Relación en e Biomasa, Tasa de C ecimien o, Respi ación
y ac i idad ETS en el c us áceo
A emia salina
I. Ma ínez*, M. Gómez* , T.T. Packa d**
La biomasa y la ac i idad me abólica de los o ganismos ma inos son pa áme os
de g an impo ancia en el es udio de la abundancia y la es uc u a de las
poblaciones que o man, y cons i uyen elemen os cla es pa a el en endimien o del
lujo de ene gía en los océanos.
Dada la impo ancia de pode medi es os pa áme os en mues as ecogidas
di ec amen e en expe imen os de campo, y sus medidas deben de se calib adas
p ime amen e en el labo a o io pa a encon a los mé odos y elaciones más
adecuadas, además de de e mina los e ec os que puedan ene las condiciones
ambien ales, la edad y el es ado isiológico en dichos pa áme os.
MATERIAL Y MÉTODOS:
La in e p e ación de las medidas de la ac i idad ETS y su co ec o en endimien o equie en de la
ealización de ensayos expe imen ales cuyo obje i o sea la búsqueda de los e ec os de la edad, es ado
isiológico, empe a u a, e c… en el me abolismo de los o ganismos.
Se ealiza on es expe iencias con cul i os del c us áceo A emia salina, en condiciones
con oladas de empe a u a y alimen ación. Dia iamen e se oma on mues as pa a de e mina la biomasa
( an o en p o eínas como en peso seco –con e ido a unidades de ca bono-), la ac i idad ETS
( espi ación po encial, Ф), la espi ación y la asa de c ecimien o. Se es udió la e olución de es os
pa áme os con el iempo a lo la go del pe iodo de incubación.
La me odología u ilizada ue la siguien e:
1. Ac i idad del sis ema de T anspo e de elec ones (ETS), según los mé odos de Packa d (1971) y
Gómez e al. (1996)
2. Respi ación como consumo de oxígeno, median e el mé odo mic owinkle (B yan, Riley & Williams,
1976) y con el empleo de mic osenso es de oxígeno.
3. P o eínas, Low y e al. (1951)
4. Tasa de c ecimien o, Kimme e and McKinnon (1987)
5. Peso seco, Lo eg o e (1966)
Pa a ob ene el peso seco a pa i de los da os de p o eínas u ilizamos la elación ob enida en los
expe imen os:
DW = 1.02826503 + 1.64918743*p o ein
Con un ajus e de 2 = 0.9687.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
Fig2a y b. Respi ación po encial (Ф) en e al
iempo medida en mlO2mgp o -1h-1
A emia salina, p esen ó una cu a de c ecimien o exponencial du an e el pe iodo de es udio (Fig.1)
La e olución de la espi ación y de la ac i idad ETS mos ó una endencia a disminui con el iempo (Fig2,
Fig4). Ambos pa áme os siguen un pa ón bas an e simila , algo que e a de espe a ya que la ac i idad ETS
( espi ación po encial) es un cla o índice me abólico de la espi ación de los o ganismos.
Las asas de c ecimien o p esen a on alo es medios ela i amen e es ables a lo la go del pe iodo de
incubación (Fig3).
Los alo es ob enidos de es os es pa áme os: asa de c ecimien o (μ = 0.21 ± 0.27 d-1), asa de
espi ación (R = 0.331 ± 0.076 μlO2 h-1 animal-1) y asa de espi ación po encial (Ф = 11.76 ± 18.49 μlO2 h-1
animal-1) se encuen an en el ango obse ado en la li e a u a po o os au o es pa a expe imen os en
condiciones simila es (Tabla 2).
En gene al los ci ados pa áme os siguie on los pa ones de compo amien o espe ados y obse ados en
la li e a u a po o os au o es.
Fig1. Cu a de c ecimien o de los o ganismos
du an e el pe iodo de incubación, en unidades de
ca bono (calculadas como el 40% del peso seco).
Se obse a que p esen a on un c ecimien o
exponencial.
Fig3a y b. E olución de las asas de c ecimien o
con el iempo
Fig4. E olución de la
espi ación especí ica de los
indi iduos con la edad del
cul i o
Fig5. Ra io espi ación/biomasa en unción del iempo
Fig6. Ra io Respi ación po encial/biomasa en unción del
iempo
Fig7. Ra io espi ación/ espi ación
po encial en unción del iempo
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 5 10 15 20 25 30
Time (hou s)
R/Ф
Fig8. Ra io espi ación/ espi ación po encial
(Packa d e al. 1996)
El es udio de la e olución de los a ios R/biomasa,
Ф/Biomasa y R/Ф mues an una disminución de es os
pa áme os con espec o a la edad del cul i o. Es e hecho
pod ía debe se a una limi ación en las condiciones de
alimen ación, dado que en algún momen o la can idad de
alimen o suminis ada al cul i o no uese la necesa ia pa a
su óp imo desa ollo. En un abajo an e io Packa d e al.
(1996), obse a on una disminución simila en el a io R:Ф
en un cul i o con olado de la bac e ia Pseudomonas
nau ica debida a una cla a limi ación de alimen o.
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
ln (Biomass pe animal (μgp o pe h))
ln (Ф pe animal(μLO2
pe h))
Fig9. Rep esen ación del Ln de la espi ación
po encial (Ф) en e al Ln de la biomasa
(p o eínas) po indi iduo.
y= 0,7518x + 1,2057
2 = 0,6405
* Labo a o io de Oceanog a ía Biológica, Facul ad de Ciencias del Ma , Uni e sidad de Las Palmas de G an Cana ia, Campus Uni e si a io de Ta i a 35017, Las Palmas de G an Cana ia,
Islas Cana ias, España
** Ins i u o de Ciencias Ma inas, Paseo Ma í imo de la Ba celone a 37-49, 08003 Ba celona, España
Con ac o: ima inez@beca ios.ulpgc.es
Cuando ep esen amos la espi ación po encial de los o ganismos en e a su biomasa en
la o ma loga í mica de una ecuación alomé ica (Kleibe ,1961) se ob u o una pendien e de
0.75, alo que e a de espe a según a ios es udios sob e el me abolismo del zooplanc on,
King & Packa d (1975) y Whi ield (2006)
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
ln (D y Weigh (mg pe animal))
ln (Ф pe animal (μL O2
pe h))
Fig10. Rep esen ación de la espi ación po encial
en e a biomasa, da os omados de King & Packa d
(1975) y = 0.7913x + 1.187 2= 0.9458
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
ln (D y Weigh (mg pe animal))
ln (Respi a ion (μLO2
pe h))
Fig11. Rep esen ación de la espi ación en e a la
biomasa (King & Packa d, 1975)
y = 0.7565x + 0.4046 2= 0.9363
Re e ences
G ow h a e (d-4)
Po en ial
espi a ion a es
(μLO2h-1animal-1)
Respi a ion
a es
(μLO2h-1)
Respi a ion a es
(μLO2h-1animal-1)
Ou expe imen s
0.21 ± 0.27
(-0.52 – 0.76)
11.76 ± 18.49
(0.90 – 61.84)
20-246
0.331 ± 0.076
(0.1-0.49)
Be ges e al.
(1990)
0.28 ± 0.2
(0.077-0.482)
-
-
-
E jemo e al.
(1999)
0.23 ± 0.19
(0.04-0.43)
-
-
-
Lo a-Vilchis e al.
(2004)
0.58 ± 0.11
(0.32-0.84)
-
-
-
King & Packa d
(1975)
-
11.1 ± 13.8
(Mixed
copepods)
-
0.259 ± 0.050
(Calanus
paci icus)
Packa d & Taylo
(1968)
-
-
25-398
-
Ikeda e al. (2004)
-
-
-
0.30- 2.01
(Neocalanus
c is a us)
BIBLIOGRAFIA
:
Expe imen s
Incuba ion
ime (d)
Tempe a u e
(ºC)
Kind o ood
Expe imen 1
30
22.1 ± 0.1
Dunaliella
salina
Expe imen 2
7
25
Nanoclo osis
sp.
Expe imen 3
1 6
25
Nanoclo osis
sp.
Tabla1. Condiciones de empe a u a y
alimen ación de los cul i os en los
di e en es expe imen os ealizados
Tabla2. Compa ación de
los esul ados ob enidos
con los da os encon ados
en la li e a u a po o os
au o es en expe imen os
con condiciones simila es
-2
-1
0
1
2
0 5 10 15 20 25 30 35
Time (days)
G ow h (d-1)
-2
-1
0
1
2
0 5 10 15 20 25 30 35
Time (days)
G ow h (d-1)
0
0,5
1
1,5
2
0 2 4 6 8 10 12
Time (days)
spR (mLO2mgp o -1h-
1)
0
0,5
1
1,5
2
0 2 4 6 8 10 12
Time (days)
R/P o
0
2
4
6
8
10
12
14
0246810 12
Time (days)
Ф/P o
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 2 4 6 8 10 12
Time (days)
R/Ф
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25 30 35
Time (days)
Body weigh (µg C/ind)
A
B
A
B
0
10
20
30
40
50
60
70
010 20 30 40
P o ein (μg / ind)
D y Weigh (μg / ind)
●Be ges J.A., Ro J.C. and Ballan yne J.S. (1990) Rela ionship be ween body size, g ow h a e and maximal enzyme ac i i ies in B ine Sh imp, A emia anciscana. Biol. Bull. Vol 179:287-296
●B yan, Riley & Williams (1976) A winkle p ocedu e o making p ecise measu emen s o oxygen concen a ion
o p oduc i i y and ela ed s udies. J.Exp.Ma .Biol.Ecol 21:191-197
●E jemo J.O. and Olsen Y. (1999) E ec o ood concen a ion on he g ow h and p oduc ion a e o A emia
anciscana eeding on algae (T.Iso). J. o Exp.Ma .Bio and Ecol. Vol242:273-296
●Gómez e al. (1996) Modi ica ion o he elec on anspo sys em (ETS) me hod o ou ine measu emen s o
espi a o y a es o zooplank on. S. A .J.Ma .Sci 17:15-20
●Ikeda T., Sano F. and Yamaguchi A. (2004) Me abolism and body composi ion o a copepod (Neocalanus
c is a us: C us acea) om he ba hypelagic zone o he Oyashio egion, wes e n suba c ic Paci ic. Ma ine Biology
ol145: 1181-1190
●Kimme e and McKinnon (1987) G ow h, mo ali y and seconda y p oduc ion o he copepod Aca ia an e i in
Wes e npo Bay, Aus alia. Limnology and Oceanog aphy 32(1):14-28
●King F.D. and Packa d T.T. (1975) Respi a ion and he ac i i y o he espi a o y elec on anspo sys em in
ma ine zooplank on. Limnology and Oceanog aphy ol20(5):849-854
●Kleibe M. (1961) The i e o li e:an in oduc ion o animal ene ge ics. John Wiley and sons Inc. New Yo k 454pp
●Lo a-Vilchis M.C., Co de o-Esqui el B. And Vol olina D. (2004) G ow h o A emia anciscana ed Isoch ysis
sp. and Chae oce os muelle i Aquacul u e esea ch ol35:1086-1091
●Lo eg o e (1966) The de e mina ion o he d y weigh o plank on and he e ec o a ious ac o s on he alues
ob ained. In: Some con empo a y s udies in Ma ine Science (H. Ba nes ed.) Geo ge Allen and Unwin L d, London
pp429-467
●Low y e al. (1951) P o ein measu emen wi h a Folin phenol eagen . J.Biol.Chem. 193:265-275
●Packa d T.T. and Taylo P.B. (1968) The ela ionship be ween succina e dehyd ogenase ac i i y and oxygen
consump ion in he b ine sh imp A emia salina. Limnology and Oceanog aphy ol13(3):552-555
●Packa d T.T. (1971) The measu emen o espi a o y elec on anspo ac i i y in ma ine phy oplank on.
J.Ma .Res. 29:235-244
●Packa d T.T. e al. (1996) Oxygen consump ion in he ma ine bac e ium Pseudomonas nau ica p edic ed om
ETS ac i i y and bisubs a e enzyme kine ics. J.o Plank.Resea ch ol18(10):1819-1835
●Whi ield J. (2006) In he bea o a hea : Li e, Ene gy, and he uni y o Na u e. Joseph Hen y P ess 261pp
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30 35
Time (days)
Ф (mlO2mgp o -1h-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30 35
Time (days)
Ф (mLO2mgp o -1h-1)
INTRODUCCIÓN:
CONCLUSIONES:
1. La asa de c ecimien o, la asa de espi ación y la asa de espi ación po encial, se encuen an en el
ango obse ado en la li e a u a po o os au o es
2. La e olución de los a ios R/biomasa, Ф/biomasa y R/Ф, pa ecen e leja las condiciones de alimen ación
a la que es u ie on some idos los cul i os
3. La ep esen ación del Ln de la espi ación po encial (Ф) en e al Ln de la biomasa po indi iduo, p esen a
una pendien e de 0.75, coinciden e con la ecuación alomé ica de Kleibe que de ine las eacciones
me abólicas en e a la biomasa de los o ganismos
4. La espi ación po encial se p esen a como un cla o índice me abólico de la espi ación de los o ganismos