L'uomo ha certamente cominciato ad occuparsi di Biologia marina fin dagli albori della storia. Inizialmente in quanto "utente" delle enormi risorse dell'ambiente marino con il quale la maggior parte delle popolazioni rivierasche della terra venne in contatto e quindi come "etologo ante litteram" per conoscere le abitudini delle sue prede per incrementare la sua pesca. E' normale che la prima presa di coscienza dell'importanza dell'ambiente marino e dei suoi abitanti sia dovuta ai popoli del Mediterraneo, culla della cultura umana.
Così, accanto ad Aristotele, fondatore della Zoologia, troviamo Plinio il Vecchio le cui notizie sugli abitanti degli abissi marini riecheggiano fantasie e suggestioni degli uomini dell'epoca, spesso a cavallo tra la filosofia e la mitologia.
Solo nella seconda metà del '600 si assiste alla nascita della Scienza marina o Oceanografia, al cui interno si collocò inizialmente la biologia marina, ad opera della Royal Society di Londra che dedicò un numero delle famose "Philosophical Transactions" alle norme per le osservazioni e gli esperimenti che capitani, piloti ed altre persone qualificate devono compiere nel corso dei loro viaggi in mare".
Mentre l'Oceanografia fisica ricevette gli impulsi iniziali dalla Gran Bretagna, interessata sopratutto ai fenomeni che potevano interferire con il suo ruolo di potenza marittima (correnti marine, maree, onde, etc.), l'Oceanografia biologica ebbe maggiori attenzioni nel Mediterraneo. La Stazione Zoologica di Napoli (Acquario), fondata dall'austriaco Anton Dohrn nel 1872, fu il primo centro di ricerche dedicato alla biologia marina su cui si modellarono altri in tutto il mondo come il Marine Biology Laboratory di Woods Hole, nel Massachussetts, o il Plymouth Marine Laboratory, in Gran Bretagna.
Analogamente ad Alberto I di Monaco si deve la fondazione dell'Istituto Oceanografico di Parigi e del Museo Oceanografico di Monaco, che è certamente uno dei più importanti del mondo. Attualmente nel Principato ha sede l'Ufficio Idrografico Internazionale a conferma del perdurare della tradizione oceanografica del piccolo stato rivierasco.
Secondo alcuni Autori la nascita ufficiale della biologia marina avviene in Italia ad opera di Marsigli e Donati che alla metà del '700, il secolo dei lumi, si fecero costruire una sorta di draga, adatta alla raccolta su fondi sabbiosi di animali marini, con il dichiarato scopo del loro studio.
Siamo in pieno fervore di studi naturalistici: a Leida Linneo sta lavorando al "Systema Naturae" che costituirà la pietra miliare della storia naturale con la nascita di un moderno sistema di catalogazione degli organismi viventi basato sull'adozione del "sistema binario" nella classificazione dei viventi. Da quel momento ogni individuo è identificato da un nome generico e uno specifico: quella che comunemente è nota, ad esempio, con il nome di "cozza", "peocio", "muscolo", etc., dai naturalisti è indicata dunque con il nome generico latino "Mytilus" e quello specifico "galloprovincialis" che lo distingue, ad esempio da quello cosidetto spagnolo, che ha lo stesso nome generico e come nome specifico "edulis". Anche se molta strada deve essere ancora fatta, si tratta di uno straordinario balzo in avanti; è finita l'era delle descrizioni fantasiose e soggettive. Da ora ogni vivente ha una sua categoria di appartenenza che, di per sé, equivale ad una descrizione morfologica o anatomica.
Importantissimo, per l'oceanologia, termine più recente che indica sia l'oceanografia fisica che la biologica, fu il ruolo delle spedizioni scientifiche mediante navi che furono le antenate delle moderne navi oceanografiche, che seguirono quella storica del "Challenger" del 1872-76, promossa dalla Royal Society intorno al mondo. Tra esse vanno ricordate, oltre quelle americane nel Pacifico ("Tuscarora"), quelle in Atlantico e Mediterraneo organizzate dal principe Alberto di Monaco con le navi "Hirondelle" I e II e "Princess Alice" I e II; quelle delle navi svedesi e tedesche tra cui la "Meteor", quelle inglesi con le due "Discovery", le francesi "Talisman" e "Travailleur", la "Pola" austriaca, la russa "Vitiaz" e le italiane "Washington" e "Vettor Pisani".
Fu proprio a seguito di un lungo viaggio di esplorazione intorno al mondo, effettuato nel 1831 con la qualifica di "naturalista senza paga" sul brigantino "Beagle", che circa a metà del secolo scorso, Charles Darwin pubblicò la sua teoria evoluzionistica, "Sull'Origine delle Specie", in gran parte basata sulle osservazioni effettuate durante quel viaggio.
Anche se preannunciata dai fermenti scientifici dell'epoca (LamarcK, Malthus, Wallace), dopo quella di Linneo, la teoria di Darwin è la più importante pietra miliare della biologia. Da questo momento le specie non sono più tante quante "ab initium Supremum Ens creavit" come diceva Linneo che affidava all'uomo, al naturalista, il compito di scoprire questo ordine preesistente. Le specie animali e vegetali, nel tempo, variano per diverse cause, tra cui gioca un ruolo fondamentale la selezione naturale che permette la sopravvivenza di individui e quindi delle specie meglio adattate all'ambiente. C'era voluto meno di un solo secolo a scardinare la teoria "fissista" di Linneo. Nasce il concetto di "speciazione", cioè di nascita di nuove specie. Il ruolo del moderno sistematico, colui che cataloga gli organismi nella rispettive categorie del regno animale e vegetale, si intreccia con quello dell'ecologo che studia il rapporto reciproco delle diverse specie e con l'ambiente, col genetista, col biologo sperimentale, etc.
L'idea del continuo evolversi dei viventi, a partire da forme più semplici comprovava la teoria che la vita avesse avuto origine dal mare in cui erano rappresentati tutti i gruppi sistematici animali e vegetali che si trovano sulla terraferma ed altri che sono esclusivamente marini. Ciò portò ad un forte incremento degli studi di Biologia marina nella speranza di scoprire il filo conduttore, le leggi, dell'evoluzione di tutti gli esseri viventi.
Tra i padri della biologia marina, come disciplina scientifica, intorno alla metà del secolo scorso, non si possono ignorare i nomi di Cavolini, Costa, Forbes, Milne-Edwards ed altri che non è possibile citare completamente ma che, quasi sempre hanno una radice mediterranea o comunque hanno lavorato in questo mare.
Al giorno d'oggi l'oceeeanografia e l'oceanologia ricevono ancora molta attenzione, anche se esse sono legata sopratutto al concetto di sfruttamento delle risorse marine: principalmente dei giacimenti sottomarini di idrocarburi e della pesca e maricoltura. Si tratta senza dubbio di legittime esigenze che spesso però cozzano contro interessi economici che non sempre tengono conto dei limiti delle risorse e della loro "rinnovabilità". Inoltre, tra i limiti degli attuali approcci all'oceanologia, sempre meno spazio (leggi finanziamenti) trovano le ricerche di biologia marina in senso ampio, cioè quelle legate alla conoscenza della biodiversità o dei cicli vitali degli organismi marini dei quali ancora si ignora moltissimo.
L'oceanologia italiana è istituzionalmente oggi oggetto di studio da parte del Consiglio Nazionale delle Ricerche che è impegnato con otto Istituti dedicati sia all'oceanografia fisica che biologica, dall'Istituto centrale di ricerche marine (ICRAM) e dal Centro Ricerche Ambiente Marino (CRAM) dell'ENEA. Le navi oceanografiche dedicate a tali ricerche sono principalmente la nave "Urania" noleggiata dal C.N.R. e la nave "Ammiraglio Magnaghi" della Marina Militare. Ad esse si aggiunge il naviglio minore in dotazione ai diversi Istituti.
Nel contesto degli studi di biologia marina non va trascurato il ruolo avuto in questi ultimissimi decenni dalla diffusione delle attrezzature per l'immersione e per la fotografia e cinematografia subacquea. La storia e l'evoluzione delle rispettive tecniche si interseca con quella dei biologi marini dell'ultima generazione.
L'osservazione diretta degli organismi nel loro ambiente, la registrazione del loro comportamento senza interferire con i loro normali ritmi vitali è ben altra cosa che dedurre la composizione dei popolamenti animali e vegetali di un certo fondale da una "strascicata" effettuata alla cieca con una draga che ara il fondo o da un casuale campionamento con una benna.
Ai fotografi ed agli operatori subacquei si devono sia le meravigliose immagini di questo libro che la magica e silenziosa atmosfera di un passaggio all'interno di una ondeggiante prateria di Posidonia oceanica.
Il grande pubblico conosce oggi aspetti sconosciuti fino a pochi anni fa agli scienziati, grazie alle serie cinematografiche e televisive di J.Y.Cousteau che, a bordo della ormai leggendaria "Calypso", ha fatto immergere la sua squadra di subacquei in tutti i mari del mondo stimolando l'immaginario collettivo.
Ai biologi subacquei si devono le osservazioni scientifiche della scuola di Perès di Marsiglia che hanno originato il "Manuale di bionomia bentonica" che è il vademecum dello studioso della vita nei fondali marini e la cui classificazione è ancora oggi utilizzata per descrivere un particolare tipo di associazione di organismi su un certo fondale. Anche i lavori nel mare Adriatico di Rupert Riedl dell'Università di Vienna, sono stati possibili grazie all'impiego delle attrezzature subacquee. L'elenco dei ricercatori che hanno approfittato delle nuove tecniche subacquee sarebbe ben più lungo e in realtà dovrebbe iniziare con lo stesso Anton Dohrn, il citato fondatore della Stazione Zoologica di Napoli, che si immerse con lo scafandro nelle acque del golfo di Napoli, per vedere di persona il mondo sottomarino ed i suoi abitanti e dovrebbe comprendere almeno Hans Hass, Miraglia e molti altri.
Così come l'ambiente subaereo anche il mare si presenta con una varietà di ambienti cui vale la pena di accennare per poter comprendere ed apprezzare forme, colori, adattamenti funzionali degli abitatori dei mari. Naturalmente la rassegna sarà assai schematica perché non è questo un trattato di biologia od ecologia marina ma è tuttavia necessario un comune linguaggio per parlare di organismi ed ambienti che sono al di fuori del nostro quotidiano.
Una prima grande divisione di tali ambienti marini è basata sulla loro vicinanza alla costa, meglio sul loro rapporto con la piattaforma continentale. Questa si può considerare uno zoccolo (con questo termine viene anche individuata) immerso dei continenti e si estende fino alla profondità di 200 metri e quindi ad una distanza dalla costa variabile in relazione alla sua pendenza. Al limite della piattaforma continentale inizia la scarpata che ha una pendenza decisamente maggiore e che porta verso i grandi fondali oceanici.
Il mare soprastante la piattaforma continentale costituisce il dominio neritico o costiero mentre quello del largo prende il nome di dominio pelagico o del mare aperto che è caratterizzato da un elevato grado di costanza delle caratteristiche fisiche (temperatura, salinità, sali nutritivi, produttività, etc.). Esso è sede dei fenomeni oceanici che, data l'estensione della massa d'acqua, influenzano più o meno direttamente tutto il pianeta. Le interazioni atmosfera-oceano hanno infatti riflessi sul clima di estese aree della terra così come quella oceano-terre emerse delle grandi correnti oceaniche, come ad esempio la Corrente del Golfo, influenzano profondamente il clima di estese aree del Nord Europa. La produttività del dominio pelagico, d'altra parte, in termini di sostanza organica, cioè di organismi animali e vegetali, è di gran lunga inferiore a quella del dominio costiero al cui confronto le acque oceaniche possono essere paragonate a deserti.
Le acque costiere dunque, a partire dai sali inorganici in esse disciolti, sono la sede della produzione della sostanza organica che costituisce la materia vivente. I sali inorganici, principalmente di azoto e fosforo, detti anche sali nutritivi o "nutrienti", rappresentano i mattoni per la costruzione degli anelli successivi della catena biologica che, partendo dal fitoplancton e passando attraverso lo zooplancton che se ne ciba, arriva fino ai grandi pelagici e predatori (tonni e squali) ed ai mammiferi marini (cetacei) che rappresentano il vertice della piramide alimentare marina. Le acque della piattaforma continentale dunque, con l'alta concentrazione dei nutrienti e le caratteristiche chimico-fisiche assai variabili, sono molto importanti per lo sviluppo della vita nel mare.
Per quanto riguarda gli organismi marini, sia animali che vegetali, essi vengono divisi in plancton, benthos e necton. I primi, per lo più di piccole dimensioni, vivono sopratutto nelle acque superficiali e sono caratterizzati da una scarsa possibilità di movimento autonomo venendo trasportati dalle correnti. Il benthos è costituito da organismi che hanno un rapporto più o meno diretto con il fondo o le pareti rocciose sommerse mentre il necton è costituito da tutti gli organismi che sono dotati di movimento autonomo (nuoto) e non sono obbligati al rapporto con il fondo.
Dato il ruolo importante della piattaforma continentale nella biologia ed ecologia marina, i biologi hanno caratterizzato i suoi diversi aspetti: hanno cioè preparato una classificazione degli ambienti della piattaforma continentale. Tale classificazione che ha il nome di "Manuale di bionomia bentonica", tiene conto sia delle caratteristiche fisiche, principalmente della penetrazione della luce, della natura ed inclinazione del fondo (sabbioso, roccioso, fangoso, ciottoloso, etc.), del regime idrodinamico (intensità del moto ondoso, correnti), che di quelle biologiche e cioè delle associazioni ("popolamenti", "biocenosi") di organismi vegetali ed animali. Un brevissimo cenno alla suddivisione proposta nel "manuale" può essere utile alla comprensione di alcuni degli aspetti presentati in questo volume.
Occorre peraltro non dimenticare che gli organismi che costituiscono il benthos, nella stragrande maggioranza dei casi dipendono assi strettamente dal placton perché in esso si riproducono, si sviluppano e vivono i loro stadi larvali, per il tempo necessario alla loro maturazione e perché col plancton essi si propaagano da un punto all'altro per colonizzare nuovi fondali. E' dunque solo pratica la divisione in organismi del plancton e del benthos perché molti di loro, molti più di quanto forse non si pensi, appartengono all'uno o all'altro a seconda del momento del loro ciclo vitale. Sottolineare questo aspetto può essere utile per far comprendere come un grave danno arrecato alla fase plantonica del ciclo di un organismo si rifletterà necessariamente sull'intera vita di quell'organismo. Fluttazioni pluriennali delle abbondanze di certe specie, apparentemente incomprensibili, possono essere così meglio spiegate. Tuttavia, poiché il plancton è quasi sempre invisibile ad occhio nudo, mentre il benthos rappresenta l'esperienza più diretta del mare è giusto usare un metodo legato all'osservazione ad occhio nudo.
Sulla base delle caratteristiche fisiche prima indicate, vengono individuate immaginarie sezioni orizzontali, cioè parallele alla superficie marina, che, partendo dalla terra emersa, separano i fondali e le pareti rocciose con caratteristiche omogenee. Viene così individuato un "piano sopralitorale" che comprende quelle parti di costa che, pur non essendo mai in rapporto con il mare, ne vengono influenzate più o meno regolarmente, dagli spruzzi delle onde. E' questo, più o meno esteso a seconda dell'inclinazione della spiaggia, il vero confine tra il mare e la terra: in esso sono presenti caratteristici organismi marini, appartenenti a poche specie, adattati a condizioni di vita estreme e cioè alle più drastiche disidratazioni ed innalzamenti di temperatura estive, impensabili per gli altri organismi marini. Sulle coste rocciose ricordiamo gli Chtamali, crostacei sessili (cioè fissi sulla roccia) che insieme ai loro cugini Balani, che vivono nel piano inferiore, vengono comunemente indicati con il nome di "denti di cane".
Alla loro straordinaria capacità di immagazzinare la poca acqua che loro giunge dagli spruzzi delle onde è dovuta loro sopravvivenza.
La Littorina neritoides è un piccolo (pochi millimetri) mollusco dotato di conchiglia scura che vive in gruppi con numerosi individui nelle fessure della roccia del sopralitorale. Queste due specie, insieme alla Lygia italica, piccolo crostaceo molto mobile, rappresentano la principale componente animale di questo piano che individuano facilmente con la loro presenza in quanto esse non possono vivere in immersione continua ne possono allontanarsi dalla zona di spruzzo.
Al di sotto del sopralitorale c'è il piano mesolitorale maggiormente influenzato dal mare: esso è individuato dal limite superiore dell'alta marea ed è caratterizzato da organismi che sopportano periodi di emersione meno prolungati. A questo piano appartiene un numero ben maggiore di specie del precedente: troviamo ad esempio le patelle, i già citati balani, le rosse attinie (Actinia equina), i granchi.
Si cominciano a trovare le alghe tra cui caratteristica quella rossa e calcarea Lithophyllum tortuosum che ospita una quantità di altri piccoli organismi.
Al di sotto, in regime di continua immersione, ove inizia il piano infralitorale, vivono la maggior parte degli organismi di cui ogni subacqueo ha fatto esperienza diretta: la grande quantità delle alghe fotofile, che necessitano cioè di luce intensa, i ricci, gli idrozoi, le attinie, i Policheti sia sessili che vagili, cioè dotati di movimento, i mitili, che costituiscono una fascia abbondante nella parte più superficiale di questo piano, i litodomi, i modioli e la grande quantità dei molluschi dotati di conchiglia che, nei fondi sabbiosi di questo piano, comprende le vongole, i cannolicchi, le telline, il cui elenco sarebbe estremamente lungo ed inutile in questo tipo di approccio.
Senza trascurare i pesci cosidetti stanziali, come le triglie di scoglio, le murene ed i gronchi, le occhiate, i saraghi, le orate, le spigole, etc., per citare i più comuni, non bisogna però qui trascurare l'importanza ed il ruolo delle fanerogame marine, cioè piante superiori ben differenziate dalle alghe in quanto, a differenza di esse, sono dotate di apparato radicale, di strutture di sostegno analoghe al fusto e di foglie indispensabili per la fotosintesi. Si può ben dire che l'infralitorale è caratteristico per la presenza di queste piante, le più note delle quali appartengono alla specie Posidonia oceanica, quasi sempre associate a costituire delle praterie. Il limite inferiore dell'infralitorale è determinato dalla scomparsa di queste piante. Tale limite peraltro variabile dai circa 10 metri di profondità fino ai circa 50, in rapporto alla diversa trasparenza dell'acqua e cioè alla diversa penetrazione della luce, alcune lunghezze d'onda della quale sono indispensabili per la vita di tali specie vegetali. Assai importanti sono dunque in questo piano le praterie di Posidonia oceanica ma anche quelle di Cymodocea nodosa, di Zostera marina e di Sul ruolo e sulla produttività delle praterie di Posidonia oceanica, specie endemica del Mediterraneo che ha un certo numero di specie congeneri solo nelle acque australiane, molto è stato già detto: basti ricordare che il "laboratorio di ecologia del benthos" di Ischia, sezione della Stazione Zoologica di Napoli, ha sviluppato per anni progetti di ricerca sulla "biocenosi", associazione multispecifica di organismi interdipendenti, di tale fanerogama. La sua importanza come riparo e fonte di alimento per una fauna ittica (Labridi, Serranidi, etc.) e di piccoli crostacei e di una miriade di altri organismi che costituiscono a loro volta alimento per i predatori più grandi, in Italia, è stata compresa anche dalle Istituzioni governative. Il Ministero della Marina Mercantile, servendosi di Istituti pubblici e privati ha intrapreso un grande lavoro di mappatura delle praterie esistenti lungo le coste italiane allo scopo anche di verificarne lo stato di degrado ad opera dell'inquinamento, dell'ancoraggio e dello strascico abusivo.
Al di sotto dell'infralitorale, in quello che prende il nome di "piano circalitorale", la luce, che è il fattore più importante per la distribuzione degli organismi, si riduce notevolmente e risulta attenuata ed il paesaggio sottomarino appare più omogeneamente colorato in quanto scompaiono alcune lunghezze d'onda: il rosso appare bruno e domina l'azzurro. I colori tuttavia ricompaiono nella loro smaglianza all'accendersi di una qualsiasi luce artificiale.
Compaiono così alla luce di un flash subacqueo le fantastiche colorazioni delle Spugne, dal violetto al rosso vivo, dal giallo brillante al blu, con spesso associati alcuni organismi dai colori ancor più intensi, i delicati nudibranchi. E' questo il regno del corallo rosso e delle gorgonie, celenterati caratteristici dall'aspetto arborescente, ma anche dei Briozoi sofisticati organismi coloniali colorati e spesso di aspetto simile al merletto.
La varietà delle forme degli organismi animali sessili, nel circalitorale, raggiunge il suo massimo. E' questo forse l'ambiente marino più affascinante da sperimentare per l'uomo che si immerge.
E' di questo piano la formazione cosidetta "coralligeno" perché spesso associata alla presenza del corallo, ma che di caratteristico ha quello di essere una concrezione organogena, cioè formata per lo più dalle parti calcaree di organismi che in precedenza avevano vissuto in quell'ambiente, simile a quella delle barriere coralline del Mar Rosso e dell'Australia. La scoperta di una parete di corallo è una delle esperienze più emozionanti per il subacqueo: difficile riconoscerlo la prima volta per l'assenza della tipica colorazione, è possibile vederlo grazie agli infiniti minuscoli polipi che biancheggiano in modo irreale sulle tortuose e scure ramificazioni tenacemente abbarbicate alla roccia. Basta accostarvi una mano per vedere questi piccoli organismi, la parte viva del corallo, ritrarsi all'interno del ramo.
Occorre peraltro dire che questa esperienza non è riservata solamente ai subacquei cosidetti di alti fondali. Anche a chi usa l'attrezzatura per immersioni più superficiali può accadere di imbattersi in coralli, gorgonie, briozoi, spugne, etc.. In una grotta a pochi metri di profondità o in una parete molto inclinata e riparata è infatti possibile imbattersi in queste affascinanti forme di vita che i Biologi per comodità di schematizzazione hanno posto in "piani" profondi. Come è stato detto, infatti, la suddivisione in piani è fatta in base a caratteristiche fisiche omogenee, tra esse la più importante è senza dubbio la luce e pertanto la maggiore o minore trasparenza dell'acqua a causa di una diversa sedimentazione o la presenza di ripari può sconvolgere queste suddivisioni che pure risultano molto utili ai biologi marini per caratterizzare con poche parole un ambiente. Nel piano circalitorale sono presenti, oltre ai fondali di "substrato duro", cioè quelli che abbiamo assai succintamente appena descritto, anche quelli di "substrato molle", cioè sabbiosi o fangosi, a seconda delle dimensioni delle particelle di sedimento che lo compongono. A questa profondità possiamo trovare il gruppo degli Antozoi, animali a forma di fiore; qui troviamo dei ricci assai caratteristici, quelli di fango e i Cydaris dai robusti aculei; qua e là vediamo fiorire lungo una distesa fangosa le branchie colorate di una Protula, verme tubicolo che, analogamente al suo parente più noto, lo Spirografo, contribuisce a confondere le idee tra regno animale e vegetale ai neofiti del mondo sottomarino. Il limite inferiore del piano circalitorale che corrisponde al limite del dominio neritico è segnato dalla scarpata continentale, un dirupo che porta rapidamente verso i fondali abissali. Si entra in un mondo inaccessibile senza attrezzature particolari ed ancora non completamente conosciuto. Non molti sono infatti i batiscafi o i sommergibili da ricerca nel Mediterraneo.
L'IFREMER, l'Istituto francese dedicato alle ricerche marine ha alcuni di questi sommergibili, come il "Nautile", ed ha acquisito una certa esperienza. Gli alti costi di gestione di questi mezzi ma sopratutto la mancanza di un progetto europeo mediterraneo per gli alti fondali non permette appieno l'utilizzo razionale e comune di questi mezzi.