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

• ΨΨΨΨ (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 Ψ

• ΨΨΨΨsolutos = potencial por concentración de solutos

• ΨΨΨΨmátrico = potencial mátrico– Atracción de moléculas de agua hacia

partículas o superficies

• ΨΨΨΨpresión = 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 dulce:Excretar aguaAbsorción activa de sales

En agua de mar:Beber aguaExcretar 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 seca

Punta mojada

Respiración celular

• Al quemar carbohidratos, lípidos y proteínas metabólicamente se libera agua

• C6H12O6 + 6O2 � 6CO2 + 6H2O

Figure 06_02

Figure 06_03

Figure 06_05

Partículas de arcillas

Figure 06_06

Figure 06_07

Figure 06_08

Figure 06_09

Figure 06_11

Lugar mas seco Lugar mas húmedo

Figure 06_12

Figure 06_13

Figure 06_16

Figure 06_17

Figure 06_18

Figure 06_19

Figure 06_20

Figure 06_21

Figure 06_22

Figure 06_23

Figure 06_25

Tiburón marino

Figure 06_27Agua salada

Agua dulce