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MODELO DE DINÁMICA DEMODELO DE DINÁMICA DE
CRECIMIENTO DE MYSIS CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTAMIXTA
Elena GorokhovaElena Gorokhova
Department of systems Department of systems ecology, Stockholm ecology, Stockholm
University.University.
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ÍNDICEÍNDICE
• INTRODUCCIÓN• EXPERIMENTO• MODELO BIOENERGÉTICO
SUB-MODELO DE PESO DEL CUERPO, ENERGÍA Y COMPOSICIÓN ELEMENTAL.
SUB-MODELO DE INGESTIÓN. SUB-MODELO DE METABOLISMO. SUB-MODELO DE EGESTIÓN Y EXCRECIÓN. SUB-MODELO DE REPRODUCCIÓN.
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• RESULTADOS- BALANCE DE ENERGÍA Y TAMAÑO DEL
CUERPO.- CAMBIOS EN EL PESO-TASAS
ESPECÍFICAS. - EFICIENCIA DEL CRECIMIENTO Y
MANTENIMIENTO.- COSTES DE REPRODUCCIÓN.- CONCLUSIONES.
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INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN• Este modelo se encuadra en un complejo estudio sobre flujos de materia y energía en el Mar Báltico.
• Estos modelos fueron aplicados en pesca ecológica y mantenimiento para calcular el consumo de alimento con datos de temperatura y crecimiento.
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• Este modelo es usado para conocer el crecimiento de Mysis mixta de forma individual y luego extrapolarlo a toda la población.
• De esta forma se consigue conocer uno de los primeros eslabones del ecosistema del Mar Báltico.
• Permite estudiar la red planctónica, sus flujos, etc. que es la base de la cadena trófica.
• Se trata de un modelo de presupuestos energéticos.
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BALANCE DE ENTRADAS Y SALIDASBALANCE DE ENTRADAS Y SALIDAS
• Estudio de entradas y salidas de energía de un organismo.
• El balance energético puede ser medido por la ecuación:
o C = Energía contenida en el alimento comido.
o G = Energía transformada en crecimiento.
o R = Pérdida en respiración.
o F = Pérdida en egestión.
o E = Pérdida en excreción.
C = G + R + F + E
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Kitchell et al 1977 realizaron un modelo bioenergético utilizado para estimar:
Mortalidad de presas.Grado de limitación
de alimento.
Interacciones competitivas
El modelo de Gorokhova es un revisión de otros modelos en la que se incorporan nuevos parámetros.
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Post, en 1990 muestra que dependiendo del estadio Post, en 1990 muestra que dependiendo del estadio del animal se necesitan distintos modelos:del animal se necesitan distintos modelos:
• Encuentra que las larvas y los juveniles de la perca amarilla tienen tasas de respiración y crecimiento superiores a la de los adultos.
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• Rudstam presenta un modelo para mysid shrimps basado en el modelo de kitchell et al.
• Basándose en este modelo, estimó las tasas de consumo de alimento para Mysis mixta en dos áreas costeras del Mar Báltico.
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• El modelo de Rudstam dependían fundamentalmente de tres componentes:
1) Crecimiento.2) Consumo.3) Actividad metabólica.
• Gorokhova revisa el modelo de Rudstam basándose en:
1) Dinámica del carbono en el cuerpo. 2) Consumo de alimento en condiciones de laboratorio.3) Datos de reproducción.
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EXPERIMENTOEXPERIMENTO• El experimento se lleva a cabo para obtener distintas tasas
aunque algunas son tomadas directamente de los datos de Rudstam.
• Recolección durante las noches de agosto de 1995 con una red de plancton en la costa del Mar Báltico.
• Guardados en la oscuridad a temperatura constante ( 10 º C ).
• Aireación y alimentación con Artemia recién eclosionada ( durante 9 meses ).
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• El experimento permite conocer:
Cálculo del consumo: Niº presas – Nfº presas.
Tasa específica de consumo:Peso seco de la presa (g)
Peso seco del depredador (g/h)
Cálculo del contenido total de N y C en individuos inmaduros, hembras en reproducción y Artemia.
Contenido en cenizas.
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MODELO BIOENERGÉTICOMODELO BIOENERGÉTICO
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WW somático ECrec soma diario
C% C total
C org%Tasa crec
E metabolizada
N%N total
E My sidE crec
E reproE egstionadaE excretada
E ingestionada
E reproducción
E egestionada
E metabolizada
C presa%E presa
Diaria R
Tasa específ ica
de ingestión Alimento
asimilado
DW somatico
E excretada
Tasa específ ica
de egestiónPresa
egestionada
Productos excretados
My sid E
Tasa específ ica
de excreciónGen WW
SDA
E respirada
Tasa
específ ica
reproducción
T
K
Alimento
asimilado
DW somatico
E embriones
DW embriones
E respirada embriones
Pérdidas
respiraciónEmbr E
C% embr
E huev os
T m
Ind R
Crec
huev os
N huev os
TIWW huev os
Gen WW
PESO Y COMPOSICIÓN ELEMENTAL
INGESTION
EGESTIÓN EXCRECIÓN
METABOLISMO
REPRODUCCIÓN
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SUB-MODELO DE PESO CORPORAL SUB-MODELO DE PESO CORPORAL ENERGIA Y COMPOSICIÓN ELEMENTALENERGIA Y COMPOSICIÓN ELEMENTAL
• Presenta dos variables de estado: Peso fresco somático de mysid.
-Flujo de entrada crecimiento somático diario que depende de:
Energía invertida en crecimiento somático.Densidad energética.
WW somático ECrec soma diario
C%C total
C org%Tasa crec
E metabolizada
N%N total
E My sidE crec
E reproE egstionada E excretada
Energía ingestionada
E reproducción
Metabolismo egestión
y excreción
PESO Y COMPOSICIÓN ELEMENTAL
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Energía contenida en mysid.- Flujo de entrada: energía ingestionada- Cuatro flujos de salida:o Energía egestionada. o Energía metabolizada.o Energía excretada.o Energía de reproducción.
WW somático ECrec soma diario
C%C total
C org%Tasa crec
E metabolizada
N%N total
E My sidE crec
E reproE egstionada E excretada
Energía ingestionada
E reproducción
Metabolismo egestión
y excreción
PESO Y COMPOSICIÓN ELEMENTAL
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SUB-MODELO DE INGESTIÓNSUB-MODELO DE INGESTIÓN
• El flujo de ingestión es fundamental en el sistema• Basado en la tasa específica de ingestión que va
a determinar : ración diaria.• En esta tasa específica de consumo de alimento
hay discrepancias (Gorokhova y Rudstam).
Energía E
E ingestionada
C presa%E presa
Diaria R
Tasa específ ica
de ingestiónAlimento asimilado
INGESTION
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SUB-MODELO DE METABOLISMOSUB-MODELO DE METABOLISMO
• Las pérdidas metabólicas son la suma de: Costos del procesamiento de alimentos. Acción dinámica específica Energía respirada , la cual, depende de: -Tasa específica de respiración. -Peso del cuerpo. -Coeficiente oxocalórico (K).
Energía E
Metabolizada E
SDA
E respirada
Tasa
específ ica
reproducción
T
K
Alimento asimilado
DW somatico
METABOLISMO
Tasa específica respiración
![Page 19: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/19.jpg)
SUB-MODELO DE EGESTIÓN Y SUB-MODELO DE EGESTIÓN Y EXCRECIÓNEXCRECIÓN
• Representan las salidas de energía egestionada y excretada basadas en: Tasas específicas de egestión y excreción
respectivamente. Densidad energética de la presa.
DW somatico
Energy
E egestionada Energía excretada
Tasa específ ica
de egestiónPresa egestionada
Productos excretados
My sid E
Tasa específ ica
de excreción
EGESTIÓN EXCRECIÓN
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• No se han realizado experimentos para estimar las tasas de excreción y de egestión, por lo que se siguen las asunciones de Rudstam:
-15 % del alimento consumido es egestionado. -18 % del alimento asimilado es excretado en
forma de:10 % líquido.8 % muda.
• En las hembras portadoras de embriones no se tiene en cuenta este último porcentaje porque en esta época no mudan.
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SUB-MODELO DE REPRODUCCIÓNSUB-MODELO DE REPRODUCCIÓN
• Presenta dos variables de estado: Contenido energético de los productos
generativos (Embriones E), que presenta: -Un flujo de entrada: energía invertida en
reproducción, que depende de :Crecimiento de tejidos generativos.Densidad energética de los huevos.
Energía E embriones
DW embriones
E respirada embrionesRepro E
Pérdidas
respiraciónEmbr EC% embr
E huev os
T m
Ind RCrec
huev os N huev osTI
WW huev os
Gen WW
REPRODUCCIÓN
![Page 22: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/22.jpg)
Peso seco de los embriones individuales (DW embriones) que presenta:
-Un flujo de salida: Pérdidas en respiración.
Energía E embriones
DW embriones
E respirada embrionesRepro E
Pérdidas
respiraciónEmbr EC% embr
E huev os
T m
Ind RCrec
huev os N huev osTI
WW huev os
Gen WW
REPRODUCCIÓN
![Page 23: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/23.jpg)
• Ciclo de vida. -Duración un año. -Madurez a 8-9 meses y reproducción en los meses
11-12. -Huevos fecundados tras su salida de los oviductos. -Formación de huevos dentro del ovario. -Desarrollo larvario dentro de la bolsa portadora sin
aporte energético por parte de la madre.
![Page 24: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/24.jpg)
• El modelo se puede aplicar a 3 estados fisiológicos (haciendo algunas variaciones):
Hembras grávidas
Animales inmaduros
Animales maduros
![Page 25: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/25.jpg)
• Los costos energéticos de reproducción son estimados desde la energía en embriones tempranos.
• Tasa de crecimiento de gónadas constante (final de octubre).
• En el desarrollo embrionario la supervivencia es del 100% (Mauchline 10% muere).
• La respiración es considerada como la energía perdida debido al desarrollo embrionario.
• Disminución lineal del carbono en embriones durante el desarrollo en la bolsa.
![Page 26: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/26.jpg)
• Esquema temporal del desarrollo:
1 Agosto: Mysis tenía 3-4 meses y solo se produce crecimiento somático.
30 Octubre: comienzo del desarrollo de los huevos dentro del ovario.
25 Diciembre: comienza el desarrollo en la bolsa.
10 Abril: abandono de la bolsa.
1 Mayo: fin del periodo de simulación.
![Page 27: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/27.jpg)
RESULTADOSRESULTADOS• Las coincidencias entre el modelado y lo observado se
deben a una revisión en la que se incorporan: Costos de reproducción. Crecimiento. Desarrollo embrionario
BALANCE DE ENERGÍA Y TAMAÑO DEL CUERPO• Tamaño “definitivo” (60-70 mg) en Octubre-
Noviembre(comienzo de la maduración).• No detención del crecimiento somático como
adultos.
![Page 28: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/28.jpg)
• Modelo de Rudstam: una tasa de consumo que resulta ser la mitad de la máxima estimada. Sobreestimación del resultado bajo condiciones de laboratorio.
• Al aumentar el peso, el consumo se hace 1,5 veces mayor en adultos que en sub-adultos, las pérdidas metabólicas aumentan rápidamente siendo mayores que el aumento de consumo lo que , produce una menor disponibilidad de energía . Pérdidas metabólicas:
Adultos 64 % De la energía consumida Sub-adultos 56 % como alimento
![Page 29: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/29.jpg)
• Se produce una sobreestimación del crecimiento somático de hembras grávidas debido a la no contabilización de los costos de la actividad natatoria.Estos costos varían con: Nivel de alimentación. Ontogenia
• En hembras de Idotea baltica portadoras de embriones los costos son del 10-12 % superiores que en hembras del mismo tamaño pero que no los portan.
![Page 30: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/30.jpg)
CAMBIOS EN EL PESO-TASAS ESPECÍFICASCAMBIOS EN EL PESO-TASAS ESPECÍFICAS
• Los individuos sub-adultos tienen una tasa de consumo específica del 10 % y los adultos del 6 % del peso de su cuerpo por día, lo que resulta muy cercano a los datos obtenidos por Rudstam.
• En la siguiente gráfica se muestra la evolución de las tasas específicas en el tiempo que dura el experimento.
![Page 31: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/32.jpg)
Variación en el peso seco
![Page 33: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/33.jpg)
Variación en el peso fresco*Comienzo del desarrollo de los huevos en el ovario.**Comienza el desarrollo de los embriones en la bolsa.
Alimentado al máximo (Rudstam)
Rudstam
Gorokhova
![Page 34: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/34.jpg)
EFICIENCIA DE CRECIMIENTO Y EFICIENCIA DE CRECIMIENTO Y MANTENIMIENTO.MANTENIMIENTO.
• Tras el período de máximo crecimiento (juveniles), la tasa máxima de consumo es del 1% del peso del cuerpo y, posteriormente, disminuye hasta 0,05 % en hembras de Abril a Mayo.
• La eficiencia media de transformación de alimento es del 6,2 % (oscilando 12,6 – 0,71 % de Agosto- Octubre) según Gorokhova y del 9-10 % (Octubre-Noviembre)en poblaciones de campo, llegando a valores negativos en invierno, según Rudstam.
![Page 35: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/35.jpg)
• Experimentos de crecimiento con Neomysis integer bien alimentado dan una eficiencia más alta (34 %), probablemente debido a la juventud de los individuos utilizados.
• El alimento en exceso disminuye la eficiencia.
• La energía perdida por respiración es 66-68 % de la energía invertida o 78-80 % de la asimilada.
![Page 36: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/36.jpg)
COSTES DE REPRODUCCIÓNCOSTES DE REPRODUCCIÓN
• Durante el periodo reproductivo se produce tanto crecimiento generativo como somático pero este último más lento durante la formación de huevos.
• El desarrollo en la bolsa supone que el 16 % de la energía del organismo es invertida en los embriones.
• Tras el comienzo del desarrollo embrionario, el crecimiento somático aumenta, pero no se producen diferencias significativas en el peso fresco desde Diciembre a final de Marzo.
![Page 37: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/37.jpg)
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
• Los parámetros usados por Rudstam sirven para predecir: Crecimiento. Consumo.
• Rudstam sobreestima el consumo.
• Futuros modelos deberían dirigirse a los individuos jóvenes, teniendo en cuenta el efecto de la temperatura en las tasas de consumo y parámetros fisiológicos que incluyen a los costos natatorios.
![Page 38: MODELO DE DINÁMICA DE CRECIMIENTO DE MYSIS MIXTA Elena Gorokhova Department of systems ecology, Stockholm University](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062511/54d6ebb8497959bd1d8b5239/html5/thumbnails/38.jpg)
• Si se combina el modelo con los datos de abundancia de población, tamaño, distribución y dietas , se puede estimar el consumo de alimento y producción de Mysis mixta.
• Mejora del conocimiento de las redes de plancton y circulación de nutrientes pelágicos del ecosistema del Mar Báltico.
• Como los datos se orientan a sub-adultos y adultos pueden no ser representativos del crecimiento y composición elemental de juveniles.
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PÁGINAS WEBPÁGINAS WEB
• www3.gov.ab.ca/srd/fw/fishing/y perch.html• www.oi-warnemuende.de/projects/basys/reports/pro1
year/doc/doc12s22.htm• www.osc.mun.ca/services/computer_services.html• www.nasbaltykpl/104/zoopl.htm• www.anemoon.org/soorten/crustacea/Neointol.html• www.iopan.gda.pl/rbdo/mekodb/litus/sopot/idotea_baltica
.jpg• www.io-warnemuende.de/Projects/Basys/bio/
publications/abstracts/gorokhova.htm