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Todo empieza con la fijación de carbono atmosférico por parte del fitoplancton, las pequeñas algas microscópicas que, junto con bacterias, virus y protozoos forman lo que se ha venido a llamar red trófica microbiana: la materia orgánica producida por todos estos organismos es degradada por las bacterias, las cuales son a su vez alimento de los protozoos. La captación de energía por el fitoplancton es el proceso equivalente al que hacen las plantas terrestres y los árboles y se realiza gracias a los pigmentos que estos organismos tienen y que les permite captar la energía del sol. Si hay suficientes nutrientes inorgánicos el fitoplancton crece y sirve de alimento a protozoos y al zooplancton, cuyo componente más conspicuo son los copépodos. Los copépodos son parte esencial de la alimentación de otros invertebrados carnívoros y mayores, como las medusas, los ctenóforos, el krill, todos ellos a su vez alimento de los peces. Así, aquellos fenómenos climáticos, de dinámica oceánica o producidos por el hombre que afecten al crecimiento del fitoplancton terminaran afectando también a los invertebrados y a los peces. Todas estas relaciones de crecimiento, depredación, limitación, etc. suceden en el agua de mar, para nosotros un líquido en el cual podemos nadar fácilmente, pero que para los organismos de tamaño microscópico no es sino un fluido viscoso, denso y donde moverse no es fácil. Los temporales y la interacción entre la dinámica atmosférica y el agua del mar produce turbulencia, que puede afectar el movimiento y la alimentación de los organismos y también los procesos por los cuales atmósfera y mar condicionan el clima y los ciclos biogeoquímicos. El mar es un entorno dinámico, afectado por la geografía del fondo marino y por el clima. Así, en determinados sitios hay entrada de nutrientes con el agua de fondo, y en otras partes se producen interacciones con las descargas de los ríos. Además, todo varía con la estacionalidad de forma que la estructura trófica y los flujos de carbono no son constantes sino variables.

Todo aquello que vive en el agua de mar y no tiene capacidad de movimiento independiente de las corrientes marinas se llama plancton. Los organismos que habitan sobre substratos del fondo se llaman bentos. Entre estos últimos destacan comunidades especialmente bellas, como las formadas por corales y gorgonias, o las más conocidas con estrellas de mar, erizos y esponjas. Pero el bentos no es independiente del plancton, sino que se alimenta de él y muchos organismos bentónicos tienen fases de su vida en el plancton. Las redes tróficas en el litoral marino no pueden separarse entre planctónicas y bentónicas puesto que estos suspensívoros bentónicos pueden ser unos protagonistas secundarios pero esenciales en los flujos de materia y energía en el ecosistema litoral.

Las relaciones entre copépodos u organismos bentónicos y la red trófica microbiana puede ser estudiadas mediante grandes tanques de agua (mesocosmos), con microcosmos donde se reproducen en miniatura la red trófica planctónica, o mediante campañas oceanográficas con barcos adaptados para la investigación que no son sino laboratorios móviles donde los científicos viven y trabajan. Las muestras que se recogen en estas campañas y experimentos son analizadas con gran diversidad de técnicas: microscopía de epifluorescència, citometría de flujo, análisis bioquímicos, HPLC, métodos moleculares... El Departamento de Biología Marina y Oceanografía estudia tanto el litoral catalán, especialmente el Delta de l'Ebre, las playas y cañones submarinos de la Costa Brava, y las Illes Medes, como el resto del Mediterráneo. Pero también se realizan campañas en las Salinas del litoral valenciano, en la costa de Galicia, en el Atlántico central o incluso en la Antártida, para poder estudiar mejor los factores que condicionan los procesos explicados aquí y para conocer mejor los impactos humanos sobre el medio natural. Nos interesa especialmente toda la problemática de enriquecimiento con nutrientes del litoral ("eutrofización"), los crecimientos espectaculares de especies de fitoplancton ("HAB") que pueden ser tóxicas si se ingieren pescados o mariscos que se han alimentado de ellas, o los crecimientos de especies animales que pueden afectar el uso recreacional del litoral, como las medusas. Finalmente, hay que comentar que todavía conocemos muy poco de la verdadera diversidad de organismos que crecen en el mar. El estudio, por ejemplo, de la diversidad microbiana, nos permitirá conocer nuevas especies y seguir su crecimiento, aparición o desaparición en el agua del mar que nos acoge.