D6 Medición de Consumo de Oxígeno

Tópico

El consumo de oxígeno del pez es la magnitud que mide este método de referencia para cuantificar la tasa metabólica del pez, el costo energético de su nado y su capacidad aeróbica máxima. El principio físico detrás de esta medición es la calorimetría indirecta acuática: dado que la oxidación de los sustratos metabólicos del pez consume oxígeno en proporciones químicas conocidas, medir la tasa a la que el pez consume oxígeno permite inferir la tasa a la que produce calor metabólico, sin necesidad de medir ese calor de forma directa.

Para medir ese consumo de oxígeno, primero hay que medir la concentración de oxígeno disuelto en el agua que rodea al pez, lo que se hace con electrodos que detectan el oxígeno de forma polarográfica, del tipo desarrollado por Clark, o con sensores ópticos que detectan el oxígeno a través de fluorescencia; ambos tipos de sensor alcanzan una precisión de entre una centésima y una décima de miligramo de oxígeno por litro de agua.

En un respirómetro cerrado y estático, el pez consume el oxígeno disuelto en el volumen de agua confinado dentro del sistema, y la velocidad con la que desciende la concentración de oxígeno de esa agua a lo largo del tiempo es directamente proporcional al consumo de oxígeno del pez. Para que esa proporcionalidad sea correcta, el volumen efectivo del respirómetro debe considerar el volumen de agua menos el volumen que ocupa el propio cuerpo del pez, ya que ese volumen del pez no forma parte del reservorio de oxígeno disponible.

Cuando se quiere medir el consumo de oxígeno del pez mientras nada a velocidades conocidas, se recurre a un respirómetro de túnel de nado, que obliga al pez a nadar a una velocidad controlada por la corriente de agua que genera el propio túnel; repitiendo esta medición a distintas velocidades se construye la curva que relaciona el consumo de oxígeno del pez con la velocidad de nado, y aplicando el protocolo de velocidades incrementales de Brett sobre esa misma curva se determina la velocidad crítica de nado del pez.

Cualquiera de estos dos respirómetros necesita una corrección adicional: el biofilm bacteriano u otros organismos presentes en el sistema también consumen oxígeno, de modo que hay que medir el consumo de oxígeno del sistema sin el pez presente y restar ese valor de fondo del consumo de oxígeno total registrado, para aislar el consumo que corresponde realmente al pez. A partir de ese consumo de oxígeno del pez, ya corregido, y combinándolo con el caudal de agua que el pez hace pasar por sus branquias al ventilar, se puede además estimar la eficiencia con la que las branquias del pez extraen el oxígeno de esa agua.

El comportamiento esperado del consumo de oxígeno del pez a lo largo de la curva construida en el respirómetro de túnel de nado es que crece con la velocidad de nado elevada a una potencia de entre dos y tres, de modo que nadar más rápido cuesta desproporcionadamente más oxígeno. Dentro de esa misma curva existe una velocidad óptima de crucero en la que el costo de transporte del pez alcanza su valor mínimo, y en el extremo opuesto de la curva, en el punto de agotamiento del pez, se alcanza un consumo máximo de oxígeno claramente definido, el mismo límite superior de la capacidad aeróbica que se mencionó al comienzo de este modelo como una de las magnitudes que este método permite cuantificar.

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