Capítulo 5. Relaciones de organismos con el agua

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Capítulo 5

Relaciones de organismos con el

agua

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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.

(3)

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

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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

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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

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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

(7)

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

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

(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

(8)

Factores que influencian a

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

solutos

= potencial por concentración

de solutos

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

mátrico

= potencial mátrico

– Atracción de moléculas de agua hacia partículas o superficies

Ψ

Ψ

Ψ

Ψ

presión

= potencial por evaporación en

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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.

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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

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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 secrecionesWip = Wr + Wa - Wt - Ws

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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)

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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.

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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.

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Otros patrones de balance hídrico

• Organismos diferentes con maneras de

balancear similares

– Saguaro y camello

• Dos artrópodos con maneras diferentes

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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

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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.

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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

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Organismos marinos y de agua

dulce utilizan mecanismos

complementarios para regular su

balance interno de agua y solutos.

En agua dulce:

Excretar agua

Absorción activa

de sales

En agua de mar:

Beber agua

Excretar sales

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Defina o describa

• Humedad relativa

• vpd

• Isosmótico

• Hiposmótico

• Agua metabólica

• Wip

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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

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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

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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

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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

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psicrómetro

Punta seca Punta mojada

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Respiración celular

• Al quemar carbohidratos, lípidos y

proteínas metabólicamente se libera agua

• C

6

H

12

O

6

+ 6O

2

6CO

2

+ 6H

2

O

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Figure 06_11

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Figure 06_27

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