OCEANOGRAFIA

OCEANOGRAFIA

. È in senso stretto la descrizione e lo studio degli oceani, ma nel significato più generale lo studio di tutti gli spazî marini; il termine di idrografia (v.), più lato ancora nel senso etimologico, ha oggi acquistato un significato più determinato mentre il termine talassografia ha avuto meno fortuna.

L'oceanografia biologica, o talassobiologia, è il ramo dell'oceanografia che si occupa, sotto varî punti di vista, degli organismi viventi in seno alle acque marine. La natura dei problemi e i mezzi d'indagine in parte comuni hanno stabilito vincoli sempre più numerosi e più stretti fra il ramo fisico e quello biologico.

Storia. - Oceanografia fisica. - Già i Greci, popolo essenzialmente marittimo, avevano acquistato un considerevole patrimonio di notizie sui fenomeni del mare, i quali dai dotti venivano descritti e studiati, insieme con quelli dell'aria, sotto il nome di meteorologia; e già l'opera aristotelica di questo titolo contiene notevoli capitoli dedicati al mare, ma essenzialmente in base ai dati di osservazione che poteva offrire il Mediterraneo. Un'opera sul mare avrebbe scritto anche Teofrasto; più tardi godette gran fama un'opera Περὶ 'Ωκεανοῦ di Posidonio, che aveva raccolto di persona dati di osservazione su taluni fenomeni dell'oceano vero e proprio (p. es., sulle maree) a Cadiee. Un libro dello stesso titolo sembra che abbia scritto, prima di lui, il navigatore Pitea. Presso i Latini scrisse di oceanografia Varrone; più tardi alcuni problemi trattò Seneca nelle Quaestiones naturales.

Per tutto il Medioevo non si ha naturalmente alcun progresso, almeno nel mondo occidentale; i geografi arabi si occuparono invece dei fenomeni del mare, ma in genere piuttosto dal punto di vista descrittivo o pratico.

Fu soltanto dalla fine del sec. XV che, aprendosi a poco a poco alla navigazione degli Europei tutti gli spazî oceanici, si cominciò a raccogliere una messe sempre più ampia di dati di osservazione e di conoseenze varie su tutti i fenomeni dell'oceano vero e proprio. Naturalmente passa molto tempo prima che si possa addivenire anche solo a una coordinazione dell'enorme materiale raccolto. Un primo piccolo saggio sintetico è la Relatione del mare (1599), di G. B. Botero; più conosciuto, ma assai posteriore, il libro De motu marium et ventorum, di J. Voss (1663); sintesi più notevoli l'Hydrographie, di G. Fournier (1643) e la Geografia et Hidrografia reformata, del gesuita G. B. Riccioli (1661). Notevoli accanto a queste sono altre opere di carattere più specialmente nautico, come l'Arcano del Mare, di R. Dudley, l'Orbis Maritimus, di A. Morisotti, ecc. Un saggio di esame critico dei fenomeni del mare è poi offerto per la prima volta da B. Varenio nella sua Geographia generalis (1650). Ma, quale fondatore dell'oceanografia, come scienza moderna, va giustamente considerato L. Ferdinando Marsili (v.), soprattutto per le osservazioni fisiche e biologiche fatte personalmente con metodo scientifico in varie parti del Mediterraneo (Golfo del Leone, Bosforo) e per l'opera generale Histoire physique de la mer (I725). Nel sec. XVIII vengono approfonditi alcuni problemi dell'oceanografia, p. es., dal Popowitsch nelle sue Untersuchungen von Meere (1750), a torto dimenticate; notevoli contributi teorici apporta Ph. Buache (soprattutto l'Essai de Géographie physique, 1752) e proprio alla fine del secolo, I.F. Otto pubblica il suo notevole Abriss einer Naturgeschichte des Meeres (1800), che si può ritenere un primo trattato sistematico di oceanografia.

Ma la mancanza di strumenti di misura, specie di scandagli per le grandi profondità, consentiva che si perpetuassero idee completamente errate, onde lo stesso Buache, cui si deve un tentativo di carta batimetrica dell'Atlantico, poteva pensare all'esistenza di catene di montagne percorrenti i fondi oceanici in prolungamento di quelle subaeree (v. oceano).

Per i progressi dell'oceanografia nel sec. XIX v. oceano e ai singoli oceani. Essi sono legati in primo luogo all'invenzione o al perfezionamento di strumenti e di metodi di osservazione e di misura, in secondo luogo ai grandi progressi della nautica e della navigazione, infine all'esecuzione di vere e proprie campagne sistematiche per lo studio dei fenomeni del mare, condotte su navi appositamente attrezzate. Tra esse quella inglese del Challenger (v.) si può dire inauguri un'era nuova per l'oceanografia. Importanti risultati si sono conseguiti anche in seguito a studî effettuati per scopi pratici, come la posa dei cavi telegrafici sottomarini. Infine si deve por mente ai progressi di scienze strettamente connesse, come la meteorologia, la geologia e la morfologia terrestre, le scienze biologiche. Pertanto il campo dell'oceanografia si allargava siffattamente che le sintesi generali sotto forma di trattati sistematici dovevano neassariamente tardare alquanto; il primo tra quelli dell'epoca moderna è il Handbuch der Ozeanographie di G. Boguslawski e O. Krümmel (1884-1887); a esso segue l'Océanographie di J. O. Thoulet (1896). I trattati e le opere generali più recenti sono indicati nella bibliografia.

Oceanografia biologica. - Il Marsili, sopra ricordato, è un vero pioniere dell'oceanografia anche nel campo biologico; sembra che il Marsili stesso e il naturalista Vitaliano Donati di Padova siano stati i primi ad adoperare la draga per raccolte di organismi marini a scopo puramente seientifico. Pochi decennî più tardi il fondatore della biologia sperimentale, Lazzaro Spallanzani, organizzava in parecchie località del Mediterraneo piccoli centri di osservazione. Soltanto nel secolo XIX gli studî di biologia marina hanno un rigoglioso e impreveduto sviluppo. Dal primo reperto dovuto al navigatore John Ross (1818), che trasse da 1800 metri di profondità un Astrophyton (Ofiuroide) casualmente aggrappato allo scandaglio, dai primi lavori importanti, dovuti a E. Forbes (v.) sulla distribuzione della fauna marina, si giunge in pochi decennî a spedizioni scientifiche come quelle inglesi del Lightning e del Porcupine.

Di fondamentale importanza, anche per l'oceanografia biologica, fu il viaggio di circumnavigazione del Challenger sopra menzionato. Successivamente i mezzi d'indagine si vennero perfezionando, soprattutto per quanto concerne il plancton e la fauna nectopelagica, e si accentuò la tendenza a concentrare le ricerche su determinate aree e su determinati obbiettivi. Alcune delle spedizioni più feconde nel campo della biologia marina furono: quelle americane del Blake e dell'Albatross nell'Atlantico e nel Pacifico (1877-1900) sotto la guida di Alessandro Agassiz; la spedizione tedesca (Plankton-Expedition) del National nell'Atlantico settentrionale, sotto la guida di V. Hensen (1888); la spedizione italiana della Vettor Pisani (1882-85) con il comandante Palumbo, e in cui le raccolte zoologiche furono affidate al tenente G. Chierchia; la spedizione belga della Belgica nei mari antartici (1897-98); la spedizione germanica (Tiefsee-Expedition) della Valdivia nell'Atlantico, con punta nel Mare Artico e nell'Indiano sotto la guida di C. Chun (1897-99); la spedizione olandese della Siboga nei mari che bagnano le Indie Olandesi (1899-900), diretta da M. Weber; la spedizione norvegese del Michael Sars, nell'Atlantico settentrionale, diretta da J. Hjort, il cui libro The depths of the Ocean, basato in gran parte sui risultati della spedizione, è un vero testo di oceanografia fisica e biologica. Per quanto concerne in particolar modo il Mediterraneo, ricordiamo le crociere del Washington (1881-82-83), sotto la guida di E. Giglioli, le quali, contro le asserzioni del Carenter, dimostrarono l'esistenza di una fauna abissale abbastanza ricca anche nelle profondità abissali del bacino mediterraneo. Risultati di notevole importanza biologica ebbero finalmente le successive spedizioni danesi del Thor, compiute dal 1908 al 1910 nel Mediterraneo e nelle acque adiacenti sotto la guida di J. Schmidt.

Nelle spedizioni oceanografiche posteriori alla guerra mondiale i biologi marini si dedicano per lo più allo studio approfondito di problemi speciali e mirano soprattutto a estendere agli oceani i critei. î d 'investigazione già intensivamente sviluppati in aree limitate, e principalmente nei mari che bagnano l'Europa settentrionale.

Con siffatto indirizzo vennero compiute le numerose traversate della nave germanica Meteor (1924-1927) nell'Atlantico meridionale tra l'Africa e l'America Meridionale, giungendo a risultati biologici di grande interesse, specialmente per quanto concerne la distribuzione qualitativa e quantitativa del plancton più minuto in relazione con una serie di fattori e sino a profondità di 5000 metri. Dobbiamo ricordare anche le due spedizioni danesi del Dana: le ptime (1920-1922) servirono allo Schmidt per trovare e delimitare l'area di riproduzione dell'anguilla europea; le più recenti (1928-1930) raccolsero un materiale imponente, soprattutto allo scopo d'investigare la biologia delle altre specie d'anguille. Oltre a ciò si debbono registrare: la spedizione inglese della Discovery organizzata allo scopo di studiare la biologia dei grandi cetacei, quella americana del Carnegie, quella italiana della R.N. Magnaghi nel Mar Rosso (1923-1924), quella inglese alla Grande Barriera madreporica (1928-29), ecc.

Contemporaneamente alla spedizione del Challenger si cominciò a provvedere all'istituzione di speciali laboratorî a terra destinati a mantenere gli organismi marini nell'ambiente loro naturale e ad investigarne le forme e la vita mediante l'osservazione e l'esperimento, fornendo pure agli studiosi, oltre al materiale di studio, i mezzi tecnici e bibliografici a ciò necessatî. Si cita come primo laboratorio marino vero e proprio quello fondato nel 1873 da L. Agassiz nell'isola Penikese (Buzzard Bay; Stati Uniti), ma presto altri ne seguirono e si accese una gara fra le nazioni civili per dare incremento sempre maggiore alle istituzioni del genere (v. sotto: Oceanografia biologica: laboratorî di biologia marina).

Oceanografia fisica. - Metodi e strumenti d'indagine. - Lo studio degli spazî oceanici, per quanto riguarda l'indagine delle proprietà fisiche e chimiche delle acque marine e quello del meccanismo e delle cause dei movimenti, spetta al campo della fisica terrestre, mentre la ricerca delle leggi che regolano la vita di queste acque rientra nel vasto campo della biologia; tuttavia si può considerare l'oceanografia, che ha ai nostri giorni indubbiamente certe individualità proprie, come lo studio di tutti i complessi e vasti fenomeni che il mare offre all'indagine umana.

Indagini sulla forma e struttura dei fondi marini. - Per tutte le indagini di carattere geografico e morfologico servono numerosi e diversissimi apparecchi (sonda Magnaghi, ecc.) atti a scandagliare le profondità oceaniche (v. scandaglio), che vengono generalmente calati in mare con verricelli speciali (ad es., il verricello Lukas usato nella spedizione atlantica del Meteor). Un recente metodo è quello acustico dell'ecometro, che permette di eliminare tutti i verricelli e di eseguire prove di sondaglio assai frequenti.

Lo studio della struttura dei fondi marini è compiuto invece con apparecchi particolari, che si possono distinguere in due gruppi: a) tipo a benna, quali lo scandaglio Leger e la benna da alti fondali, atti a raccogliere un campione di fango più che altro superficiale. Essi sono formati essenzialmente di due valve che, quando lo scandaglio tocca il fondo, si chiudono e ne raccolgono una porzione; b) tipo a tubo: si tratta di scandagli formati da un lungo tubo di metallo entro il quale ve n'è uno di vetro. L'apparecchio è appesantito da masse di metallo nella parte superiore del tubo metallico esterno e munito superiormente di una valvola che impedisce la perdita del campione. Il peso stesso dell'apparecchio lo fa affondare nel fango, del quale viene estratto un campione cilindrico di varia lunghezza, che permette anche l'analisi strutturale.

Indagini chimiche e fisicle. - Lo studio delle proprietà fisiche e chimiche delle acque e dei loro rapporti rientra, come già si è osservato, nel campo della fisica e della chimica; tuttavia esso ha costretto lo studioso di questi problemi a creare una tecnica e una metodologia affatto speciale, per la particolare costituzione delle acque marine. Accenniamo anzitutto agli strumenti che permettono la raccolta dei campioni, la cui analisi, da eseguirsi talvolta immediatamente, può effettuarsi solo mediante un'attrezzatura imponente e perfetta (cfr. i lavori eseguiti dalla Deutsche Atlantische Expedition: Meteor, 1925-27). Per la raccolta dei campioni di superficie molti sono i sistemi usati e, pur presentando taluni dei difetti, non sono gravi le difficoltà da superare. Molto maggiore difficoltà presenta la raccolta dei campioni degli alti fondali e numerosissimi sono i tipi di "bottiglie" atte allo scopo (bottiglie di Krümmel, Pettersson-Nansen, Richard, Magnaghi, Knudsen, Ekman, Deutsche Atlant. Exped., ecc.). Il processo sul quale si basano è eguale per tutte e solo diversi sono i particolari tecnici costruttivi. Esse deivono esser costruite in modo da permettere il prelevamento sicuro ed esclusivo di un campione d'acqua a una determinata profondità e garantire il ricupero di esso senza influenza alcuna degli strati sovrastanti.

Tale scopo è generalmente ottenuto con apparecchi che vengono calati in mare aperti in modo che l'acqua entri dalla parte inferiore ed esca da quella superiore; arrivati alla profondità voluta, la bottiglia è chiusa a mezzo di un messaggero e viene ricuperata: così è garantita la presa del campione.

Tali bottiglie sono munite di termometro, o interno alla bottiglia stessa quando si tratti di tipi non rovesciabili, o di termometri a rovesciamento (v. termometro), quando la manovra di chiusura venga ottenuta mediante il capovolgimento dell'apparecchio come nei tipi di Richard, Knudsen, Ekman, ecc. nella spedizione della Meteor si sono usate tali bottiglie in serie, distribuendole su un profilo verticale, in modo da guadagnare tempo e da avere una maggiore possibilità di ricerca, in quanto i campioni così raccolti si possono considerare presi quasi nello stesso mutmento.

Per lo studio della salinità, che è uno dei caratteri più salienti delle acque marine, si hanno parecchi metodi, fondati su principî assai diversi. Va ricordato tra i primi quello identico da M. Mnudsen e ormai adottato universalmente come metodo di confronto anche rispetto ad altri. Il principio sul quale si basa è quello del dosaggio degli alogeni dell'acqua del mare, mediante titolazione con una suluzione di AgNO₃ a titolo noto. Questo titolo viene stabilito mediante il confronto con l'acqua di mare campione fornita dal Laboratorio idrografico di Copenaghen. Le burette impiegate sono di tipo speciale (burette di Knudsen) e differiscono da quelle comuni per il fatto che la graduazione corrisponde al valore in cloro dell'acqua di mare campionc, della quale viene preso per la titolazione un dato numero di cmc. (comunemente 15 cmc.). Dai valori ottenuti che danno il contenuto in cloro, espresso in gr. per 1 kg. di acqua di mare, si può risalire, mediante le opportune formule date dallo Knudsen stesso, alla salinità, densità a 0°, densità insitu, ecc.; per questi valori lo Knudsen ha dato anche delle tabelle idrografiche particolari.

Tuttavia questo metodo non è il solo che permetta lo studio della salinità e della densità. Oltre ai comuni metodi picnometrici e areometrici (v. areometro; picnometro) si deve tener conto di quelli basati sulla determinazione della conducibilità elettrica, usati specialmente dagli oceanografi americani.

Già il Ruppin aveva dato (1900) le formule che permettono di risalire dalla conducibilità elettrica dell'acqua del mare, espressa in ohm reciproci, alla salinità e quindi alle altre costanti. Il metodo è stato ulteriormente perfezionato dagli studiosi americani che, usando il ponte di Kohlrausch, e un'opportuna cella, adattabile alla sonda, hanno potuto determinare in situ la salinità.

Un terzo metodo è quello di determinare la salinità per mezzo dell'indice di rifrazione, usando allo scopo il rifrattometro a immersione di Zeiss, per il quale il Wauraburg e recentemente il Picotti hanno dato le tavole, che permettono di risalire dall'indice di rifrazione osservato alle costanti suaccennate; infine ricorderemo il metodo interferometrico per il quale sono usati l'interferometro di Zeiss e quello dell'Askania Werke. Per il pH (misura della concentrazione idrogenionica o reazione dell'acqua) può essere impiegato il metodo elettrometrico. Ma, per la difficoltà di uso, specie a bordo, sono preferiti i sistemi colorimetrici usando opportuni indicatori (di Clark e Lübs o di Palitzsch) con le relative soluzioni tampone.

Tra i varî gas che si trovano disciolti nella acque del mare maggiore interesse presenta lo studio dell'ossigeno e dell'anidride carbonica. Per la determinazione del primo viene comunemente impiegato il classico metodo di Winkler, mentre per il secondo si usa di solito l'apparecchio di Krogh, per la determinazione della pressione parziale; quello di Pettersson per l'anidride carbonica totale e la titolazione con soluzione titolata di HCl per la determinazione della riserva alcalina.

Tra le sostanze che più interessano dal lato biologico si posono rammentare le varie forme dell'azoto (ammoniacale, nitroso, nitrico), il fosforo, la silice. Per le suddette ricerche vengono comunemente usati i seguenti metodi colorimetrici: per l'NH₃ il reattivo di Nessler, per l'NO₂ quello di Gries-Ilosway, per l'NO₃ il reattivo di Harvey, per il fosforo il metodo ceruleo-molibdico di Déniges, per la silice il metodo al molibdato di Diénert e Wanderbulcke, modificato da Atkins. Per l'indagine di altre sostanze si adoperano i comuni metodi della chimica analitica.

Delle proprietà fisiche grande importanza ha la temperatura determinata a mezzo di termometri speciali (v. termometro); per la superficie sono usati generalmente termometri comuni a 1/10 di grado muniti di vaschette e armatura protettiva o di forma particolare e montati su un sistema galleggiante, ideati dal Merz, per lo studio dei microstati superficiali; per le profondità si usano i cosiddetti termometri a rovesciamento che, mediante particolari accorgimenti costruttivi, permettono di avere esattamente la temperatura a qualsiasi profondità.

Per la determinazione della trasparenza si usa generalmente il disco di Secchi; le determinazioni eseguite mediante un disco bianco dànno il valore della trasparenza; ma con questo metodo sono state eseguite anche esperienze qualitative usando dischi di colorazioni diverse. La determinazione quantitativa delle radiazioni luminose si può eseguire con l'apparecchio attinometrico di Regnard, atto a registrare fotograficamente la quantità di radiazioni luminose che penetrano alle varie profondità. Lo studio della penetrazione delle radiazioni chimiche è stato fatto dal Regnard mediante la determinazione della quantità di HCl prodottosi, sotto l'influsso di queste radiazioni, in tubi posti a profondità diversa e contenenti un miscuglio d'idrogeno e cloro, ottenuto per via elettrolitica; sono stati usati anche particolari fotometri a più aperture, muniti di dischi colorati, esattamente tarati allo spettroscopio, tali da permettere il passaggio soltanto di determinate radiazioni; attualmente per tali studî sono convenientemente usati varî tipi di celle fotoelettriche. La determinazione del colore apparente dell'acqua è fatta generalmente con scale particolari, ideate dal Forel e in seguito modificate, che permettono, usando di opportuni accorgimenti, di stabilire una gradazione di colore.

Studio dei fenomeni cinematici. - In relazione con le proprietà dell'acqua di mare e con i fenomeni atmosferici delle zone sovrastanti gli ampî bacini marini, sono i fenomeni cinematici del mare: correnti, maree, moto ondoso, ecc.; per la misura di essi esistono particolari strumenti e metodi d'indagine, riportati nelle varie voci.

Oceanografia biologica. - Metodi e strumenti di ricerca. - Le navi adoperate dagli oceanografi per le raccolte devono disporre di un piccolo laboratorio a bordo e di uno speciale macchinario a servizio della pesca; primo fra tutti un verricello a tamburo manovrabile per mezzo del vapore, per filare e salpare i cavi di acciaio coi quali si rimorchiano gli attrezzi. Parecchie spedizioni recenti hanno adottato con successo le piccole navi a vapore usate nella pesca industriale. Tuttavia è lecito prevedere che ben presto non basteranno alle esigenze della biologia marina né i laboratorî a terra, né le navi oceanografiche, né lo scafandro dei palombari, e già si vanno escogitando sistemi nuovi.

Così il naturalista americano W. Beebe si è fatto calare in mare, al largo delle Bermude, sino a più centinaia di metri di profondità entro una palla d'acciaio, ermeticamente chiusa, munita di un finestrino di vetro e di un potente riflettore e ha potuto osservare da vicino alcuni rappresentanti della fauna profonda.

Gli strumenti usati dall'oceanografia biologica sono di vario tipo; reti diverse, nasse semplici o munite d'un richiamo luminoso, in genere apparecchi uguali o simili a quelli messi in opera dai pescatori o per lo meno fondati sugli stessi principî (v. draga, plancton), ma si costruiscono anche apparecchi basati su principio diverso, ad esempio sulla differenza di pressione fra la superficie e il fondo marino.

Tale è ad esempio l'apparecchio Bidder-Hunt, cilindro chiuso ermeticamente in basso da un disco di vetro e prolungato inferiormente in un breve tubo; l'urto del tubo contro il fondo fa agire un semplice congegno che frantuma il disco, cosicché l'acqua penetra con violenza nel cilindro, trascinando seco materiali del fondo.

L'opera complessa, costosissima e di lunga lena dei biologi marini può essere con vantaggio favorita, regolata e coordinata da centri direttivi competenti. Tal'è soprattutto il Conseil permanent pour l'exploration des mers, con sede a Copenaghen, sorto nel 1902 con programma scientifico e pratico, e di recente integrato da una Commissione internazionale per l'esplorazione del Mediterraneo; altre istituzioni consimili funzionano in Europa e fuori.

Compiti e problemi. - I metodi e l'indirizzo delle ricerche variano a seconda della categoria ecologica di organismi marini verso la quale si rivolge in particolar modo l'attenzione dello studioso. Il criterio secondo il quale tali categorie vengono distinte l'una dall'altra non è assoluto perché non mancano transizioni più o meno numerose fra l'una e l'altra; tuttavia, per consenso oramai generale, la distinzione si fonda sulla dipendenza degli organismi dal fondo e sulla diversa autonomia di movimento.

Benthos è il complesso degli organismi che trascorrono una fase importante della vita abbarbicati al fondo o sul fondo si muovono camminando o strisciando (Alghe superiori, Coralli, moltissimi Molluschi e Crostacei, ecc.).

Plancton è l'insieme dei viventi dei due regni che vivono a galla o sospesi fra due acque e non essendo forniti di mezzi di locomozione abbastanza potenti si lasciano trasportare passivamente dalle correnti, o sono capaci di movimenti attivi, ma con autonomia limitata e senza orientazione ben definita (Radiolarî, meduse, salpe, ecc.).

Necton è l'insieme degli organismi, esclusivamente animali, capaci di spostarsi per lunghi percorsi e con definita orientazione mediante organi locomotori potenti (Cefalopodi, Pesci, Cetacei).

Compito iniziale dell'oceanografia biologica è stato lo studio dei caratteri floristici e faunistici dei varî mari del globo; compito attraente per la moltitudine di forme nuove e bizzarre scoperte nelle grandi profondità marine e ben lungi dal potersi considerare esaurito, poiché vaste regioni rimangono ancora inesplorate, soprattutto nelle acque profonde del Pacifico e dell'Indiano.

Ma non bastano le descrizioni degli adulti, poiché i problemi del mare esigono la conoscenza delle forme giovanili e dell'intero ciclo vitale degli organismi. Tale conoscenza ha raggiunto un alto grado di perfezione per quanto si riferisce agli abitatori della regione costiera, ma pur sapendo come nel benthos delle grandi profondità moltissimi animali escano dall'uovo in uno stadio di sviluppo assai progredito, manchiamo ancora d'ogni dato concreto intorno al ciclo vitale della grande maggioranza delle specie abissali.

In un periodo successivo prevalgono le ricerche dirette a stabilire la distribuzione orizzontale e verticale degli organismi marini e a rintracciarne le cause; più tardi l'indagine delle variazioni di qualità e quantità che gli organismi marini presentano in relazione con le condizioni ambienti e che in gran parte dipendono da migrazioni irregolari o periodiche, passive o attive. In un primo tempo tali fenomeni sono stati posti in relazione con un numero limitatissimo di fattori; oggi l'indagine si è andata estendendo a tutti i fattori contemplati dall'oceanografia fisica (v. oceano: Fauna). Lo studio è complesso, soprattutto a motivo delle molteplici interferenze di fattori diversi, separabili soltanto con l'esperimento. Né la ricerca si può dire esauriente se oltre ai fattori esterni non si tiene conto dei fattori interni, cioè della costituzione fisiologica specifica che governa le reazioni degli organismi agli stimoli del mondo esteriore modificandosi con l'età, col sesso, con la nutrizione, ecc. Una schiera di biologi si è occupata delle migrazioni stagionali e di quelle diurne; attenzione sempre più viva si rivolge a quelle connesse col periodo riproduttivo. Tali migrazioni costituiscono oggi l'argomento centrale della biologia del necton e in specie dei pesci sfruttati dall'uomo. Questi studî, coltivati anche per il loro interesse pratico, comprendono:1. la ricerca dell'area di riproduzione dei pesci, in base al reperto di uova appena deposte; 2. la ricostruzione degli itinerarî di migrazione (v. migratorie, correnti) con i dati forniti da individui debitamente contrassegnati e ributtati in mare, poi ripescati casualmente in punti più o meno lontani; 3. le ricerche sull'accrescimento, sulla morfologia e la fisiologia delle uova e delle larve; le indagini statistiche sulla composizione dei branchi, ecc.

Gli studî recenti hanno rivelato in parecchi gruppi di animali marini periodicità diverse da quelle dianzi accennate; così vi è una suggestiva correlazione tra le fasi della luna e l'emissione dei prodotti sessuali (che spesso è preceduta, come in certi Anellidi, da singolari manifestazioni); nulla però sappiamo circa il fattore o i fattori responsabili di tale ritmo lunare. Inoltre alcuni recentissimi lavori hanno messo in luce l'esistenza di cicli biologici a lungo periodo (anche secolari), dedotta dall'analisi delle oscillazioni naturali nel prodotto della pesca. Ciò è stato possibile poiché talune specie, come il tonno e l'aringa, da moltissimo tempo sono oggetto di statistiche accurate. Ora, fra i cicli anzidetti e l'andamento di taluni fenomeni idrografici e meteorologici, s'intravvedono relazioni causali di grande interesse. Il fisiologo trova in taluni organismi marini un materiale da esperimento particolarmente favorevole; ciononostante parecchi capitoli della fisiologia marina presentano ancora enigmi da risolvere: così la sorprendente elettività delle cellule di taluni organismi marini per certi elementi che l'acqua di mare contiene in minime, imponderabili tracce; così alcuni punti relativi alla luminescenza (v.) e alle colorazioni predominanti degli organismi nelle varie zone batimetriche, ecc. I nuovi orientamenti della chimico-fisica biologica potranno guidare i biologi a una comprensione più profonda di tali fenomeni.

Uno dei problemi più generali dell'oceanografia marina ha assorbito in questi ultimi anni l'attività scientifica di una fitta schiera di oceanografi. Si tratta di conoscere le relazioni di natura alimentare che collegano fra loro gli organismi marini per giungere a idee precise sulla circolazione della materia in seno agli oceani. Gli studî sul plancton e quelli sul benthos hanno dato risultati concordi nel dimostrare la relazione innegabile che intercede fra la densità delle faune e delle flore e la quantità di composti azotati disciolti nelle acque marine. Tenendo conto del fattore "tempo", possiamo accettare una formula più concreta, secondo la quale la fertilità dell'oceano dipende in larga misura da due fattori: il tempo impiegato dagli organismi e dagli escrementi di questi per decomporsi e il tempo impiegato dall'azoto reso libero dalla decomposizione per rientrare nel ciclo vitale delle alghe; tuttavia lunghe e difficili ricerche sono ancora necessarie per giungere a sintesi definitive.

I batterî, presenti non solo nella regione costiera, ma anche in alto mare e perfino in talune melme abissali, costituiscono anelli necessarî nel ciclo alimentare marino, sia come preda di alcuni animali (Protozoi, ecc.), sia per le loro importanti relazioni col ciclo dell'azoto nell'acqua di mare. Si conoscono batterî nitrificanti, si ammettono da molti biologi quelli denitrificanti, ma si è ancora lontani da un sicuro giudizio circa l'entità d'azione di questi e di altri batterî marini e circa le cause che valgono a favorirla e a inibirla; nuovi perfezionamenti della tecnica si richiedono per affrontare questi problemi e altri non meno interessanti della batteriologia marina.

Diamo soltanto un cenno del problema dell'equilibrio dei viventi nel mare, intimamente connesso coi dibattiti sull'esauribilità o inesauribilità del mare che tanto hanno appassionato i tecnici della pesca (v. anche plancton). Talune questioni di biologia marina invadono anche il dominio delle scienze non biologiche: così la stratificazione faunistica dei depositi marini come indice di graduali mutamenti nel regime termico degli oceani; così l'origine dei petrolî dalla lenta distillazione di animali marini, ecc.

Laboratorî di biologia marina. - Fra gl'istituti nord-europei di biologia marina saliti in maggior fama ricorderemo quello di Plymouth in Inghilterra, riccamente finanziato dalla Marine biological Association, quello di Roseoff (Finistère) in Francia, quello di Helgoland in Germania, quello di Hillerup in Danimarca. Gli Stati Uniti d'America hanno ricchi e grandi laboratorî di ricerca a Woods Hole (Mass.) dove si trasferì il laboratorio fondato dall'Agassiz a Penikese; a Cold Spring Harbor (New York); a Tortugas (Florida) sull'Atlantico; la Scripp's Institution for Oceanography a La Jolla (California) sul Pacifico. Non mancano organi centrali lontani dal mare, come gl'istituti di Parigi e di Berlino. La fauna e la flora tanto belle e variate del Mediterraneo, il numero delle nazioni che si affacciano alle sue rive e il clima fortunato hanno moltiplicato in questa plaga d'Europa i centri di studio per l'oceanografia biologica. Tralasciando gl'impianti minori (fra grandi e piccoli ve ne sono in tutto una quindicina) ricordiamo il ben noto laboratorio "Arago" a Banyuls-sur-Mer e la Stazione zoologica di Sète (Francia), il grandioso Museo oceanografico di Monaco, dipendente dall'Istituto oceanografico francese, il laboratorio di zoologia a Villafranca (Nizza), che dispone di un bellissimo plancton; la celebre Stazione zoologica di Napoli, fondata nel 1872 da Anton Dohrn, ora istituto autonomo (ente parastatale) sotto la tutela del Ministero dell'educazione nazionale; l'Istituto centrale di biologia marina di Messina, in posizione privilegiata per le frequenti ascese in superficie di fauna batipelagica, e l'Istituto italo-germanico di biologia marina a Rovigno d'Istria. La Francia mantiene i due laboratorî scientifico-pratici di Castiglione in Algeria e di Salammbò in Tunisia. Da poco anche la Spagna e l'Egitto collaborano alle ricerche di biologia mediterranea mediante laboratorî e crociere.

V. tavv. XVII e XVIII.

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