Equilibrio hídrico y salino en diferentes entornos

Cómo los animales mantienen el equilibrio osmótico, ya sea que vivan en agua dulce que los inunda, en agua de mar que los deshidrata, o en tierra donde el agua escasea.

Definition

El equilibrio hídrico y salino es la correspondencia entre las ganancias y pérdidas de agua e iones disueltos de un animal, de modo que la concentración y el volumen de sus fluidos corporales se mantengan dentro de límites tolerables, logrado por medios conductuales, estructurales y fisiológicos apropiados para su entorno.

Scope

Este tema cubre los desafíos osmóticos de diferentes hábitats y las estrategias que utilizan los animales para afrontarlos: osmoconformidad versus osmorregulación, los problemas contrastantes de la vida en agua dulce, marina y terrestre, el uso de glándulas de sal y la conservación conductual del agua, y la tolerancia a los cambios de salinidad. Trata el equilibrio entre las ganancias y pérdidas de agua y sal en todo el animal. La cobertura es comparativa y mecanicista.

Core questions

• ¿Por qué los animales en agua dulce, agua de mar y en tierra enfrentan diferentes problemas osmóticos?
• ¿Cuál es la diferencia entre un osmoconformador y un osmorregulador?
• ¿Cómo afrontan las aves, reptiles y peces marinos el exceso de sal?
• ¿Cómo minimizan la pérdida de agua los animales desérticos y terrestres?

Key theories

Osmoconformidad versus osmorregulación

Los animales permiten que la concentración de sus fluidos corporales siga la del medio circundante (osmoconformadores) o la mantienen activamente en un valor fijo diferente al del entorno (osmorreguladores), pudiendo estos últimos ocupar un rango más amplio de salinidades con un mayor costo energético.

Balances hídricos y salinos de todo el animal

El equilibrio se logra ajustando todas las vías de ganancia y pérdida —ingesta de líquidos, alimentos, agua metabólica, evaporación, excreción y transporte de iones— de modo que las entradas totales sean iguales a las salidas tanto para el agua como para cada ion principal.

Mechanisms

En agua dulce, los animales son hiperosmóticos con respecto a su entorno, por lo que el agua entra osmóticamente y se pierden sales; excretan orina diluida copiosa y absorben iones activamente a través de las branquias o la piel. Los peces óseos marinos son hipoosmóticos con respecto al agua de mar, perdiendo agua y ganando sal; beben agua de mar, absorben agua con las sales en el intestino y secretan el exceso de sal a través de las células de cloruro en las branquias, mientras que las aves y reptiles marinos utilizan glándulas de sal. Los invertebrados marinos y los mixinos son en gran medida osmoconformadores, y los elasmobranquios aumentan su osmolaridad interna con urea retenida. Los animales terrestres conservan el agua produciendo orina concentrada y heces secas, reduciendo la pérdida evaporativa a través de superficies impermeables y el comportamiento, y dependiendo del agua metabólica; algunos animales del desierto sobreviven sin beber en absoluto. Las especies eurihalinas cambian la dirección del transporte para manejar un amplio rango de salinidad.

Clinical relevance

Los estudios comparativos de osmorreguladores extremos aclaran los principios de la homeostasis de fluidos y electrolitos y las respuestas a la deshidratación y la carga de sal que subyacen a la comprensión del equilibrio hídrico. Esta entrada es material de referencia educativa en lugar de orientación médica.

History

Los experimentos de Krogh sobre la absorción activa de sal por animales de agua dulce demostraron que la osmorregulación es un proceso activo, y los estudios comparativos de peces marinos, glándulas de sal y mamíferos del desierto realizados por Schmidt-Nielsen y otros revelaron la gama de estrategias que utilizan los animales para equilibrar el agua y la sal con su entorno.

Key figures

• Knut Schmidt-Nielsen
• August Krogh
• Homer Smith
• James Gordon

Seminal works

• schmidtnielsen1997
• hill2016
• randall2002

Frequently asked questions

¿Cómo beben agua de mar las aves marinas sin deshidratarse?

Tienen glándulas de sal, generalmente cerca de los ojos o las fosas nasales, que secretan una solución salina muy concentrada, eliminando el exceso de sal ingerido con el agua de mar y manteniendo al ave en equilibrio.

¿Pueden algunos animales vivir en el desierto sin beber?

Sí. Ciertos roedores del desierto obtienen suficiente agua de su alimento y del metabolismo, mientras reducen drásticamente las pérdidas a través de una orina muy concentrada, heces secas y un comportamiento que ahorra agua.