Tema 8.- El medio marino.

Ecofisiología animal.
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Tema 8.- El medio marino.
(Tomada de Willmer et al., 2005)
Tema 8.- El medio marino.
Ecofisiología animal.
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Principales constituyentes osmóticos del plasma de varios vertebrados
(mM).
Agua de mar
Agua dulce
(* 10-1)
Peces
Myxine
glutinosa
Platichtys
flesus
(en mar)
(en agua
dulce)
Squalus
acanthias
Latimera
chulumnae
Tetrápodos
Rana
catesbeiana
Chrysemys
picta
Anas
platyrhyncus
Rata
Hombre
Na
470
2,3
K
10
0,25
Cl
550
3,7
Mg
50
0,29
Ca
10
2,7
SO4226
0,05
550
10
565
20
5
3
1150
195
5
165
2,7
365
155
5
115
265
4
250
3
7
200
15
4
180
Otros
Osmolaridad
1070
1-10
305
110
3
90
3
3
135
3
85
5
6
140
3
105
150
6
120
2
3
150
5
105
3
5
0,5
Urea: 350;
OTMA: 70
Urea: 350;
OTMA: 110
1010
1180
230
2
Urea: 5; aa:
3
290
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Tema 8.- El medio marino.
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(Tomada de Willmer et al., 2005)
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
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8.1.- Adaptaciones a la salinidad: osmorregulación.
8.1.1.- Animales isoosmóticos con el medio marino.
8.1.1.1.- Animales osmoconformistas. Regulación iónica
(Invertebrados y ciclóstomos mixinoides). El papel del riñón.
8.1.1.2.- Animales con concentraciones salinas inferiores a las del
agua de mar: peces elasmobranquios y crosopterigios.
8.1.1.2.1.- Excreción renal y extrarrenal de sales: glándula
rectal.
8.1.1.2.1.1.- Características funcionales: excreta NaCl a
concentración isoosmótica con plasma.
8.1.1.2.1.2.- Regulación endocrina (corticosteroides, VIP y
péptido natriurético auricular).
8.1.1.2.2.- Mecanismos de síntesis y retención de osmolitos:
urea y óxido de trimetil amina (OTMA).
• Hígado (síntesis).
• Nefronas (reabsorción para la retención en los LEC).
8.1.2.- Animales hipoosmóticos (crustáceos, peces teleósteos, reptiles,
aves y mamíferos).
8.1.2.1.- El problema: sobrecarga de sales y pérdida osmótica de
agua.
8.1.2.2.- Soluciones.
8.1.2.2.1.- Impermeabilidad de la piel.
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(Tomada de Randall et al., 2002)
Ecofisiología animal.
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(Tomada de Randall et al., 2002)
Ecofisiología animal.
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Open Courseware.
H2O
(Tomada de Evans, 1997)
(Modificada de Willmer et al., 2005)
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
H2O
(Modificada de Rankin y Davenport, 1981)
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
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Células de la glándula rectal
NP= péptido natriurético
(Modificada de Bentley, 1998)
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Síntesis
endógena
Dieta
(Tomada de Hill et al., 2006)
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
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(Tomada de Campbell, 1991)
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
(Tomada de Evans, 1997)
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Open Courseware.
(Modificada de Willmer et al., 2005)
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
Open Courseware.
8.1.- Adaptaciones a la salinidad: osmorregulación.
8.1.2.- Animales hipoosmóticos (crustáceos, peces teleósteos, reptiles,
aves y mamíferos).
8.1.2.2.- Soluciones.
8.1.2.2.2.- Excreción renal y extrarrenal de sales.
8.1.2.2.2.1.- Capacidad renal de concentración de la orina:
mamíferos.
8.1.2.2.2.2.- Células de cloruro (secretoras de Cl- y Na+) de
las branquias de peces teleósteos.
8.1.2.2.2.2.1.- Características estructurales y funcionales.
8.1.2.2.2.2.2.- Regulación endocrina (catecolaminas,
cortisol, GH-IGF y prolactina).
8.1.2.2.2.3.- Glándulas de la sal de reptiles y aves.
8.1.2.2.3.- Obtención de agua: absorción intestinal (ej., peces
teleósteos).
8.1.3.- Adaptaciones a ambientes especiales: los estuarios y las zonas
intermareales. Animales eurihalinos y estenohalinos, osmoconformistas
y osmorreguladores.
8.2.- La tercera dimensión y sus consecuencias.
8.2.1.- Disponibilidad de O2 . Solubilidad. Estratificación y corrientes.
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Nefrona de teleósteo marino
(Modificadas de Willmer et al., 2005)
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Ecofisiología animal.
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(Tomadas de
Randall et al.,
2002)
(Tomada de Willmer et al., 2005)
Ecofisiología animal.
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(Modificada de Bentley, 1998)
Ecofisiología animal.
(Tomadas de Randall et al., 2002)
Tema 8.- El medio marino.
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
(Tomadas de
Randall et al.,
2002)
(Tomadas de Willmer et al., 2005)
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
Open Courseware.
Osmorreguladores
(Modificada de
Willmer et al., 2005)
Osmoconformistas
Agua de mar
Ecofisiología animal.
(Tomada de Willmer et al., 2005)
Tema 8.- El medio marino.
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
Poliqueto
Open Courseware.
Mejillón
Erizo de mar
(Modificada de Hoar, 1983)
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(Tomada de Willmer et al., 2005)
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Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
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(Tomada de Willmer
et al., 2005)
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(Modificada de Willmer et al., 2005)
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8.2.- La tercera dimensión y sus consecuencias.
8.2.2.- Flotabilidad y locomoción: estrategias.
8.2.2.1.- Aumentar la relación superficie/volumen del cuerpo del animal
(zooplancton).
8.2.2.2.- Reducción de la densidad corporal.
8.2.2.2.1.- Reducción de estructuras pesadas (exo- y
endoesqueletos): medusas, gasterópodos y crustáceos.
8.2.2.2.2.- Substitución de iones pesados (SO42-, Mg 2+, Ca2+) por
otros más ligeros (Na+ , Cl-, K+, NH4+): ciclóstomos
mixinoideos, cefalópodos. Gametos.
8.2.2.2.3.- Hipotonicidad (peces teleósteos y lampreas).
8.2.2.2.4.- Acumulación de lípidos (elasmobranquios: hígado con
escualeno –d= 0,86- 17% peso total, cachalote: órgano del
espermaceti – d= 0,85).
8.2.2.2.5.- Neumatóforos (flotadores): aire d= 0,00125.
• Flotadores blandos.
1.- Fijos (sifonóforos).
2.- Regulables (peces teleósteos: vejiga natatoria).
2.1.- Glándula del gas: glucolisis aerobia y anaerobia →↓pH.
2.2.- Sistema de contracorriente (rete mirabile): retiene CO2.
2.3.- Papel del efecto Root: libera O2 en la vejiga.
• Flotadores rígidos: cefalópodos (sepia y Nautilus). Sistema de
transporte activo de NaCl para vaciar las cámaras.
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(Modificada de Bone et al., 1995)
(Modificada de Gardiner, 1978)
(Modificada de Clarke, 1979)
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(Modificada de Willmer et al., 2005)
Secreción activa
Metabolismo de aminoácidos
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(Tomada de Willmer et al., 2005)
(Modificada de Schmidt-Nielsen, 1997)
(Tomada de Randall et al., 2002)
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
(Tomadas de Randall et al., 2002)
Open Courseware.
Ecofisiología animal.
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Open Courseware.
H2O
(Modificada de Willmer et al., 2005)
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
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8.2.- La tercera dimensión y sus consecuencias.
8.2.3.- Presión hidrostática: adaptaciones metabólicas.
8.2.3.1.- Baja tasa metabólica basal.
8.2.3.2.- Sistemas enzimáticos adaptados a las altas presiones.
8.2.4.- Luz ambiental.
8.2.4.1.- Adaptaciones en las funciones fotorreceptoras (mayor
sensibilidad).
8.2.4.2.- Disminución de la dependencia de la fotorrecepción (se
depende de la línea lateral y la electrorrecepción).
8.2.4.3.- Bioluminiscencia: sólo substituye a la luz en casos
concretos, pero se hace más patente su uso.
8.3.- Otras adaptaciones: emisiones hidrotérmicas de zonas
abisales con adaptaciones metabólicas.
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(Tomada de Hoar, 1983)
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Tema 8.- El medio marino.
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(Tomada de Willmer et al., 2005)
(Tomada de Hoar, 1983)
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Open Courseware.
(Tomada de Willmer et al., 2005)
Ecofisiología animal.
Tema 8.- El medio marino.
Open Courseware.
(Tomada de Hoar, 1983)
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(Tomada de Willmer et al., 2005)
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8.4.- Una cuestión:
1. La tabla adjunta muestra datos correspondientes a la capacidad de las glándulas de sal
en varios vertebrados tetrápodos marinos, según las características de su secreción:
¿Cuál de las siguientes afirmaciones no es correcta?
a.- A igual capacidad de concentración de las heces, la iguana es capaz de soportar
dietas con mayor contenido salino que el cormorán.
b.- La tasa de excreción de Na de las aves es coherente con sus demandas
metabólicas, en comparación con el caso de los reptiles.
c.- La cantidad de Na excretada cada hora por la tortuga es superior a la de iguana.
d.- Suponiendo una capacidad de concentración de las heces similar, un pelícano
podría soportar dietas con un contenido salino superior al que soportaría un
pingüino.
e.- A igual capacidad de concentración de las heces, la iguana no es capaz de
soportar dietas con mayor contenido salino que la gaviota.
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8.4.- Una cuestión:
1. Respecto al llenado de la vejiga natatoria de los peces teleósteos
fisoclistos, sólo es falso que:
a. el efecto Root permita la liberación de O2 en la glándula del gas.
b. la rete mirabile permita la retención de CO2 en la glándula del gas
mediante un sistema de contracorriente entre la sangre arterial y la
venosa.
c. dependa de un aumento del metabolismo de las células de la
glándula del gas, con producción de lactato y protones.
d. dependa de la regulación de la apertura directa de la vejiga al medio
externo.
e. el pez pueda controlarlo, aumentándolo cuando necesite
incrementar la flotabilidad.
2. ¿Por qué?
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Bibliografía utilizada:
1.
Textos básicos.
1.
Evans, D.H. 1997. The physiology of fishes. 2ª ed. CRC Press, Boca Ratón, Florida. 592 págs.
2.
Hill, R.W., Wyse, G.A. y Anderson, M. 2006. Fisiología animal. 3ª ed. Editorial Médica
Panamericana, Madrid. 655 págs. http://www.sinauer.com/detail.php?id=3158
3.
Hoar, W.S. 1983. General and Comparative Physiology. 3ª ed. Prentice-Hall, New Jersey. 900 págs.
4.
Moyes, C.D. y Schulte, P.M. 2007. Fisiología animal. Pearson/Addison Wesley, Madrid. 769 págs.
5.
Randall, D.J., Burggren, W.W., French, K. y Fernald, R. 2002. Eckert's animal physiology. 5ª ed.
W.H. Freeman, New York. 768 págs. http://www.whfreeman.com/animalphys5/
6.
Schmidt-Nielsen, K. 1997. Animal Physiology: adaptation and environment. 5ª ed. Cambridge
University Press, Cambridge. 624 págs.
7.
Willmer, P.G., Stone, G.N. y Johnston, I.A. 2005. Environmental physiology of animals. 2ª ed.
Blackwell Science, Oxford, U.K. 816 págs.
2.
Textos complementarios.
1.
Bentley, P.J. 1998. Comparative vertebrate endocrinology. 3ª ed. Cambridge University Press,
Cambridge. 526 págs.
2.
Bone, Q., Marshall, N.B. y Blaxter, J.H.S. 1995. Biology of fishes. 2ª ed. Blackie/Chapman &
Hall/Thornes, London. 332 págs.
3.
Campbell, J.W. 1991. Excretory nitrogen metabolism. En: Environmental and metabolic animal
physiology, 4ª ed. (Prosser, C.L. Ed.) Wiley-Liss, págs. 277-324.
4.
Clarke, M.R. 1979. La cabeza del cachalote. Investigación y Ciencia, 30:88-100.
5.
Gardiner, M.S. 1978. Biología de los invertebrados. Ediciones Omega, S.A., Barcelona. 940 págs.
6.
Hochachka, P.W. y Somero, G.N. 1984. Biochemical adaptation. Princeton University Press,
Princeton. 538 págs.
7.
Hochachka, P.W. y Somero, G.N. 2002. Biochemical adaptation. Mechanism and process in
physiological evolution. Oxford University Press, Oxford. 464 págs. http://www.oupusa.org/toc/tc_0195117034.html
8.
Rankin, J.C. y Davenport, J.A. 1981. Animal osmoregulation. Blackie, Glasgow. 202 págs.
9.
Sebert, P. 2002. Fish at high pressure: a hundred year history. Comparative Biochemistry and
Physiology, 131A (3):575-585. http://www.sciencedirect.com/science/article/B6VNH-44PDMR23/2/e7767c2cdb19124d0b4acc796a01dc11