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Articulo destacado: El flujo del agua es más importante para los corales que la iluminación. Parte 1. Introducción al intercambio de gases

By Jake Adams Posted Jun 15, 2006 12:00 AM Pomacanthus Publications, Inc.
Consideraciones para el flujo del agua, son normalmente secundarios a otras decisionescuando se trata del ensambre de un tanque de arrecife, cuando el flujo es lo más importante para la salud y vitalidad de un acuario de arrecife.

El flujo de agua es importante para muchos aspectos de la biología de corales. El flujo de agua determina que tan eficientemente los corales capturan su comida, ayuda a los corales a que se liberen de desechos metabólicos y también determina donde existen los corales al distribuir sus huevos y gametos. Más importante, el flujo de agua es crítico para manejar los mecánismos de respiración y fotosíntesis. Cuando los acuaristas describen la instalacción de su acuario de arrecife frecuentemente primero presumen acerca de la iluminación. Hasta cierto punto através de una lista de equipo un acuarista puede o no presumir el equipo para el flujo de agua. Esto ilustra una moda en la cual las consideraciones para flujo de agua son casi siempre secundarias a otras desiciones hechas cuando se reúne una instalación de arrecife cuando de hecho, el flujo de agua es sumamente importante para la salud y vitalidad de un sistema de arrecife. El propósito de esta primera parte en la serie de artículos es introducir los mecanismos por los cuales el flujo de agua afecta la salud de los corales. El siguiente artículo en la serie revisará algunas de las investigaciones científicas que describen como el flujo de agua afecta la slaud de un coral, especialmente como la velocidad y la intensidad lumínica van de la mano. El último artículoen la serie discutirá las varias aproximaciones para proveer el flujo de agua con un enfásis en mover más allá de “X” veces el olumen de agua y en las técnicas de “movimiento masivo de agua” y el equipo necesario para que esto pase.

Introducción

Lo siguiente son unas pocas preguntas para que las piense Cuál es más importante, la luz o el flujo de agua? Cuantás especies de corales conoce que puedan vivir sin luz? Cuantos corales conoce que puedan vivir sin flujo alguno Bueno, hay centenas de especies de corales blandos y duros que viven son luz Tubastrea, Dendrophylia y Dendronepthea vienen a la mente. Sin embargo, no hay corales que puedan vivir sin flujo de agua. Incluso en el caso de un coral fotosintético, cuanto tiempo puede vivir el coral sin luz? Todos nosotros hemos tenido fallas en la luz, bulbos quemados y fallas en las balastras, y la mayoría de los acuaristas estarían de acuerdo en que un coral puede sobrevivir una semana sin luz antes de que su salud se vea severamente afectada. Incluso en un acuario iluminado hay reportes de que gente olvido fragmentos de coral en el sumidero por meses durante ese tiempo parecía que sobreviveron de la comida que atrapaban. Pero cuanto tiempo puede vivir un coral fotosintético sin flujo de agua? La mayoría de las catástrofes de tanques se deben casi siempre a una falta de circulación. En el caso de un coral fotosintético, no solo tiene que respirar por sí solo sino también soportar la respiración de las zooxanthellae viviendo dentro de él. Por eso, el flujo de agua, es más importante para la salud de corales que la luz, ya que los corales se estresarían o morirían mucho más rápido cuando el flujo es inadecuado.

Respiración y Fotosíntesis

Para propósitos fisiológicos, las medidas aceptadas para que saber tan bien a un coral (o cualquier otro organismo) “le está iendo” son usualmente relacionadas a que tanata energía el coral consume o cuanta energía produce. Energía es consumida durante la respiración y energía es poducida durnante la fotosíntesis. Respiración (R) es el proceso de combinar oxígeno (O2) y azúcar para producir energía con dióxido de carbono (CO2) como un biproducto, mientras que fotosíntesis (P) es basicamente la misma reacción en reversa: energía y dióxido de carbono son combinados para formar azúcares con oxígeno como un biproducto. Los ritmos a los que estos procesos son llevados a cabo por la entrega de las aportaciones (CO2 para la P o O2 para la R) y el eliminar la salida (CO2 para la R o O2 para la P). La Respiración y la Fotosíntesis pueden ser medidas por el incremento o decremento de CO2 o O2. Aunque la mayoría de la gente sabe que la fotosíntesis ocurre solo en la presencia de luz, es importante notar que la respiración esta constantemente ocurriendo en todos los organismos.

Intercambio de Gases

Para próposito de este artículo me referiré a la entrega y eliminación de CO2 y O2 como “intercambio de gas” el cual es al suma de los ritmos de difusión hacia dentro y fuera de un organismo. La cantidad total de intercambio de gas es dependiente de lo ritmos de difusión y los ritmos de difusión son dependientes de la disponibilidad de humedad, área de superficie y de la pendiente de concentración. Cuando estamos manejando corales no hay necesidad de prestar atención a la disponibilidad de humedad porque crecen en el agua, y por eso la humedad no es factor limitante para la difusión. El área de superficie es controlada en gran cantidad por los mismos corales; en el corto plazo los corales pueden cambiar su extensipon de pólipos y expansión de la colonia, y en el largo plazo los corales pueden modificar su morfología. El único factor que queda a los acuaristas para controlar es la pendiente de concentración, el cual es afectada por el grado y tipo de movimiento de agua.

Flujo de agua > Pendiente de concentración > Difusión (Intercambio de gas) > ritmo de R y de P

Estamos agradecidos de tener estrucutras para respirar muy especializadas: nuestros pulmones están recluidos y activamente crean pendientes de concentración favorables al forzar al aire a pasar através de conductos estrechos ara que podamos respirar apropiadamente. Los peces tienen branquias externas, los crustáceos tienen branquias internas, los insectos tienen traqueae e incluso los nudibranquios tienen branquias externas. Todas estas estructuras tienen una gran área de superficie y una buena cantidad de vascularización. Los corales, por otro lado, no tienen estructuras espezializadas para respirar. Su anatomía externa solo tiene tentáculos, una boca, algo de tejido entre los pólipos y, en el caso de corales blandos, tienen también algunos pinulos a lo largo de los lados de los tentáculos. Ninguno de estos están diferenciados en estructuras especializadas aunque tienen que depender de estás características anatómicas para el intercambio de gases. Si usted tuvieras que respirar como un coral respira, esto sería equivalente a sostener sus pulmones afuera de su cuerpo, dentro hacia afuera, y solo eserar que el viento soplara lo suficientemente fuerte y prolongado para que usted sea capaz de respirar. Así es como los corales respiran en su ambiente y el escenario de arriba ilustra la importancia del flujo de agua para el intercambio de gases adecuado en los corales. Esta perspectiva podría hacerte pensar dos veces el reducir el flujo durante la noche.

Área de la Superficie

Como se ha mencionado antes, una de las únicas cosas que los corales pueden hacer para alterar los ritmos del intercambio de gases es el cambiar el área de la superfice ya sea atrvés de la extensión de pólipos o por su morfología. Al tener una mayor área de superficie se incrementa la cantidad de intercambio de gases que puede ser llevada a cabo. La imagen abajo (figura 1) presenta un ejemplo de un ejemplar de P. damicornis en el cual dos imagenes están yuxtapuestas. En el lado izquierdo, el coral muestra pólipos los cuales están bien expuestos y por esto tienen una área de superfice más alta. En el lado de recho, el coral tiene la mayría de los pólipos retractados y por eso tiene un área de superficie mucho más baja.

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Figura 1. Esta imagen demuestra como el área de la superficie de un coral puede cambiar con el grado de expansión de los pólipos.

La otra cosa que los corales pueden modificar para cambiar el área de superficie es su morfología. La imágen abajo (figura 2) muestra dos especímenes de P. damicornis los culaes son de la misma colonia madre. El espécimen de la izquierda creció bajo condicones de flujo bajas y moderada intensidad de iluminación (tanque de 75 galones, 4 Maxijet 1200 y 6 bulbos vho X 4pies). El espécimen de la derecha creció bajo un ambiente de mucha energía (tanque múltiple de 180 galones, 3 blubos iwasaki X 400w, un closed loop de 1200 gph y oponiendose a este flujo un dispositivo de incremento tipo carlson de 45 galones con un periodo de 3 minutos). Debe ser notado que aunque el coral en la derecha había crecido en un flujo más alto, le tomó cerca del doble de tiempo para crecer al mismo volumen ocupado pero tenía más del doble de la masa del espécimen de bajo flujo.

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Figura 2. Estos dos especímenes de Pocillopora damicornis son de la misma colonia pero crecieron en diferentes tanques.

Pendientes de Concentración

Los ritmos de difusión son determinados por las pendientes de conccentración las cuales pueden ser manipuladas por la moción de agua. Una gran diferencia en la concentración lleva a una mayor pendiente de concentraciónce. El efecto de las pendientes de concentración en el ritmo de difusión es análoga al efecto que tendría lo empinado de una inclinación a un objeto que se está moviendo cuesta abajo: entre más grande la inclinación el objeto se moverá más rápido. El siguiente esquema es un intento de ilustrar como los ritmos de difusión son afectados por las pendientes de concentración.

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Figura 3. En esta ilustración hay una gran concentración de una sustancia en el coral.

Imagine que hay una gran concentración de un soluto en el coral. El soluto puede ser gas, nutrientes, o minerales. En el lado izquierdo hay una gran concentración de un soluto en el agua que rodea al coral. Si el coral está intentando deshacerse de un soluto, este lado tiene una baja pendiente de concentración porque no hay mucha diferencia en la concentración del coral y la concentración del ambiente externo. En este escenario sería más difícil para el coral deshacerse de un soluto en particular. En el lado derecho, hay una baja concentración del soluto en la columna de agua alrededor del coral. Ya que hay una gran concentración en el coral, este escenario es un ejemplo de una gran pendiente de concentración: hay una gran diferencia entre las cocentraciones dentro de y fuera del coral.

El ejemplo en la izquierda de la figura 3 es característico de un ambiente de flujo bajo a moderado donde la moción disonible de agua no es lo suficiente para diluir el soluto que un coral está tratando de liberar. Ya sea que el coral esté absorbiendo solutos, una moción de agua mayor simpre producirá una concentración fuera del coral la cual es favorable para crear una mayor pendiente de concentración. Una mayor pendiente de concentración llevará a unos ritmos mayores de difusión las cuales en turno soportarán mayores ritmos de respiración y fotosíntesis.

Sumario

  1. Los corales son dependientes de una difusión de gases y un intercambio de nutrientes através de sus capas de tejidos
  2. El ritmo de difusión es determinado por las pendientes de concentración
  3. Mayores pendientes llevan a mayores ritmos de difusión y
  4. La pendiente de concentración de solutos puede ser manipulada por la moción de agua

Espero que está introducción a los mecanismos de como los corales interactuan con el flujo de agua haya sido útil para usted. Se que algunos de los detalles de esta introducción pueden parecer un poco pesados pero en la siguiente parte usted será capaz de leer y presionar el botón de "Yo le creo" en lo que concierne a los descubrimientos científicos relacionados a lso corales y el flujo de agua. Para aquellos de ustedes que están pidiendo más, he salvado las fluidas dínamicas para la tercera pa de estás series de artículos cuando discuta como podemos todos liberar mejor y más relevante flujo para nuestro acuario de arrecife.

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