Los alimentadores filtrantes son un subgrupo de animales que se alimentan en suspensión y se alimentan filtrando la materia suspendida y las partículas de alimentos del agua, generalmente haciendo pasar el agua a través de una estructura de filtrado especializada. Algunos animales que utilizan este método de alimentación son las almejas , el krill , las esponjas , las ballenas barbadas y muchos peces (incluidos algunos tiburones ). Algunas aves, como los flamencos y ciertas especies de patos , también se alimentan por filtración. Los filtradores pueden desempeñar un papel importante en la clarificación del agua y, por lo tanto, se les considera ingenieros de ecosistemas . También son importantes en la bioacumulación y, en consecuencia, como organismos indicadores .
La mayoría de los peces forrajeros se alimentan por filtración. Por ejemplo, la lacha atlántica , un tipo de arenque , vive del plancton capturado en aguas medias. La lacha adulta puede filtrar hasta cuatro galones de agua por minuto y desempeña un papel importante en la clarificación del agua del océano. También son un freno natural a la mortal marea roja . [1]
Además de estos peces óseos, también se alimentan por filtración cuatro tipos de peces cartilaginosos . El tiburón ballena aspira un trago de agua, cierra la boca y expulsa el agua por sus branquias . Durante el ligero retraso entre el cierre de la boca y la apertura de las aletas branquiales, el plancton queda atrapado contra los dentículos dérmicos que recubren las placas branquiales y la faringe . Este fino aparato parecido a un tamiz, que es una modificación única de las branquiespinas, impide el paso de cualquier cosa que no sea líquido a través de las branquias (cualquier cosa con un diámetro superior a 2 a 3 mm queda atrapada). Cualquier material atrapado en el filtro entre las barras branquiales se traga. Se ha observado a los tiburones ballena "tosiendo" y se supone que este es un método para eliminar la acumulación de partículas de comida en las branquiespinas. [2] [3] [4] El tiburón megaboca tiene órganos luminosos llamados fotóforos alrededor de su boca. Se cree que pueden existir para atraer plancton o peces pequeños a su boca. [5] El tiburón peregrino se alimenta por filtración pasiva y filtra zooplancton , peces pequeños e invertebrados de hasta 2000 toneladas de agua por hora. [6] A diferencia del tiburón bocazas y el tiburón ballena, el tiburón peregrino no parece buscar activamente su presa; pero sí posee grandes bulbos olfatorios que pueden guiarlo en la dirección correcta. A diferencia de otros grandes filtradores, depende únicamente del agua que empuja a través de las branquias al nadar; el tiburón megaboca y el tiburón ballena pueden chupar o bombear agua a través de sus branquias. [6] Las mantarrayas pueden cronometrar su llegada en el momento del desove de grandes bancos de peces y alimentarse de huevos y espermatozoides que flotan libremente. Esta estratagema también la emplean los tiburones ballena. [7]
Como todos los artrópodos, los crustáceos son ecdisozoos , un clado sin cilios . Los cilios juegan un papel importante para muchos animales que se alimentan por filtración, pero debido a que los crustáceos no los tienen, necesitan usar extremidades modificadas para la alimentación por filtración. [8] Los misidáceos viven cerca de la costa y flotan sobre el fondo del mar, recogiendo partículas constantemente con su cesta de filtro. Son una importante fuente de alimento para el arenque , el bacalao , la platija y la lubina rayada . Los mísidos tienen una alta resistencia a las toxinas en áreas contaminadas y pueden contribuir a los altos niveles de toxinas en sus depredadores. [ cita necesaria ] El krill antártico logra utilizar directamente las diminutas células de fitoplancton , lo que ningún otro animal superior del tamaño del krill puede hacer. Esto se logra mediante la alimentación por filtración, utilizando las patas delanteras desarrolladas del krill, lo que proporciona un aparato de filtración muy eficiente: [9] los seis toracópodos forman una "canasta de alimentación" muy eficaz que se utiliza para recolectar fitoplancton del agua abierta. En la animación en la parte superior de esta página, el krill flota en un ángulo de 55° sobre el lugar. En concentraciones más bajas de alimento, la cesta de alimentación se empuja a través del agua durante más de medio metro en posición abierta y luego las algas se peinan hasta la abertura de la boca con setas especiales en el lado interno de los toracópodos.Los cangrejos de porcelana tienen apéndices alimentarios cubiertos con setas para filtrar las partículas de comida del agua que fluye. [10] La mayoría de las especies de percebes se alimentan por filtración y utilizan sus patas altamente modificadas para tamizar el plancton del agua. [11]
También algunos insectos con larvas o ninfas acuáticas se alimentan por filtración durante su etapa acuática. Como algunas especies de ninfas de efímera , [12] larvas de mosquito , [13] y larvas de mosca negra . [14] En lugar de utilizar extremidades o piezas bucales modificadas, algunas larvas de mosca caddis producen redes de seda que se utilizan para alimentarse por filtración. [15]
Las ballenas barbadas (Mysticeti), uno de los dos subórdenes de los Cetáceos (ballenas, delfines y marsopas), se caracterizan por tener placas barbadas para filtrar el alimento del agua, en lugar de dientes. Esto los distingue del otro suborden de cetáceos, las ballenas dentadas (Odontoceti). El suborden contiene cuatro familias y catorce especies. Las ballenas barbadas normalmente buscan una concentración de zooplancton, nadan a través de ella, ya sea con la boca abierta o tragando saliva, y filtran la presa del agua usando sus barbas. Una barba es una hilera de una gran cantidad de placas de queratina adheridas a la mandíbula superior con una composición similar a las del cabello o las uñas humanas. Estas placas son de sección triangular y el lado más grande, orientado hacia adentro, tiene pelos finos que forman una estera filtrante. [16] Las ballenas francas son nadadores lentos con cabezas y bocas grandes. Sus barbas son estrechas y muy largas (hasta 4 m (13 pies) en las cabezas arqueadas ) y se alojan dentro del labio inferior agrandado que encaja en la mandíbula superior arqueada. Mientras la ballena franca nada, un espacio frontal entre las dos filas de placas de barbas deja entrar el agua junto con la presa, mientras que las barbas filtran el agua. [16] Los rorcuales como la ballena azul , por el contrario, tienen cabezas más pequeñas, son nadadores rápidos con barbas cortas y anchas. Para atrapar a sus presas, abren ampliamente su mandíbula inferior (casi 90°), nadan en un enjambre tragando, mientras bajan la lengua para que los surcos ventrales de la cabeza se expandan y aumenten enormemente la cantidad de agua que ingieren. [16] Las ballenas barbadas normalmente comen krill en aguas polares o subpolares durante los veranos, pero también puede capturar bancos de peces, especialmente en el hemisferio norte. Todas las ballenas barbadas, excepto la ballena gris , se alimentan cerca de la superficie del agua y rara vez se sumergen a más de 100 m (330 pies) o durante períodos prolongados. Las ballenas grises viven en aguas poco profundas y se alimentan principalmente de organismos que viven en el fondo, como los anfípodos . [dieciséis]
Los bivalvos son moluscos acuáticos que tienen conchas de dos partes . Normalmente, ambas carcasas (o válvulas) son simétricas a lo largo de la línea de articulación. La clase tiene 30.000 especies , incluidas vieiras , almejas , ostras y mejillones . La mayoría de los bivalvos se alimentan por filtración (aunque algunos se han dedicado a la carroña y la depredación), extrayendo materia orgánica del mar en el que viven. Nephridia , la versión de mariscos de los riñones , elimina el material de desecho. Los bivalvos enterrados se alimentan extendiendo un sifón a la superficie. Por ejemplo, las ostras atraen agua a través de sus branquias mediante el batir de los cilios . Los alimentos en suspensión ( fitoplancton , zooplancton , algas y otros nutrientes y partículas transportados por el agua) quedan atrapados en el moco de una branquia, y desde allí son transportados a la boca, donde son ingeridos, digeridos y expulsados como heces o pseudoheces . Cada ostra filtra hasta cinco litros de agua por hora. Los científicos creen que la alguna vez floreciente población de ostras de la Bahía de Chesapeake históricamente filtraba todo el volumen de agua del estuario en exceso de nutrientes cada tres o cuatro días. Hoy en día, ese proceso llevaría casi un año [17] y los sedimentos, nutrientes y algas pueden causar problemas en las aguas locales. Las ostras filtran estos contaminantes [18] y los comen o les dan forma de pequeños paquetes que se depositan en el fondo, donde son inofensivos.
Los mariscos bivalvos reciclan los nutrientes que ingresan a los cursos de agua provenientes de fuentes humanas y agrícolas. La bioextracción de nutrientes es "una estrategia de gestión ambiental mediante la cual se eliminan nutrientes de un ecosistema acuático mediante la recolección de una producción biológica mejorada, incluida la acuicultura de algas o mariscos que se alimentan en suspensión". [19] La eliminación de nutrientes por parte de los mariscos, que luego se recolectan del sistema, tiene el potencial de ayudar a abordar problemas ambientales, incluidos el exceso de aportes de nutrientes ( eutrofización ), el bajo nivel de oxígeno disuelto, la reducción de la disponibilidad de luz y los impactos en la hierba marina, la proliferación de algas nocivas y aumentos en la incidencia de intoxicación paralizante por mariscos (PSP). Por ejemplo, el mejillón cosechado promedio contiene: 0,8–1,2 % de nitrógeno y 0,06–0,08 % de fósforo [20] La eliminación de biomasa mejorada no sólo puede combatir la eutrofización sino también apoyar la economía local proporcionando productos para alimentación animal o compost. En Suecia, las agencias medioambientales utilizan el cultivo de mejillones como herramienta de gestión para mejorar las condiciones de la calidad del agua, donde se han evaluado los esfuerzos de bioextracción de mejillones y se ha demostrado que son una fuente muy eficaz de fertilizantes y piensos para animales [21]. En EE. UU., los investigadores están investigando el potencial para modelar el uso de mariscos y algas para la mitigación de nutrientes en ciertas áreas de Long Island Sound. [22]
Los bivalvos también se utilizan ampliamente como bioindicadores para monitorear la salud de un ambiente acuático, ya sea de agua dulce o de mar. Su estado o estructura poblacional, fisiología, comportamiento, [23] o su contenido en determinados elementos o compuestos pueden revelar el estado de contaminación de cualquier ecosistema acuático. Son útiles porque son sésiles, lo que significa que son muy representativos del entorno donde se toman muestras o se colocan (enjaulamiento), y respiran agua todo el tiempo, exponiendo sus branquias y tejidos internos: bioacumulación . Uno de los proyectos más famosos en ese campo es el Programa de Vigilancia de Mejillones en Estados Unidos.
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Las esponjas no tienen un verdadero sistema circulatorio ; en cambio, crean una corriente de agua que se utiliza para la circulación. Los gases disueltos se llevan a las células y entran en ellas mediante difusión simple . Los desechos metabólicos también se transfieren al agua mediante difusión. Las esponjas bombean cantidades considerables de agua. Leuconia , por ejemplo, es una pequeña esponja leuconoide de unos 10 cm de alto y 1 cm de diámetro. Se estima que el agua entra por más de 80.000 canales incurrentes a una velocidad de 6 cm por minuto. Sin embargo, debido a que Leuconia tiene más de 2 millones de cámaras flageladas cuyo diámetro combinado es mucho mayor que el de los canales, el flujo de agua a través de las cámaras se reduce a 3,6 cm por hora. [24] Tal caudal permite una fácil captura de alimentos por parte de las células del collar. El agua se expulsa a través de un único ósculo a una velocidad de aproximadamente 8,5 cm/segundo: una fuerza de chorro capaz de transportar productos de desecho a cierta distancia de la esponja.
La medusa luna tiene una red de fibras que se arrastran lentamente a través del agua. El movimiento es tan lento que los copépodos no pueden sentirlo y no reaccionan con una respuesta de escape . [ cita necesaria ]
Otros cnidarios que se alimentan por filtración incluyen plumas marinas , abanicos de mar , anémonas plumosas y Xenia . [ cita necesaria ]
Los tunicados , como las ascidias , las salpas y las ascidias , son cordados que forman un grupo hermano de los vertebrados . Casi todos los tunicados se alimentan en suspensión y capturan partículas planctónicas al filtrar el agua de mar a través de sus cuerpos. El agua ingresa al cuerpo a través del sifón bucal inhalante mediante la acción de los cilios que recubren las hendiduras branquiales. Luego, el agua filtrada se expulsa a través de un sifón exhalante separado. Para obtener suficiente alimento, un tunicado típico necesita procesar aproximadamente un volumen corporal de agua por segundo. [25]
" Los flamencos se alimentan por filtración de artemia ". Sus picos de forma extraña están especialmente adaptados para separar el barro y el limo de los alimentos que comen, y se utilizan exclusivamente al revés. La filtración de los alimentos es asistida por estructuras peludas llamadas laminillas que recubren las mandíbulas y la lengua grande y de superficie rugosa. [26]
Los priones son petreles especializados con hábitos de alimentación por filtración. Su nombre proviene de los bordes de sus mandíbulas en forma de sierra, que se utilizan para observar pequeños animales planctiónicos. [27]
Se especula que el cisne extinto Annakacygna se alimenta por filtración debido a que las proporciones de su pico son similares a las de los patos cuchara . Es único por ser un animal marino grande y no volador, a diferencia de los flamencos y priones más pequeños y aún voladores.
Tradicionalmente, Ctenochasmatoidea como grupo ha sido catalogado como filtradores, debido a sus dientes largos, múltiples y delgados, claramente bien adaptados para atrapar presas. Sin embargo, sólo Pterodaustro muestra un mecanismo de bombeo adecuado, con mandíbulas hacia arriba y una poderosa musculatura de la mandíbula y la lengua. Otros ctenochasmatoides carecen de estos y ahora se cree que eran cazadores parecidos a espátulas , que usaban sus dientes especializados simplemente para ofrecer una superficie más grande. Es revelador que estos dientes, aunque pequeños y numerosos, no estén comparativamente especializados en comparación con los dientes con forma de barbas de Pterodaustro . [28]
Se cree que los boreopteridos dependían de una especie de alimentación por filtración rudimentaria, utilizando sus dientes largos y delgados para atrapar peces pequeños, aunque probablemente carecían del mecanismo de bombeo de los Pterodaustro . En esencia, su mecanismo de búsqueda de alimento era similar al de los jóvenes " delfines " platanistas modernos . [28] [29]
Los hábitos de alimentación por filtración son notoriamente raros entre los reptiles marinos mesozoicos , y el nicho principal de alimentación por filtración aparentemente está ocupado por peces paquicórmidos . Sin embargo, se ha sugerido que algunos saurópsidos se alimentaban por filtración. Henodus era un placodonto con dentículos únicos en forma de barbas y características de la musculatura del hioides y la mandíbula comparables a las de los flamencos. Combinado con su entorno lacustre, podría haber ocupado un nicho ecológico similar. [30] [31] En particular, probablemente era un herbívoro , que filtraba las algas y otra flora de pequeño tamaño de los sustratos. [32] Stomatosuchidae es una familia de crocodilomorfos de agua dulce con mandíbulas parecidas a rorcuales y dientes minúsculos, y el Mourasuchus cenozoico no relacionado comparte adaptaciones similares.Hupehsuchia es un linaje de extraños reptiles del Triásico adaptados para la alimentación en suspensión. [33] Algunos plesiosaurios podrían haber tenido hábitos de alimentación por filtración. [34]
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