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Operaciones Unitarias IIENFRIAMIENTO EVAPORATIVO EN LAS
CIGARRAS DEL DESIERTO:EFICIENCIA TÉRMICA COSTOS DE
AGUA/METABOLISMO
María del Carmen Trillas Luque
Hermosillo, Sonora a 31 de enero 2013
EL ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO EN CIGARRAS DEL DESIERTO:
EFICIENCIA TERMICA Y COSTOS DEL AGUA/METABOLISMO
Por Neil F. Hadley, Micheal C. Quinlan Y Michael L. Kennedy
Departamento de zoología Universidad del Estado de Arizona,
Tempe26 de abril 1991
J. exp. Viol. 159, 269-283 (1991)Printed in Great Britain © The Company of Biologists Limited 1991
RESUMEN
Xilema de la planta
Enfriamiento Evaporativo
Temperatura corporal 5ºC
Tb
Temperatura ambiental
42ºCTa
Diceroprocta apache
Mediciones de:Pérdida de agua
Intercambio gaseoso aumento en la transpiración, temperaturas entre 37 y 38⁰C
pequeño incremento en
Estas cigarras se alimentan por medio del xilema de las plantas desérticas:
- Acceso abundante agua- Sistema de flujo continuo
Pérdidas de aguaIntercambio gaseoAumento de transpiración
MATERIALES Y MÉTODOS
Captura de animales, habitad y preparación
Tempe, Arizona. 1º Julio al 15 Septiembre 1989
I. Contenedores individuales a 30 ⁰C
II. Pruebas dentro de 24 h, después de la captura
III. Alimento: Lysiloma michophylla (tepeguaje)
Materiales y Métodos
Primer grupo de cigarras:• Lysiloma microphylla• Termopar (3-4mm) en el tóraxTiempo de recuperación: 3h
Segundo grupo:• Lysiloma microphylla• Termopar adicional (2mm) en
los músculos torácicosTiempo de recuperación: 11h
Materiales y Métodos
T corporalTb
Captura de animales, habitad y preparación
SISTEMA DE RESPIROMETRÍA
Materiales y Métodos
- Controlador de flujo másico
- Respirómetro de vidrio- Sensor de agua- Analizador de CO2
- Analizador de O2
- Columna de depuración CO2/O2
Mide:ṾO2 , ṾCO2, perdidas de agua y Tb
Segmentos de ramas (0.4 x 3.2) cmLa rama contiene agua destilada.
Materiales y Métodos
SISTEMA DE RESPIROMETRÍA
PROTOCOLOS DE CORRIDAMateriales y Métodos
Tasas de flujo bajo que ocasionaran valores saturados de ṾO2
Analizador de O2 tendía ir a la deriva
Incremento en temperatura del aire (Ta) forma gradual de 30 a 42 ⁰C
Flujo aire 50 ml/min a 30 ⁰C
Flujo de aire 150 ml/mindistintas temperaturas (PAE, ṾCO2)Duración: 30 – 60
min
Materiales y Métodos
PROTOCOLOS DE CORRIDA
Valores de Coeficientes Respiratorios (Respiratory Quotients RQs) 30 ºC
ṾO2 altas temperaturas
Segundo grupo animales:Aumento la T directamente
de 30 a 40 ºC
Flujo de aire: 50m/min
Materiales y Métodos
ANALISIS DE DATOS
Salidas fueron recolectadas en una tira gráfica
-Animales inactivos-Animales alimentándose
Si era ṾO2 medido a 30 ºC, para calcular Ṿco2 se usa:
Materiales y Métodos ANALISIS DE DATOS
Donde:V1 = Flujo de aire en el respirómetro (ml/h)FEco2 = Es la concentración fraccional de CO2ṾO2 y ṾH2O = tasas de O2 y H2O consumidas o liberadas
Materiales y Métodos
Si ṾO2 no fue medido, se usan valores de RQ a 30ºC:
ANALISIS DE DATOS
RESULTADOS
Comportamiento y patrones de intercambio de gases
Resultados
15 min:-Mucha actividad
5 y 10 min:-episodios de bombeo abdominal
20 min:-Exitosa penetración en la rama
ResultadosComportamiento y patrones
de intercambio de gases
- Incrementaron 2.5 veces las pérdidas de agua por evaporación.
- Tb de la cigarra 4ºC por debajo de la Ta- ṾO2 y ṾCO2 decayeron con la disminución de Tb
Resultados Relaciones de agua y temperatura
En rangos de 30 – 36 ºC y 38 – 40 ºC:-EWL Q10 prom. = 1.17442 y 12.142 respectivamente-Humedades relativas bajas (5% aprox)
ResultadosRelaciones de agua y
temperaturaT(a-b) es dependiente de las pérdidas de agua por evaporación.
El principal modo de pérdida de calor de las cigarras es por enfriamiento evaporativo
ResultadosRelaciones de agua y
temperaturaTb en la ruptura =TecTec era determinada usando Tb en Ta (método de Nickerson et al 1983)
Resultados
Tasas metabólicas
Resting Metabolic Rate (RMR)Determinada a 30 ºC por el modelo alométrico Vx=aMb
a y b fueron determinados por la regresión logVx(ml/h).La masa inicial como variable independiente Vo2=0.591 M1.005 y Vco2=0.659M1.259
Resultados
Tasas metabólicas
Efecto poco activo alimenticio en tasa metabólica:
13 casos observados Cuatro de estos episodios ocurrieron a 30ºC,
tres a 42ºC, dos a 33 y 40ºC, y los restantes a 36 y 38 ºC.
CONCLUSIÓN
El desarrollo de un sistema que podría medir la temperatura, la pérdida de agua por evaporación y el intercambio de gases en una alimentación de insecto, avanza a esta tecnología por acoplamiento de un sensor de agua de mayor sensibilidad a la de los sensores O2/CO2 disponibles en el mercado, proporcionando un medio de cambiar rápidamente y con precisión a TaSe espera que los sistemas que combinan estas mediciones de CO2 y el análisis de datos mejoraran enormemente nuestro entendimiento de las relaciones de metabolismo y agua en los organismos pequeños
Gracias por su atención
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