contributors from Michigan State University, Bryn Mawr College, the University of Arizona, the University of New Mexico, the University of Freiburg in Germany, Dalhousie University in Canada, the U.N. Environment Programme World Conservation Monitoring Centre in the United Kingdom, UB, the National Great Rivers Research and Education Center, and Washington University in St. Louis.

Using data to quantify and explain marine predator diversity

As part of the study, Wilson co-developed a workflow that the team used to quantify and summarize the geographic distribution of almost 1,000 species of sharks, fish, reptiles, mammals and birds.

"We used these data to show how warm-blooded marine predators such as seals, whales and penguins do not follow the typical geographic pattern of increasing biodiversity near the tropics. Our analysis showed that the diversity of these predators systematically increases toward the poles relative to cold-blooded competitors such as large sharks and fish," Wilson says. "This curious fact led to the development of the theory presented in the paper, which explains the patterns of biodiversity by taking into account the relative speed at which predators pursue their prey in different water temperatures."

Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) near Navarino Island, Chile. Credit: Adam Wilson

Scientists found evidence to support this hypothesis when they examined consumption patterns among warm-blooded seals and active-hunting cetaceans (including dolphins, porpoises, beluga and narwhal).

"Analyzing global patterns of marine mammal abundance and consumption, we find seals and dolphins collectively consume approximately 80 times more of the available food near the polar seas than the warm equator," Grady says.

This may help to explain why these warm-blooded predators are more abundant and diverse in cold seas, Grady adds.


No-take zone

A no-take zone is an area set aside by a government where no extractive activity is allowed. Extractive activity is any action that extracts, or removes, any resource.

Biology, Ecology, Earth Science, Oceanography, Geography

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A no-take zone is an area set aside by the government where no extractive activity is allowed. Extractive activity is any action that removes, or extracts, any resource. Extractive activities include fishing, hunting, logging, mining, and drilling. Shell collecting and archaeological digging are also extractive.

No-take zones usually make up part of larger protected areas. These protected areas, sometimes part of national or state parks, are located on both land and open water, such as lakes and oceans. No-take zones offer a greater amount of protection to the ecosystems, habitats, and species within the boundaries of those larger, and less restrictive, protected areas.

No-take zones are a specific type of marine protected area (MPA). According to the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), no-take MPAs totally prohibit the extraction or significant destruction of natural or cultural resources.

No-take MPAs are rare. Most countries and states have fisheries that depend on the extraction of marine life. Sport fishing and commercial fishing are often important industries in coastal areas. Throughout the world, the fishing industry is the most powerful opponent of no-take zones. However, archaeologists, treasure hunters, and the oil and mining industries are also often critical of no-take MPAs.

Most no-take zones are often part of multiple-use MPAs, where different levels of activity are allowed in different zones. Multiple-use MPAs regulate the amount of extractive activity, as well as recreation and scientific research, that can take place in a protected area.

No-take zones within multiple-use MPAs usually protect the spawning grounds of many aquatic species. They may also serve as outdoor laboratories that allow scientists to compare the undisturbed areas of a no-take area to those impacted by human activities. Through these experiments, scientists are better able to understand how human activities affect the marine environment.

Channel Islands National Marine Sanctuary, California

The Channel Islands National Marine Sanctuary is a multiple-use MPA located in the Santa Barbara Channel, off the southern coast of the U.S. state of California. The sanctuary encompasses about 3,807 square kilometers (1,470 square miles) of water surrounding Anacapa, Santa Cruz, Santa Rosa, San Miguel, and Santa Barbara Islands. The islands surrounded by the no-take MPAs are not inhabited by people, and only limited scientific research is allowed on them.

In 2007, NOAA added nine new marine zones to the sanctuary, eight of which are no-take marine reserves. These new no-take areas prohibit all extractive activities and injury to sanctuary resources.

The Channel Islands no-take zones protect a great variety of organisms, including large forests of giant kelp, fish, invertebrate populations such as shrimp and clams, and diverse species of marine birds. Marine mammals, such as whales and sea lions, also inhabit the sanctuary. The no-take zones provide full or part-time habitats for endangered species, including blue, humpback, and sei whales, southern sea otters, California brown pelicans, and the California least terns.

Great Barrier Reef Marine Park, Australia

Located off the northeast coast of Australia, Great Barrier Reef Marine Park begins at the tip of Cape York in the territory of Queensland and extends south almost to the city of Bundaberg. The park is only slightly smaller than the nation of Japan, and stretches approximately parallel to the Queensland coast for more than 2,240 kilometers (1,400 miles).

In the Great Barrier Reef, no-takes areas are also known as Green Zones. Within Green Zones, recreational activities such as boating, snorkeling, and diving are allowed. However, fishing and coral collecting are entirely prohibited.

Until recently, no-take zones made up less than five percent of Great Barrier Reef Marine Park. Within the last ten years, the network of no-take areas now covers more than 33 percent of the MPA.

Green Zones improve the protection of the regions biodiversity through a series of strict guidelines. All Green Zones in the MPA are at least 10 kilometers (6 miles) wide.

The Green Zone network offers at least 20 percent protection per bioregion. A bioregion is a geographic region that is larger than a single ecosystem. Some of the bioregions protected by no-take zones in the Great Barrier Reef include coastal beaches, lagoons, and more than 30 types of coral reefs.

Great Barrier Reef Marine Park supports a phenomenal variety of organisms, including many vulnerable or endangered species. Four hundred coral species make up the majority of the reef. Six species of sea turtles come to the reef to breed, while 215 species of birds regularly visit the reef, with some nesting on nearby islands. The islands also support 2,195 known plant species. More than 1,500 species of fish live on the reef, and thirty species of whales, dolphins, and porpoises have been recorded within the MPA.

The Great Barrier Reef is one of the richest, most complex, and most diverse ecosystems in the world. It is also one of Australias most profitable tourist centers. Tourists visit the Great Barrier Reef to enjoy the largest coral reef in the world, its colorful and unique habitats, and the array of recreational activities in the area. They also come to participate in sport fishing and other extractive activities.

Australia has large fisheries near the Great Barrier Reef. Marlin, coral trout, bass, snapper, and a wide variety of sharks are harvested near the park. Some of these fish are also harvested in the park itself, in zones that allow for commercial or sport fishing.

The network of no-take zones allows leaders to manage the park to support both the environment and economy of the area.


Marine Ecosystems

Marine ecosystems are aquatic environments with high levels of dissolved salt. These include the open ocean, the deep-sea ocean, and coastal marine ecosystems, each of which have different physical and biological characteristics.

Biology, Ecology, Conservation, Earth Science, Oceanography

Coral Reef State Park

Coral reefs are a diverse form of marine ecosystem, which in total may account for a quarter of all ocean species. Several types of fish and coral are shown here at John Pennekamp Coral Reef State Park in Florida, United States.

Photograph by James L. Amos

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Marine ecosystems are aquatic environments with high levels of dissolved salt, such as those found in or near the ocean. Marine ecosystems are defined by their unique biotic (living) and abiotic (nonliving) factors. Biotic factors include plants, animals, and microbes important abiotic factors include the amount of sunlight in the ecosystem, the amount of oxygen and nutrients dissolved in the water, proximity to land, depth, and temperature.

Sunlight is one the most important abiotic factors for marine ecosystems. It&rsquos so important that scientists classify parts of marine ecosystems&mdashup to three&mdashby the amount of light they receive. The topmost part of a marine ecosystem is the euphotic zone, extending down as far as 200 meters (656 feet) below the surface. At this depth, there is sufficient light for regular photosynthetic activity. Most marine life inhabits this zone. Below the euphotic zone is the dysphotic zone, which can reach from 200 to as deep as 1,000 meters (656 to 3,280 feet) below the surface. At these depths, sunlight is still available, but only enough to facilitate some photosynthesis. Below the dysphotic zone lies the aphotic zone, which does not receive any sunlight.

Types of Marine Ecosystems

Scientists divide marine ecosystems into several broad categories, although there are discrepancies depending on the source about what qualifies as a marine ecosystem. The number of marine ecosystems is actively debated. Although there is some disagreement, several types of marine ecosystems are largely agreed on: estuaries, salt marshes, mangrove forests, coral reefs, the open ocean, and the deep-sea ocean.

An estuary is a coastal zone where oceans meets rivers. Here, nutrients and salts from the ocean mix with those from the river in regions sheltered from extreme weather. As a result, estuaries are among the most productive places on Earth and support many types of life. In addition, because they are located where rivers join the ocean, estuaries have traditionally supported many human communities and activities like fishing, shipping, and transportation.

While estuaries form where ocean meets rivers, salt marshes occur where oceans meets land. These places are rich in nutrients from sediment brought in by the ocean. Marshes are regularly flooded by high tides, making the surrounding ground wet and salty. As a result, the soil is low in oxygen and filled with decomposing matter. These ecosystems are dominated by low-growing shrubs and grasses.

Another coastal ecosystem is the mangrove forest. Mangrove forests are found in tropical areas. Thesee ecosystems frequently flood with ocean water, submerging the roots of mangrove trees. The root systems of mangroves filter out salt and sit above ground to access oxygen. These trees provide a home for a variety of species. Animals, such as fish, crabs, shrimp, reptiles, and amphibians, live among the mangrove&rsquos roots while its canopy provides a nesting site for birds.

A bit farther out into the tropical sea are coral reefs, euphotic-zone ecosystems built from the exoskeleton secreted by coral polyps. These exoskeletons form complex structures that shelter many different organisms. Coral reefs are extremely diverse ecosystems that host sponges, crustaceans, mollusks, fish, turtles, sharks, dolphins, and many more creatures. By some counts, coral reefs can account for a quarter of all ocean species.

Beyond the coral reefs lies the open ocean. Open ocean ecosystems vary widely as the depth of the ocean changes. At the surface of the ocean, the euphotic zone, the ecosystem receives plenty of light and oxygen, is fairly warm, and supports many photosynthetic organisms. Many of the organisms that we associate with marine ecosystems, such as whales, dolphins, octopi, and sharks, live in the open ocean.

As the depth of the ocean increases, it gets darker, colder, and with less available oxygen. Organisms living in deep-sea ecosystems within the dysphotic and aphotic zones have unusual adaptations that help them survive in these challenging environments. Some organisms have extremely large mouths that allow them to catch whatever nutrients fall from shallower ocean depths. Others have adapted to get their energy via chemosynthesis of chemicals from hydrothermal vents.

Coral reefs are a diverse form of marine ecosystem, which in total may account for a quarter of all ocean species. Several types of fish and coral are shown here at John Pennekamp Coral Reef State Park in Florida, United States.