Importancia de la Química

La química tiene la mayor de las importancias relativas porque está y reside en todo. Todos los procesos, de vida, de muerte, de crecimiento, de combustión, de calor, de frio, de expansión, de implosión, universales, macroscópicas, microscópicas…. La química lo es todo.

Si nos vamos a la importancia que tienen los productos químicos, podemos destacar aquellos que nos sirven para facilitar el día a día y hacer más cómoda nuestra vida, como es el caso de las anestesias en las operaciones quirúrgicas, los distintos metales usados para fabricar aviones menos pesadas o automóviles más resistentes a los impactos, el uso de explosivos tanto para construir, (túneles y pozos) como para destruir (armas, bombas, explosivos), el uso de nuevas tecnologías para obtener energía, limpia o sucia, como la energía nuclear, la energía solar, combustión de carbón…etc.

En las últimas décadas, la importancia de la química ha sido tan creciente como en los últimos 4000 años anteriores. Los progresos crecen aceleradamente y cada vez, sabemos más de la estructura de todas las cosas.

Todos los procesos que ocurren en nuestro planeta tienen su importancia basada en la química. Desde el más grande, como el calor del sol, hasta el más pequeño de los átomos que se mueve dentro de nuestra nariz. Las hojas de las plantas consiguen convertir el dióxido de carbono en oxígeno, a su vez las plantas son el principal sustrato en el que se basa la farmacopea actual y han sido las drogas usadas desde el principio de los tiempos.

En este caso nos enfocaremos en lo importante de la química para la biología marina, algo sencillo para que imagines es que la biología es la ciencia que estudia la vida, para describir ciertos procesos que se ven a simple vista hay que hilar muy finito hasta llegar a ver qué pasa con los átomos y moléculas.

La Composición Química del Agua del Mar

La compisición química del agua del mar a menudo es descrita a base de fantasías, que a veces parecen trabajos escritos por alquimistas, 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.

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.

Las primeras determinaciones de las sales disueltas en el agua del mar, hechas con precisión, se deben al oceanógrafo William Dittmar que analizó 77 muestras recolectadas en los océanos Atlántico, Pacífico e Índico en la expedición del Challenger alrededor del mundo que se realizó durante los años 1873 a 1876. En 1884 determinó halógenos, sulfatos, cloruros, carbonatos de sodio, magnesio, calcio y potasio. Y descubrió que estas sales se encontraban en cantidades más o menos constantes, por ejemplo el ión cloruro representa siempre el 56 por ciento de los sólidos totales disueltos en el agua del mar, y el magnesio el 4 por ciento.

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.
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. 
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 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.

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.

La Química en los seres vivos

Como hemos visto los seres vivos están caracterizados, entre otras cosas, por poseer una organización celular, es decir determinadas moléculas se organizan de una forma particular y precisa e interactúan entre sí para establecer la estructura celular.  Así como las células son los ladrillos con los que se construyen los tejidos y los organismos, las moléculas son los bloques con que se construyen las células.

Al estudiar químicamente estas moléculas observamos que las mismas están constituidas en un 98% por elementos tales como C, H, O, N, P y S; ( el 2 % restante esta representado por elementos como el Fe, Ca , Na, K, Cu, Mg, I, Cl. Etc.)

La combinación de estos seis elementos puede dar lugar a la formación de millones de moléculas distintas, sin embargo como veremos más adelante, la mayoría de los seres vivos está formado por un  número relativamente bajo de tipos de compuestos.

Aquellos compuestos en cuya composición interviene el carbono se los denomina compuestos orgánicos; dentro de este grupo podemos mencionar a los monosacáridos , polisacáridos, aminoácidos, proteínas, lípidos , nucleótidos y ácidos nucleicos ( no son los únicos compuestos orgánicos que existen, pero sí son la mayoría). Estos representan aproximadamente el 30% de la composición química de los seres vivos .  El 70%  lo constituye el agua. También encontramos algunos iones tales como el Na, Fe, Ca, K, etc. en proporciones muy pequeñas.

Todas las células están gobernadas por los mismos principios físicos y químicos de la materia inerte. Si bien dentro de las células encontramos moléculas que usualmente no existen en la materia inanimada, en la composición química de los seres vivos encontramos desde sencillos iones inorgánicos,  hasta complejas macromoléculas orgánicas siendo todos igualmente importantes para constituir , mantener y perpetuar el estado vivo.

Principales constituyentes químicos de los animales marinos

Los principales componentes químicos de la carne del pescado son: agua, proteína y lípidos. El contenido de hidratos de carbono en el músculo de pescado es muy bajo, generalmente inferior al 0,5% 4. 

El contenido en agua  varía entre 60-80% y es inversamente proporcional al contenido graso4 . El contenido en proteínas es bastante constante.El colágeno se encuentra en baja proporción y se convierte fácilmente en gelatina con el calentamiento.

El contenido graso es muy fluctuante e inversamente proporcional al contenido en agua. En los pescados azules o grasos, la grasa se deposita en el tejido muscular; mientras que en los pescados magros, la grasa se acumula en su mayor parte en el hígado. Según el contenido graso se clasifican en: grasos o azules, semigrasos y blancos.

El perfil lipídico de los peces difiere sustancialmente al de los mamíferos. Los peces contienen una menor proporción de ácidos grasos saturados (“grasas malas”), mayor proporción de ácidos grasos monoinsaturados  (AGMI) y ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) especialmente del tipo omega 3. Los ácidos grasos específicos del pescado son el eicosapentaenoico (EPA) y el docosahexaenoico (DHA). Ambos son ácidos grasos polinsaturados de cadena muy larga de la familia omega 3 (n-3). El principal esterol del músculo de peces es el colesterol, cuya proporción varía entre especies.

Composición Química de distintos pescados por 100 g

 Composición química de los mariscos es similar a la de los pescados magros. La proporción de proteínas de los moluscos varía entre 10-20%; mientras que para los crustáceos se encuentra entre 16-25%. Los hidratos de carbonoson significativos en algunos moluscos. En términos generales el contenido graso de los mariscos es bajo, constituyendo aproximadamente el 2% de la fracción comestible. Respecto a su perfil lipídico destacan los ácidos grasos poliinsaturados, comprendidas entre 40-50% para crustáceos y entre 30-45% para moluscos bivalvos (referidos a los ácidos grasos totales).

Los mariscos son menos digestibles que los pescados, aunque poseen un valor nutricional similar al pescado magro. Sus proteínas son de alto valor biológico, como las de la carne y los huevos; su contenido en minerales (calcio, magnesio, fósforo), oligoelementos y vitaminas es variado y muy significativo. Algunos moluscos, como las ostras, poseen altas cantidades de yodo, mientras que los mejillones y las almejas poseen altas cantidades de hierro. Las grasas, aunque no muy abundantes, son saludables, al ser del tipo de las poliinsaturadas (especialmente n-3). Su contenido en omega 3 es similar a pescados magros. Algunos crustáceos, como los langostinos, poseen un contenido nada despreciable de colesterol, lo que deberá tenerse en cuenta al planificar dietas bajas en colesterol. 

Composición Química de distintos mariscos

Parametros Fisicos-Quimicos: Salinidad

La salinidad es una propiedad importante de aguas usadas industriales y de cuerpos de agua naturales. Originalmente este parámetro se concibió como una medida de la cantidad total de sales disueltas en un volumen determinado de agua. Se puede determinar la salinidad de un cuerpo de agua a base de determinaciones de: conductividad, densidad, índice de refracción ó velocidad del sonido en agua. 

La Tabla 1 nos presenta la abundancia relativa de los iones más comunes en cuerpos de agua dulce y en aguas oceánicas. Los iones y los elementos presentes en cuerpos de agua naturales se originan de procesos de mineralización y desgaste de las rocas que forman la corteza terrestre y de emanaciones del manto terrestre, a través de la actividad volcánica. El agua de mar está compuesta en promedio de un 96.52% de agua y un 3.49% de substancias disueltas (mayormente sales). La abundancia relativa de los iones es constante en aguas oceánicas bien mezcladas. No obstante, hay variaciones en el contenido total de sales entre aguas océanicas de latitudes altas y bajas. Al mismo tiempo, hay diferencias en la salinidad a lo largo del perfil de profundidad. El contenido de los iones de Cl- , SO4 =, Ca++, Mg++, Na+, y K+ representa más del 99% del total de sales en el océano. El ión de sodio es el catión más abundante en agua de mar (aproximadamente 30.4%), mientras que el ión cloruro es el anión principal 

Las sales presentes en agua de mar pueden ser agrupadas en dos categorías: elementos conservativos y elementos no-conservativos. En el primer grupo se incluyen todas aquellas sales que presentan una concentración relativamente constante en cualquier ambiente. Los elementos no-conservativos presentan variaciones en su concentración relativa de tipo temporal y espacial. Dichas variaciones responden mayormente a la incorporación selectiva de dichos elementos por parte de los componentes bióticos del ecosistema. Nitrógeno (en forma de nitratos), fosfóro (en forma de fosfatos) y el silicio, resultan ser los elementos no-conservativos más importantes del ambiente marino. Nitrógeno y fósforo resultan ser nutrientes esenciales para todo organismo y factores limitantes de la productividad primaria en el ambiente marino, dada sus bajas concentraciones. La concentración de fósforo y nitrógeno en áreas costeras que reciben el impacto de actividades antropogénicas (ej. descargas de aguas usadas provenientes de industrias plantas de tratamiento de desperdicios domésticos y municipales) puede ser relativamente altos, dando margen a la contaminación y una alta tasa de productividad primaria en dichas áreas. Por otro lado, el silicio es un nutriente esencial para los fototrofos con paredes formadas por silicatos (ej. diatomeas) y para heterotrofos con cubiertas o esqueletos externos formadas por silicatos (radiolarios, silicoflagelados, esponjas silíceas). Este nutriente es, a su vez, un factor limitante para la actividad fotosintética de diatomeas, dada su baja solubilidad en agua.

La mayoría de los otras substancias químicas que son esenciales para los organismos vivos (ej. Mg, Fe, Cu, I, Fl, B, Zn, Mn Co, Ni, Mo) no son consideradas como factores limitantes en el ambiente marino, aún cuando están presentes en cantidades trazas. Una excepción a esta norma lo constituye el vanadio. El caso del vanadio resulta interesante por cuanto las formas ionizadas de este metal son tóxicas para muchas formas de vida incluyendo los microorganismos. La abundancia de organismos como los tunicados y algunos holoturianos, los cuales concentran vanadio en sus fluidos, puede verse limitada por la escasez de dicho elemento en el ambiente marino (McConnaughey, 1978). Los cuerpos de agua se pueden tipificar de acuerdo con su contenido total de sales (Tabla 3). Los rangos establecidos para identificar las diferentes categorías no son absolutos. Estos representan límites arbitrarios que nos ayudan a distinguir un ambiente de otro.

Efectos de la salinidad en propiedades químico-físicas del agua

La cantidad de sales en solución afecta varios procesos físicos importantes, así como propiedades importantes del agua y de substancias disueltas en agua tales como: densidad, viscosidad, tensión superficial, presión osmótica, punto de fusión, punto de ebullición y solubilidad de gases.

Densidad: Los cuerpos de agua salados tienden a desarrollar una estratificación termal con mayor facilidad que los cuerpos de agua dulce. Esto se debe a que los cambios en densidad generados a lo largo de un gradiente de temperatura son más pronunciados en agua salada que en agua dulce. Por otro lado, según aumenta la concentración de sales disueltas, disminuye la temperatura a la que se alcanzan la densidad máxima y el punto de congelación del agua. Dado que las sales no pueden acomodarse dentro de la estructura látice del hielo, su presencia tiende a inhibir la congelación. De ahí que, aguas con una salinidad de un 3.2% comienzen a congelarse a -1.74°C. Según el agua comienza a congelarse se excluyen las sales, de tal forma que el agua remanente en estado líquido presenta una salinidad mayor y por consiguiente, un punto de congelación menor. En consecuencia, no le podemos asignar un punto de congelación fijo al agua de mar.

El agua de mar es, pues, significativamente más densa que el agua dulce, debido a que las sales disueltas incrementan la densidad del agua. La diferencia en densidad entre cuerpos de agua que presentan diferencias substanciales en salinidad es patente en aquellas áreas donde agua dulce, proveniente de un río, entra al océano. En estas áreas conocidas con el nombre de estuarios, se forma una capa superficial de agua dulce que se mezcla muy lentamente con el agua de mar. El agua salada, siendo más densa, se extiende por debajo de la corriente de agua dulce, formando una cuña de agua de mar. Dicha cuña se puede desplazar corriente arriba en el río, dependiendo de la morfometría del estuario, la velocidad y turbulencia del flujo de agua dulce, y la altura y energía del oleaje en el mar. La salinidad, y por ende la densidad, de aguas oceánicas también varía a lo largo del perfil de profundidad y de una latitud a otra. El calentamiento de las aguas superficiales por la radiación solar afecta la distribución de la temperatura, salinidad y densidad en la columna de agua. Los valores que se registran de estos tres parámetros en aguas superficiales se extienden por aproximadamente los primeros 200 metros de profundidad. A partir de ±200 metros de profundidad se producen cambios rápidos en temperatura y salinidad que a su vez repercuten en cambios rápidos en la densidad del agua. Las zonas de cambio rápido se conocen con los nombres de picnoclino (gradiente densidad), haloclino (gradiente de salinidad) y termoclino (gradiente de temperatura). Hay también variaciones significativas en los perfiles verticales de los tres parámetros antes mencionados, según nos trasladamos de un área climática a otra. Dichas variaciones en el perfil vertical entre latitutes geográficas y las variaciones a lo largo del perfil de profundidad en una localidad impactan la fisiología, reproducción, morfología, distribución, diversidad y el comportamiento de los organismos superiores y microorganismos que habitan en el ambiente oceánico. Al mismo tiempo, dichas variaciones generan cambios en otras propiedades del agua, afectan los patrones de circulación de masas de aguas oceánicas y en consecuencia, afectan la translocación vertical de nutrientes en la columna de agua y el movimiento horizontal del plancton y nutrientes.

La viscosidad del agua es otro parámetro afectado por los cambios en salinidad. La viscosidad es afectada por dos variables: temperatura y salinidad. La viscosidad del agua aumenta con la salinidad, pero es más afectada por la disminución en temperatura. Los cambios en viscosidad del agua pueden afectar el desplazamiento de organismos, así como la sedimentación de material particulado y microorganismos sésiles. El aumento en densidad y viscosidad del agua generados por una disminución en temperatura y aumentos en la salinidad pueden dificultar el movimiento de microorganismos mótiles. Estos tendrían que invertir una mayor cantidad de energía para vencer la resistencia que les ofrece el medio. Dicha demanda de energía se torna crítica, cuando los nutrientes escasean o los microorganismos enfrentan temperaturas bajas que reducen su actividad metabólica.  Para los organismos sésiles, su caída a través de masas de agua más densas puede significar una reducción en su velocidad de sedimentación. La razón de sedimentación de un organismo depende de tres factores principales: tamaño del organismo, la diferencia en densidad entre el organismo y el medio acuoso que le rodea y la viscosidad. Mientras más pequeño es un organismo menor será su velocidad de sedimentación. Por otro lado, es también un hecho que el movimiento browniano se reduce significativamente en soluciones viscosas. El movimiento browniano puede ser una contrafuerza a la gravitación, que permite a microorganismos sésiles y partículas coloidales, evitar su caída a los sedimentos por largos periodos de tiempo. Algunos microorganismos fotosintéticos sésiles (ej. algunas cianobacterias) han desarrollado la capacidad de controlar su posición en la columna de agua, utilizando vesículas de gas. Las vesículas de gas le permiten a estos microorganismos modular su densidad, para responder adecuadmente a cambios en la intensidad lumínica y disponibilidad de nutrientes limitantes (ej. CO2, nitrógeno y fósforo). De igual forma, muchas algas planctónicas aumentan su área superficial produciendo espinas o proyecciones externas sobre su superficie celular. Dichas proyecciones pueden reducir su velocidad de sedimentación aumentando su resistencia al desplazamiento o caída a través de la columna de agua. Otros organismos se valen de la acumulación de lípidos para disminuir su densidad y así contrarrestar la fuerza gravitatoria 

Tensión superficial: Las sales disueltas, en adición a aumentar la densidad del agua y la viscosidad, también aumentan la tensión superficial. En ambientes marinos un gran número de organismos vive en la interfase agua - aire. Los organismos que ocupan dicho hábitat se conocen con el nombre de neuston. Dada la alta tensión superficial de esta zona, se acumulan en ella una mayor concentración de sales y materia orgánica disuelta, que en la columna de agua. La acumulación de materia orgánica disuelta o adherida a partículas que flotan en la superficie sostiene poblaciones bacterianas con densidades que pueden ser de 10 a 1000 mayores a las densidades registradas en aguas bajo la superficie. Las bacterias en el neuston, son a su vez fuente de alimento para poblaciones de zooplanton y etapas larvales de crustáceos. Estos organismos junto con las bacterias son a su vez fuente de alimento para organismos que ¨caminan sobre la superficie" o que flotan. Dicho grupo incluyen insectos marinos, gastrópodos pelágicos y cnidarios.

Presión osmótica: La presión osmótica del agua aumenta proporcionalmente con aumentos en la salinidad. Cambios en la salinidad pueden ocasionar efectos osmóticos letales. Se han identificado tres grupos de organismos halofílicos a base de su preferencia por determinadas concentraciones de sal: halofílicos halodúricos (concentración óptima de sal, 2 a 5%); halofílicos moderados (concentración óptima de sal, 5 a 20%) y  halofílicos extremos (20 a 30%).  Ingram demostró que los organismos halofílicos se encuentran en equilibrio osmótico con su ambiente. En otras palabras, ellos tienen en su protoplasma la misma concentración de sales que hay en el medio externo. El estudio de los requerimientos nutricionales de bacterias marinas, ha revelado que dichas bacterias requieren de iones de sodio para su crecimiento. Esto implica que la necesidad de sales para crecer va más allá de establecer un equilibrio ósmotico con su ambiente, sino que también existe una necesidad por componentes iónicos muy particulares. Las bacterias marinas generalmente están adaptadas a los rangos de salinidad que presenta su ambiente (+3.5%). Cambios moderados en salinidad pueden generar cambios morfológicos y fisiológicos. Se ha observado, por ejemplo, que bacterias con forma de bacilos cortos forman filamentos alargados cuando la salinidad aumenta. También se ha observado que un aumento en la salinidad inhibe la oxidación bacteriana de ácidos orgánicos y azúcares. Una disminución en salinidad y por ende, una baja en las concentraciones del ión de sodio también provocan efectos osmóticos que pueden culminar en muerte celular o alteraciones morfológicas y fisiológicas. Los organismos que habitan en cuerpos de agua interiores salobres, en estuarios y en salitrales naturales o artificiales están expuestos a cambios significativos en salinidad. Por un lado, la precipitación pluvial, las escorrentías y los aportes de ríos ocasionan bajas en la salinidad. Por otro lado, la evaporación de agua, en áreas expuestas a una alta irradiación solar y bajos niveles de precipitación, provoca significativos en la salinidad. Aunque en el ambiente marino, las variaciones en salinidad son de mucho menor magnitud, éstas se pueden producir como resultado de: la mezcla de masas de agua con salinidades diferentes, la formación de precipitados insolubles que se hunden al suelo oceánico y la difusión de una masa de agua a otra. En el ambiente marino las salinidades son más variables cerca de la interfase agua-aire. 

Solubilidad de gases: Aumentos marcados en la salinidad de un cuerpo de agua afectan la solubilidad de gases disueltos. Tal es el caso del oxígeno en los salitrales, donde la salinidad puede alcanzar valores mayores a 30%. La alta concentración de sales sumada a la altas temperaturas que se registran en dichos ambientes, explican el carácter anóxico de las charcas de evaporación solar. Las sales disueltas excluyen a las moléculas de oxígeno, al reducir los espacios intermoleculares disponibles reduciendo así la solubilidad de este gas en agua. En términos generales, en el agua de mar se registra una reducción de un 20% en los valores de saturación de gases disueltos, en comparación con los valores de saturación que se obervan para el agua destilada. 

Componentes bióticos en ambientes hipersalinos: Los ambientes hipersalinos son considerados generalmente como ecosistemas con una baja diversidad de especies. Estos se consideran hábitats dominados por microorganismos procariotas. No obstante, aún se conoce muy poco de la cantidad de especies de bacterias halofílicas que coexisten en un mismo escenario ambiental. Se han identificado algunas arquebacterias y algas como habitantes autóctonos de ambientes hipersalinos. Estos organismos, considerados halofílicos extremos, son aparentemente permeables a la sal y sus enzimas están adaptadas a las condiciones de alta salinidad. Dichas enzimas requieren de sodio u otro catión para mantener su actividad catalítica. Las arquebacterias del género Halobacterium requieren iones de sodio para estabilizar su envoltura celular e iones de potasio para estabilizar la estructura y función de sus ribosomas. Para una descripción del ambiente físico y de los componentes bióticos de los salitrales en Puerto Rico refiérase a la Guía Ilustrada de Plancton.