Short term response of neotropical frogs to an increasing osmotic gradient: an experimental and mathematical approach
Los anfibios enfrentan constantemente retos relacionados con el balance hídrico debido a la permeabilidad de su piel. Solutos disueltos en el agua afectan directamente su potencial y dificultan la habilidad de las ranas para absorber. En este estudio nos enfocamos en ranas de tierras bajas de un bos...
- Autores:
-
Ayala Castañeda, Juana María Alejandra
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/49018
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/49018
- Palabra clave:
- Ranas
Leptodactylus fuscus
Rhinella humboldti
Filogeografía
Biología
- Rights
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- License
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Los anfibios enfrentan constantemente retos relacionados con el balance hídrico debido a la permeabilidad de su piel. Solutos disueltos en el agua afectan directamente su potencial y dificultan la habilidad de las ranas para absorber. En este estudio nos enfocamos en ranas de tierras bajas de un bosque tropical estacionalmente seco en Colombia e investigamos su respuesta inicial de absorción de agua ante un gradiente osmótico externo. Estudiamos ranas (Leptodactylus fuscus) y sapos (Rhinella humboldti) en condiciones controladas de laboratorio y obtuvimos curvas de desempeño para su absorción de agua. Adicionalmente, desarrollamos y simulamos un modelo matemático basado en el transporte de iones y agua a través del epitelio ventral del animal. Encontramos una disminución significativa en la respuesta inicial de absorción de agua a medida que la osmolaridad del medio incrementa. De forma similar, las simulaciones de nuestro modelo se asemejan a los resultados experimentales con respecto a la ganancia neta de agua en el gradiente. El análisis del modelo deja ver dinámicas en el transporte de iones que ocurren en las células del epitelio, sugiriendo un incremento intracelular de sales. Además, encontramos diferencias en el desempeño de las especies estudiadas, debido a estructuras contrastantes a nivel de la morfología de la piel ventral. Concluimos que hay procesos fisiológicos que mantienen una ganancia neta de agua, incluso en condiciones de estrés osmótico. Finalmente, nuestras ecuaciones son versátiles y útiles en la predicción de la respuesta a corto plazo ante un gradiente osmótico en una especie particular de anuros, con parámetros conocidos |
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En este estudio nos enfocamos en ranas de tierras bajas de un bosque tropical estacionalmente seco en Colombia e investigamos su respuesta inicial de absorción de agua ante un gradiente osmótico externo. Estudiamos ranas (Leptodactylus fuscus) y sapos (Rhinella humboldti) en condiciones controladas de laboratorio y obtuvimos curvas de desempeño para su absorción de agua. Adicionalmente, desarrollamos y simulamos un modelo matemático basado en el transporte de iones y agua a través del epitelio ventral del animal. Encontramos una disminución significativa en la respuesta inicial de absorción de agua a medida que la osmolaridad del medio incrementa. De forma similar, las simulaciones de nuestro modelo se asemejan a los resultados experimentales con respecto a la ganancia neta de agua en el gradiente. El análisis del modelo deja ver dinámicas en el transporte de iones que ocurren en las células del epitelio, sugiriendo un incremento intracelular de sales. Además, encontramos diferencias en el desempeño de las especies estudiadas, debido a estructuras contrastantes a nivel de la morfología de la piel ventral. Concluimos que hay procesos fisiológicos que mantienen una ganancia neta de agua, incluso en condiciones de estrés osmótico. Finalmente, nuestras ecuaciones son versátiles y útiles en la predicción de la respuesta a corto plazo ante un gradiente osmótico en una especie particular de anuros, con parámetros conocidosAmphibians routinely face critical challenges related to water balance due to their permeable skin. Dissolved solutes in water directly affect the water potential and hinder the ability of amphibians to absorb the fluid. Here we focused on lowland frogs from a Colombian seasonally dry tropical forest and researched their initial water absorption response to an increasing external osmotic gradient. We studied frogs (Leptodactylus fuscus) and toads (Rhinella humboldti) in laboratory-controlled conditions and obtained performance curves for water uptake. Additionally, we developed and simulated a mathematical model based on ion and water transport through the ventral frog epithelium. We found a significant decrease in water uptake initial response as the osmolarity of the external medium increased. Our model simulations match the experimental results regarding net water gain through the gradient. The model analysis provided insight in the ionic dynamics that occur in the cells of the epithelium, suggesting an increase in intracellular ions. Moreover, we found a similar behavior in the performance of the study species, although a difference is observable as the osmotic gradient increases, accounted for by contrasting morphological ultrastructure of ventral skin. We conclude that there are physiological processes involved in maintaining a net water gain, even in conditions of osmotic stress. Finally, our equations are versatile and useful in predicting the anuran short term response to an increasing osmotic gradient in a particular species of interest with known parametersBiólogoPregrado27 hojasapplication/pdfengUniversidad de los AndesBiologíaFacultad de CienciasDepartamento de Ciencias Biológicasinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaShort term response of neotropical frogs to an increasing osmotic gradient: an experimental and mathematical approachTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TPRanasLeptodactylus fuscusRhinella humboldtiFilogeografíaBiologíaPublicationORIGINALu833714.pdfapplication/pdf501882https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ee751dff-675d-4a2c-b6da-0404e8b88be7/download8df30f08404e50dca2be175d801c7f6bMD51TEXTu833714.pdf.txtu833714.pdf.txtExtracted texttext/plain63095https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ffd9524a-df65-4fa0-a44b-2b53795e6825/downloada3310a6ddbb11e652f509ebe6893c270MD54THUMBNAILu833714.pdf.jpgu833714.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4988https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/cb56a50e-bf64-40a9-943e-66ee3f07ffa6/downloadb5e890c53a6c57996643e1d4c86de49aMD551992/49018oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/490182023-10-10 19:57:53.027http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |