Escalado Cinemático y Dinámico de la Natación de Copépodos
Autores: Svetlichny, Leonid; Larsen, Poul S.; Kiørboe, Thomas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Escalado Cinemático y Dinámico de la Natación de Copépodos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Copepodos
Modos de natación
Fuerzas propulsivas
Requisitos de potencia
Energéticas
Modo de transporte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los copépodos calanoides tienen dos modos de natación, a saber, la natación de crucero, que es impulsada por el batido de los apéndices cefálicos de alimentación, y saltos de corta duración, que son impulsados por las potentes zancadas de los cuatro o cinco pares de patas natatorias torácicas. Estos últimos pueden ser 100 veces más rápidos que los primeros, y las fuerzas requeridas y la producción de energía son, en consecuencia, mucho mayores. Aquí, estimamos la magnitud y la escala de tamaño de la velocidad de natación, la frecuencia de batido de las patas, las fuerzas, los requisitos de energía y la energía de estos dos modos de propulsión. Utilizamos datos de la literatura junto con nuevos datos para estimar las fuerzas mediante dos enfoques diferentes en 37 especies de copépodos calanoides: la medición directa de las fuerzas producidas por copépodos sujetos a un tensiómetro y la estimación indirecta de las fuerzas a partir de la velocidad de natación o la aceleración en combinación con coeficientes de arrastre estimados experimentalmente. Dependiendo del enfoque, encontramos que las fuerzas propulsivas, tanto para la natación de crucero como para los saltos de escape, escalaban con la longitud del prosoma (L) a una potencia entre 2 y 3. Además, encontramos que los requisitos de energía escalan para ambos tipos de natación como L3. Finalmente, encontramos que el costo de transporte (es decir, calorías por unidad de masa corporal y distancia transportada) era mayor para la natación por salto que para la natación de crucero por un factor de 7 para los copépodos grandes, pero solo un factor de 3 para los pequeños. Esto puede explicar por qué solo los copépodos ciclopoides pequeños pueden permitirse este modo de transporte hidrodinámicamente sigiloso como su rutina, mientras que los copépodos grandes son nadadores de crucero.
Descripción
Los copépodos calanoides tienen dos modos de natación, a saber, la natación de crucero, que es impulsada por el batido de los apéndices cefálicos de alimentación, y saltos de corta duración, que son impulsados por las potentes zancadas de los cuatro o cinco pares de patas natatorias torácicas. Estos últimos pueden ser 100 veces más rápidos que los primeros, y las fuerzas requeridas y la producción de energía son, en consecuencia, mucho mayores. Aquí, estimamos la magnitud y la escala de tamaño de la velocidad de natación, la frecuencia de batido de las patas, las fuerzas, los requisitos de energía y la energía de estos dos modos de propulsión. Utilizamos datos de la literatura junto con nuevos datos para estimar las fuerzas mediante dos enfoques diferentes en 37 especies de copépodos calanoides: la medición directa de las fuerzas producidas por copépodos sujetos a un tensiómetro y la estimación indirecta de las fuerzas a partir de la velocidad de natación o la aceleración en combinación con coeficientes de arrastre estimados experimentalmente. Dependiendo del enfoque, encontramos que las fuerzas propulsivas, tanto para la natación de crucero como para los saltos de escape, escalaban con la longitud del prosoma (L) a una potencia entre 2 y 3. Además, encontramos que los requisitos de energía escalan para ambos tipos de natación como L3. Finalmente, encontramos que el costo de transporte (es decir, calorías por unidad de masa corporal y distancia transportada) era mayor para la natación por salto que para la natación de crucero por un factor de 7 para los copépodos grandes, pero solo un factor de 3 para los pequeños. Esto puede explicar por qué solo los copépodos ciclopoides pequeños pueden permitirse este modo de transporte hidrodinámicamente sigiloso como su rutina, mientras que los copépodos grandes son nadadores de crucero.