PRÁCTICA TERCERA SALINIDAD Y REGULACIÓN DE VOLUMEN

PRÁCTICA TERCERA
SALINIDAD Y REGULACIÓN DE VOLUMEN
INTRODUCCIÓN.
La capacidad para mantener un medio interno estable permite a los animales sobrevivir en un
ambiente osmóticamente desfavorable. Recordemos que se denomina osmorreguladores a aquellos animales
que son capaces de mantener una osmolaridad interna constante y distinta de la del medio en el que se
encuentran inmersos, y osmoconformistas a los animales cuya osmolaridad interna varía de forma paralela a
los cambios del medio externo. A su vez, en función de su capacidad para tolerar las variaciones en la
salinidad del medio en que habitan, se define como animales eurihalinos a aquéllos que pueden tolerar un
amplio rango de salinidades mientras que los animales capaces de tolerar un rango osmótico estrecho se
denominan estenohalinos.
Por regla general, los invertebrados marinos son isoosmóticos con el medio y osmoconformistas,
pero no debemos llamarnos a error, su isoosmoticidad no implica que la composición de solutos de sus
fluidos corporales sea la misma que la del agua de mar. De forma teórica, si enfrentamos a un animal
osmoconformista a una disminución de la salinidad en el medio externo, éste tendrá que afrontar la entrada de
agua por ósmosis y la pérdida de sales por difusión. Debido a que el movimiento del agua es más rápido que
el de sales, se ganará una considerable cantidad de agua (con el consiguiente aumento de volumen) antes de
que se alcance el equilibrio osmótico. Figura 1.- Ejemplos de regulación de volumen
(Hoar 1983).
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No obstante, los invertebrados marinos
manifiestan diferentes estrategias para afrontar este
problema: una cubierta rígida que impida el cambio
de volumen, lo que permitirá conseguir un estado de
cierta estabilidad a pesar de la asimetría osmótica, o
que simplemente permita un aislamiento del medio
al cerrar la concha como ocurre en el caso del
mejillón (Mytilus edulis); eliminar el exceso de agua
mediante la producción, a la tasa apropiada y gracias
a los órganos nefridiales, de una orina hipoosmótica
con el medio; disminuir la presión coloidosmótica en
los tejidos, es decir, reducir la concentración de
partículas osmóticamente activas como los
aminoácidos;
evitar,
mediante
cambios
comportamentales, la exposición a ambientes que
supongan un estrés osmótico; utilizar cavidades,
como el celoma, para tamponar el cambio de
Pág. 1 volumen; o simplemente tolerar la dilución , como
en el caso de los animales conformistas eurihalinos.
Obviamente, una de las mejores soluciones sería aumentar la impermeabilidad de la superficie;
no obstante, no existe un animal que sea completamente impermeable puesto que, al menos, las
superficies respiratorias deben ser lo suficientemente permeables como para permitir el intercambio de
gases.
En la Figura 1, y a modo de ejemplo, se muestran los cambios de volumen de especies de
invertebrados de aguas salobres en respuesta a un estrés osmótico (a: poliqueto, b: mejillón y c: estrella de
mar). Nótese que la estrella de mar prácticamente se comporta como un osmómetro perfecto.
En esta práctica trabajaremos con un poliqueto
marino (Paranereis acrata, conocido vulgarmente como
gusana coreana), utilizado normalmente como cebo en
pesca marina y al que someteremos a medios
progresivamente más diluidos. El objetivo será determinar
si esta especie de gusano sufre un aumento de volumen
directamente proporcional a la dilución del medio externo
o si, por el contrario, pone en marcha algún mecanismo
para regular su volumen. También, trataremos de dilucidar
si, al sumergir al gusano en una solución de sacarosa
isoosmótica con el agua de mar, se produce algún
movimiento de sales motivado por una posible presión
osmótica generada por esta solución. Las superficies
corporales de este animal son supuestamente
impermeables a la sacarosa que, por tanto, no debería
suponer un componente osmótico adicional para los
fluidos del animal.
En ambos casos se observará la recuperación del animal al
ser devuelto al agua de mar.
Coreana
poralliresopla.lacoctelera.net/.../11/
01/cebos-2
MATERIAL Y MÉTODO.
- Material biológico
- Gusanos marinos.
- Material de laboratorio
- Vasos de 100 ml.
- Placas Petri.
- Balanzas.
- Papel secamanos.
- Reactivos
- Agua de mar de salinidad 37‰.
- Sacarosa isosmótica.
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Pág. 2 - Agua destilada.
1. PROCEDIMIENTO.
En primer lugar se establecen los grupos de trabajo. En el laboratorio de prácticas los alumnos se
distribuyen en grupos de cinco personas y a cada una se le asigna un gusano y una solución (de un
total de cinco), de modo que el grupo trabaja con todas las soluciones (Figura 2). A continuación se
determina en una balanza el peso inicial de los cinco animales que se van a utilizar. Antes de pesar
cada animal, se limpia con mucho cuidado el agua adherida a su superficie con un papel absorbente.
Se repite la determinación 3 veces y se anotan los resultados en la Tabla I. Después se calcula la
media de los pesos para cada gusano y ese valor será usado como peso inicial para todos los cálculos.
A continuación, cada alumno sumerge su animal en un recipiente con una de las siguientes
soluciones (cada uno de sus compañeros hace lo propio con su animal de modo que cada grupo tiene
cinco gusanos, cada uno de ellos sumergido en una de las soluciones de trabajo):
- Control de agua de mar (salinidad 37 ‰ en el Mediterráneo)
- Agua destilada 25%: agua de mar 75%.
- Partes iguales de agua de mar y agua destilada
- Partes iguales de agua de mar y sacarosa isosmótica.
- Sacarosa osmóticamente equivalente al agua de mar.
AGUA DE MAR
(CONTROL)
Peso inicial
10 min
20
30
40
50
60
Agua de mar
10
20
30
MAR/DESTIL
75%/25%
MAR/DESTIL
50%
Peso inicial
10 min
20
30
40
50
60
Agua de mar
10
20
30
Peso inicial
10 min
20
30
40
50
60
Agua de mar
10
20
30
MAR/SACAROSA
50%
Peso inicial
10 min
20
30
40
50
60
Agua de mar
10
20
30
SACAROSA
Peso inicial
10 min
20
30
40
50
60
Agua de mar
10
20
30
Figura 2. Grupos de trabajo en el laboratorio.
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Pág. 3 Cada 10 minutos, hasta llegar a los 60, se extrae el gusano del recipiente, se seca y se vuelve a
pesar. Después de ser pesado, se devuelve el animal a su recipiente. Con los datos que se van tomando, se va
rellenando la Tabla II. Para ello, se procede a determinar el incremento (pérdida o ganancia) de peso del
animal en porcentaje, tomando como referencia (100%) el peso medio que calculamos al principio.
Transcurridos los 60 minutos de la prueba, se vacían los recipientes (salvo el control de agua de
mar) y se reemplaza su contenido por agua de mar. Durante 30 minutos se vuelve a determinar el cambio de
peso de los gusanos en intervalos de 10 minutos y se sigue completando la Tabla II.
2. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE SACAROSA ISOSMÓTICA.
Se prepara utilizando el nomográfico que se incluye en la Figura 3. Para ello, a partir de la salinidad
del agua de mar (en nuestro caso 37 ‰), se calcula la clorinidad que debe tener una solución isoosmótica
con ella:
Clorinidad =
Salinidad (‰) – 0,03
1,805
Este valor se utiliza en el nomográfico para trazar una
línea paralela al eje X que corte con la recta
correspondiente a la sacarosa. En ese punto de intersección
se traza una segunda línea, esta vez paralela al eje Y, que
nos dará un valor de molalidad de sacarosa, con el que a su
vez, podremos elaborar nuestra solución isosmótica.
Así, si la salinidad del agua de mar es del 37‰, su
clorinidad sería de 20,48. Si extrapolamos al nomograma,
nos sale que la molalidad (moles de soluto/kg de
disolvente) de una solución isosmótica de sacarosa debe ser
de 1,02, lo que supone 349,12 g de sacarosa/kg agua.
Figura 3. Nomograma para la
determinación de la molalidad de la
sacarosa.
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Pág. 4 RESULTADOS.
1.- DETERMINACIÓN DEL PESO DE LOS ANIMALES.
Tabla I. Peso (g) de los gusanos marinos a estudiar en agua de mar (control inicial).
Animal destinado a
Peso 1 (g)
Peso 2 (g)
Peso 3 (g)
Media
1. Control
2. Agua destilada 25%
3. Agua de mar/destilada
4. Agua mar/ sacarosa isoosmótica
5. Sacarosa isoosmótica
2.- CAMBIOS DE PESO EN RESPUESTA A DIFERENTES MEDIOS
SD
OSMÓTICOS.
2.1. Anotar los resultados observados en la Tabla II. Los cambios relativos se expresarán en
porcentaje con respecto al peso medio inicial del gusano.
Tabla II. Cambios absolutos y relativos en el peso (g) en los gusanos marinos sometidos a diferentes
medios.
Control
Control
(g)
(%)
Agua dest.
Agua dest.
Agua de
Agua de
Agua mar/
Agua mar/
25%
25%
mar/destilada
mar/destilada
sacarosa
sacarosa
(g)
(%)
(g)
(%)
(g)
(%)
Sacarosa
Sacarosa
(g)
(%)
10 min
20 min
30 min
40 min
50 min
60 min
Recuperación en agua de mar
10 min
20 min
30 min
2.2. Representar gráficamente la evolución del porcentaje de cambio de peso con respecto al peso
inicial en función del tiempo y de la concentración osmótica (tras los 60 min. de exposición) para cada una
de las soluciones estudiadas. Se le puede asignar un valor teórico de concentración osmótica a cada solución,
de modo que si la correspondiente al agua de mar la consideramos 100, podremos determinar cuál será la de
las otras soluciones utilizadas.
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Pág. 5 Extraído de Hoar y Hickman (1978)
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Pág. 6 Supongamos que hemos realizado nuestras medidas en el laboratorio y que hemos obtenido los
siguientes datos:
Animal destinado a
1. Control
2. Agua destilada 25%
3. Agua de mar/destilada
4. Agua mar/ sacarosa isoosmótica
5. Sacarosa isoosmótica
Control
Control
(g)
(%)
Peso 1 (g)
Peso 2 (g)
Peso 3 (g)
Media
1,07
1,11
1,08
1,59
1,32
Agua dest.
Agua dest.
Agua de
Agua de
Agua mar/
Agua mar/
25%
25%
mar/destilada
mar/destilada
sacarosa
sacarosa
(g)
(%)
(g)
(%)
(g)
(%)
SD
Sacarosa
Sacarosa
(g)
(%)
10 min
1,05
1,20
1,33
1,59
1,26
20 min
1,06
1,25
1,52
1,65
1,24
30 min
1,05
1,29
1,55
1,66
1,19
40 min
1,07
1,31
1,60
1,68
1,17
50 min
1,06
1,34
1,68
1,70
1,14
60 min
1,06
1,35
1,72
1,73
1,08
10 min
1,06
1,28
1,45
1,64
1,11
20 min
1,07
1,23
1,37
1,62
1,15
30 min
1,07
1,19
1,33
1,61
1,19
Recuperación en agua de mar
La práctica consistiría en ir realizando los cálculos para calcular los incrementos de peso. A
continuación se realizarían las representaciones gráficas y se contestaría a las siguientes cuestiones:
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Pág. 7 CUESTIONES.
1.1 Concluye, según los resultados obtenidos, cual es el efecto de cada una de las soluciones. Justifica el
efecto de las soluciones de sacarosa.
2.2. Según los resultados obtenidos, ¿crees que el gusano posee algún mecanismo para regular su volumen?,
¿en qué consistiría? Razona tus respuestas.
BIBLIOGRAFÍA.
1.- Hoar, W.S. 1983. General and Comparative Physiology. 3ª ed. 100 págs. Prentice-Hall, New
Jersey.
2.- Hoar, W.S. y Hickman, C.P., Jr. 1978. Manual de laboratorio para fisiología general y
comparada. 296 págs. Omega, S.A., Barcelona.
3.- Prosser, C.L. 1991. Environmental and metabolic animal physiology. 4ª ed. 578 págs. Wiley-Liss,
New York.
4.- Schmidt-Nielsen, K. 1997. Animal Physiology. Adaptation and environment. 5ª ed. 607 págs.
Cambridge University Press.
5.- Rankin, JC y Davenport, JA.. 1981. Animal osmoregulation. 202 págs. Blackie. Glasgow and
London. Curso OCW de Ecofisiología Animal. Práctica 3ª
Pág. 8