Evaluación del efecto de la temperatura en el consumo de oxigeno en sardinas por el método de Winkler

INTRODUCCIÓN

 La respiración es la forma en que los organismos intercambian gases con su entorno. Respiración aeróbica, también conocida como el metabolismo aeróbico en el reino Animalia, se produce cuando el oxígeno se toma en el cuerpo y se envía a todas sus células, sino que entonces se utiliza para descomponer los alimentos y para obtener energía (White & Campo, 2004). Todos los organismos experimentan la respiración de manera diferente, los pulmones, branquias, tráqueas, y tegumento son todos diferentes y están equipadas para hacer posible la respiración. Los animales que dependen de su ambiente para regular la temperatura del cuerpo se denominan ectotermos. Endotermos son organismos que regulan la sangre de su cuerpo a temperaturas internas, a pesar de su medio ambiente. Todos los ectotermos acuáticos se adaptan a su entorno de varias maneras diferentes. De acuerdo con Martin(2003), "El reposo y la tasa metabólica de un animal que se conoce como la tasa metabólica basal (TMB) es generalmente la tasa mínima de gasto de energía necesario para mantener los procesos vitales. Cuando TMB para un determinado animal se resta de su "activo”, la diferencia representa la cantidad de energía que puede dirigir hacia mayores niveles de actividad. "Por ejemplo, un tiburón"  la tasa de respiración depende de la cantidad de alimentos necesarios para mantener su temperatura corporal, si el agua está demasiado fría / caliente, un el tiburón debe desacelerar / acelerar su metabolismo para mantener las funciones vitales. Se cree que los ectotermos acuáticos sólo pueden regular su temperatura corporal mediante la adaptación de sus hábitos alimenticios o la resistencia física, pero la regulación de respiración también es importante. 

La temperatura actúa como un factor controlador, determinando los requerimientos metabólicos y gobernando los procesos relacionados con la transformación del alimento. Con el aumento de la temperatura, la mayoría de especies presentan una aceleración del crecimiento hasta un cierto punto (temperatura óptima), pasado el cual, generalmente, el crecimiento desciende precipitadamente, por lo que las altas temperaturas resultan adversas (Reig, 2001).

En el intervalo de temperatura comprendido entre los límites tolerables por los organismos, la temperatura ejerce un efecto acelerador de las reacciones químicas en general y por tanto de las metabólicas, aumentando el consumo de oxígeno de los seres vivos. El aumento de la temperatura agudiza los problemas del transporte de oxigeno en los peces. Una elevación de la temperatura no solo reduce la solubilidad del oxigeno en el agua, sino que, en primer término, también disminuye la afinidad hemoglobina-oxigeno, haciendo más difícil la transferencia de oxigeno entre el agua y la sangre. Desafortunadamente, esto ocurre a la vez que las necesidades de oxigeno en los tejidos han aumentado también como resultado del incremento en la temperatura. Un descenso de la temperatura, por su parte conlleva la ralentización de las funciones vitales, lo que se traduce en una reducción de la capacidad metabólica para moverse, alimentarse, crecer, reproducirse, etc. (ECKERT, 1990).

El propósito de este experimento era determinar el efecto de la temperatura del agua en  la tasa de respiración de los peces.

• Determinar  mediante el método de Winckler  y mediante una gráfica  el consumo de oxígeno de los peces a diferentes temperaturas.
• Determinar el consumo de oxigeno de los peces en relación al peso promedio.

Diversos factores que influyen sobre el consumo de oxígeno en peces.

Existen varios factores que afectan el consumo de oxigeno de los peces: la actividad motora, la temperatura ambiental, el tamaño del cuerpo, nutrición, ingestión de alimentos, ritmos endógenos, agentes estresantes (ruido, manipulación, y actividad humana en el laboratorio) (Prosser y Brown, 1968).Actividad Motora, Temperatura,Tamaño corporal,  Ritmos Endógenos,  Salinidad, Estrés.

MATERIALES Y METÓDOS

El experimento se inició mediante la colocación de las Sardinas  en una pecera  a temperatura ambiente (27ºC). La temperatura inicial del agua fue medida con un termómetro y se registro en una tabla de datos. Con el uso de un cronómetro, se contaron los movimiento opercular en 60 segundos, repitiendo el procedimiento a las temperaturas de 27°C ambiente, 30°C y 40°C que correspondían a las temperaturas elevadas en la cuales se colocaron 4 sardinas por temperatura en un frasco a baño maría, el mismo procedimiento se realizo a 20°C, 17°C y 10°C que correspondían a las temperaturas frías en este caso se utilizo hielo para bajar la temperatura del agua.

La frecuencia de ventilación se midió en movimientos operculares por minuto. Un movimiento opercular es igual a un ciclo de apertura y cierre del opérculo (o boca) durante la respiración, es decir, movimiento completo de inhalación y exhalación. Las observaciones se realizaron visualmente. Cada 15 minutos se determinó la frecuencia de ventilación, se registró el tiempo requerido para efectuar los movimientos operculares en una hora mediante un cronómetro. La variación de la amplitud del movimiento opercular y comportamiento de los peces se observaron continuamente. El cese de los movimientos operculares fue considerado como  la muerte del animal.

Para determinar el consumo de oxigeno utilizamos el método de Winkler, en el cual se utilizaron botellas BOD, donde se tomo una muestra del agua de la pecera a temperatura ambiente exactamente 28 microlitros a la cual se le añadió 3ml de yoduro alcalino y 2ml de sulfato manganoso utilizando una pipeta la cual se introdujo hasta el fondo del recipiente para evitar que estos reactivos se derramaran de la botella BOD. Luego se le coloco el tapón y se agito fuertemente posteriormente se dejo reposar por unos minutos, después se le añadieron 6ml de acido sulfúrico hasta que desapareciera el precipitado. Luego se procedió a llenar una bureta con Tiosulfato de Sodio 0.005N, de la botella de BOD se utilizaron 25ml de la muestra que presentaba un color amarillo intenso y al titular la solución se torno de un color amarillo claro, luego se le agregaron dos gotas de almidón caliente y la solución se puso azul intenso. Luego se titulo nuevamente hasta que la solución estuviera de color transparente y se procedió a leer el total de volumen de Tiosulfato consumido.

Todos estos procedimientos descritos sobre el método de Winkler fueron repetidos a las diferentes temperaturas mencionadas anteriormente. En los cuales se utilizo este método para el consumo de oxigeno del agua sin peces y el consumo de oxigeno del agua con peces. 

Ejemplares de peces utilizados

Saturacion de oxigeno vs Temperatura

Variación del tamaño de peces

Bibliografía

Adams, SM.1990. Status and use of biological indicators for evaluating the effects of stress on fish. American fisheries society Symposium. 8: 145-166

Bertalanffy, L: Von. 1957. Quatitative laws in metabolism and growth. Quat. Rev. Bilo.32: 217-231

Blanco, ME y el Campo de FM. 2004. Investigaciones en Biología. 3 ª ed. La Compañía de McGraw-Hill Inc., Nueva York, NY, EE.UU.

Campbell, N. 2001. Biología, conceptos y Relaciones. 1edicion, editorial Pretence Hall. Pp 454. Mexico.

ECKERT, R. (1990). Intercambio de gases. En Fisiología Animal. (14). Mc Graw-Hill -Interamericana de España Madrid: 474 - 520. (http://www.repositorio.ieo.es/e-ieo/bitstream/10508/337/1/TESIS%20FG.pdf)

http://www.repositorio.ieo.es/e-ieo/bitstream/10508/337/1/TESIS%20FG.pdf

Flores, C.1968. Nociones sobre Anatomía y fisiología de vertebrados, 1 edición.  Mexico. Pp 65.

Fry, F. E. J. (1971). The effect of environmental factors on the physiology of fish. En Fish Physiology VI. HOAR, W. S. y RANDALL, D. J. (eds.), Academic Press New York: 1 - 98. (http://www.repositorio.ieo.es/e-ieo/bitstream/10508/337/1/TESIS%20FG.pdf)

Gandara, F. 2003. Efecto de diversos factores sobre el consumo de oxígeno de juveniles de

seriola (seriola dumerili risso, 1810) en condiciones de cultivo. http://www.repositorio.ieo.es/e-ieo/bitstream/10508/337/1/TESIS%20FG.pdf

Martin, R. Aiden. "Economía de combustible del tiburón blanco". Centro de Investigación de Tiburones ReefQuest. 2003. 09 de febrero 2009 <http://www.elasmo-research.org/education/white_shark/ metabolism.htm>.

Moyes, C. 2007. Principios de Fisiología animal. 4 edición, Editorial Pearson. México, pp 640, 641.

Nordlie, F.G.1978. the influence of environmental salinity of respitary oxygen demands in the euryaline teleost, Ambassis interrupta Bleeker. Comp. bochim. Phsyol.59A:271 – 274.

Prosser, L.1968. Fisiología Comparada. 1edicion. Editorial Interamericana. México.

Proseer, CL. Brown Jr. F.A. 1968. Fisiología comparada. Segunda edición. Mexico: editorial Interamericana. 728pp.

Reig, A.C. 2001. Influencia de la temperatura y la salinidad sobre el crecimiento y consumo de oxígeno de la dorada (Sparus aurata L.). Departamento de Biología Animal. Barcelona, julio de 2001. Consorcio de Bibliotecas Universitarias de Catalunya (CBUC) y el Centro de supercomputación de Catalunya (CESCA) http://www.tdx.cesca.es (21/02/07).

Schurmann, H. y Steffensen, F. (1997). Efectos de la temperatura, la hipoxia y la actividad sobre el metabolismo del bacalao del Atlántico. J.Fish Biol. http://www.repositorio.ieo.es/e-ieo/bitstream/10508/337/1/TESIS%20FG.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_de_Winkler

Sastre, H. 2004. Influencia del peso corporal y de la temperatura del agua sobre el consumo de oxigeno de la Cachama Blanca ( Piaractus brachypomus). Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias.

Valbuena. R. 2006. Efecto del peso corporal y temperatura del agua sobre el consumo de oxigeno de Tilapia Roja (Oreochromis sp.). Redalyc (Red de revistas científicas de America Latina, el Caribe, España y Portugal). Universidad de los Llanos, Colombia. Pp. 55-63.

Villareal, C.A y Valdés, E.E. 1995. Efecto estresante del metanosulfonato de tricaina(MS-22) en estudios fisiológicos del Dormitator Latrifrons( Richardson, 1837. Informe final. VIP. Universidad de Panamá.42pp