Relaciones de organismos con el agua Capítulo 5 Relaciones de organismos con el agua

Conceptos clave El movimiento de agua a lo largo de gradientes de concentración de agua determina su disponibilidad para los organismos. Las plantas y animales terrestres regulan su agua interna balanceando la pérdida de agua con la adquisición de agua. Organismos marinos y de agua dulce utilizan mecanismos complementarios para regular su balance interno de agua y solutos.

El movimiento de agua a lo largo de gradientes de concentración de agua determina su disponibilidad para los organismos Contenido de agua en el aire Movimiento de agua en ambientes acuáticos Movimiento de agua entre los suelos y las plantas

Contenido de agua en el aire Humedad relativa: medida relativa de la cantidad de agua en el aire Humedad relativa = (densidad de vapor de agua / densidad de vapor de agua en atmósfera saturada) X 100 Humedad relativa = (presión parcial de vapor de agua / presión de vapor de agua en atmósfera saturada) X 100 A medida que aumenta la temperatura del aire más agua puede contener

Déficit de presión de vapor Déficit de presión de vapor (vpd) = presión de vapor de agua en atmosfera saturada – presión parcial de vapor de agua del aire Medida de la capacidad del aire para secar Sugiere la dirección en la que el agua va a moverse entre los organismos y su ambiente

Movimiento de agua en ambientes acuáticos En el ambiente acuático las diferencias en concentración de agua son más leves Movimiento de agua es influenciado por los solutos disueltos Agua se mueve de menor a mayor concentración de solutos Mecanismos: Difusión Osmosis Organismos isosmóticos = cuyos fluidos tienen igual concentración de agua y solutos que su ambiente Hiposmóticos = sus fluidos con menor concentración de solutos que el ambiente Hiperosmóticos = con mayor concentración de solutos

Movimiento de agua entre los suelos y las plantas Vimos que a mayor vpd mayor cantidad de agua tiende a recoger el aire En las plantas el agua se mueve desde el suelo a las raíces, por tallos y hojas, hacia la atmósfera afuera de la planta  (Psi) = potencial de agua = capacidad del agua para hacer trabajo El agua se va a mover de un potencial de agua mayor a uno menor

Factores que influencian a  solutos = potencial por concentración de solutos mátrico = potencial mátrico Atracción de moléculas de agua hacia partículas o superficies presión = potencial por evaporación en hojas (transpiración)

Regulación del balance hídrico en tierra Concepto clave: Las plantas y animales terrestres regulan su agua interna balanceando la pérdida de agua con la adquisición de agua.

Regulación del agua en tierra En animales: Wia = agua interna del animal Wd = agua por beber (“drinking”) Wf = agua en la comida (“food”; líquida o por extracción metabólica) Wa = agua absorbida del aire We = agua por evaporación (ej., sudor) Ws = agua por secreciones y excreciones Wia = Wd + Wf + Wa - We - Ws

Regulación del agua en tierra En plantas: Wip = agua interna de la planta Wr = agua por raíces Wa = agua absorbida del aire Wt = agua por transpiración Ws = agua por secreciones Wip = Wr + Wa - Wt - Ws

Adquisición por animales Maneras comunes: La mayoría la adquiere por Wd. Muchos pueden adquirirla por Wa o Wf. Animales de desiertos: Por Wd si viven cerca de oasis. De otras maneras si viven alejados de oasis: Lepidochora (chinche del desierto) Onymacris (escarabajo del desierto) Rata canguro

Adquisición por plantas Aunque algunas pueden absorberla del aire por las hojas (Wa) la mayoría la obtiene por las raíces (Wr) Plantas de lugares mas secos generalmente tienen mas raíces y mas profundas que las de lugares mas húmedos Algunas tienen la capacidad para ajustarse a una condición mas seca, otras no.

Conservación de agua Otra manera para mantener el balance hídrico es evitando perder agua. Generalmente hay una relación inversa entre la magnitud de la sequedad del hábitat de una especie y su capacidad para evitar la pérdida de agua. Una manera común de evitar perder agua es hacerse impermeable acumulando cera en la superficie de sus cuerpos.

Otros patrones de balance hídrico Organismos diferentes con maneras de balancear similares Saguaro y camello Dos artrópodos con maneras diferentes Escorpiones y cícadas

Movimiento de agua en ambientes acuáticos En el ambiente acuático las diferencias en contenido de agua son mas leves Movimiento de agua es influenciado por los solutos disueltos Agua se mueve de menor a mayor concentración de solutos Mecanismos: Difusión Osmosis Organismos isosmóticos = cuyos fluidos tienen igual contenido de agua y solutos que su ambiente Hiposmóticos = con menor contenido de solutos Hiperosmóticos = con mayor contenido de solutos

Balance hídrico en ambientes acuáticos Wi = agua interna Wd = agua por beber Ws = agua en secreciones Wo = agua por osmosis Wi = Wd – Ws ± Wo Además de tener que regular el agua estos organismos enfrentan la regulación de solutos.

Retos de organismos acuáticos El caso especial del tiburón marino En agua salada: Sales tienden a entrar al organismo Agua tiende a salir del organismo En agua dulce: Sales tienden a salir del organismo Agua tiende a entrar al organismo

Organismos marinos y de agua dulce utilizan mecanismos complementarios para regular su balance interno de agua y solutos. En agua de mar: Beber agua Excretar sales En agua dulce: Excretar agua Absorción activa de sales

Defina o describa Humedad relativa vpd Isosmótico Hiposmótico Agua metabólica Wip

Preguntas de repaso Según lo expuesto en clase, si comparamos ratas canguro criadas en lugares secos, otras criadas en lugares medianamente secos, y otras en lugares bien secos, ¿en cuál de ellos debemos encontrar que las ratas pierdan mas agua? Lugares menos secos Lugares mas secos Lugares bien secos La pérdida de agua no va a depender del grado de sequía del lugar

Preguntas de repaso ¿Cuál de las siguientes es una adaptación para el mantenimiento del balance hídrico en animales de lugares secos? Impermeabilización de su superficie Orina diluida Sudor copioso Buscar comida a mediodía

Preguntas de repaso La regulación hídrica en animales se puede resumir con la siguiente ecuación: Wia = Wd – Wf – Wa + We + Ws Wia = Wd– We + Wa – Ws + Wf Wia = Wf – Wd – Wa + We + Ws Wia = We + Ws – Wd – Wf – Wa Wia = Wd – Wa – We + Wf – Ws

Preguntas de repaso ¿Cuál de los siguientes organismos presenta una excepción del concepto clave “Organismos marinos y de agua dulce utilizan mecanismos complementarios para regular su balance interno de agua y solutos”? Mosquito de agua dulce Pez híperosmótico de agua dulce Tiburón marino Pez marino hiposmótico

psicrómetro Punta mojada Punta seca

Respiración celular Al quemar carbohidratos, lípidos y proteínas metabólicamente se libera agua C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O

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Partículas de arcillas

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Figure 06_11 Lugar mas húmedo Lugar mas seco

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Tiburón marino

Figure 06_27 Agua salada

Agua dulce