Señalización química en el océano turbulento: escondite en la escala de Kolmogorov
Autores: Selander, Erik; Fredriksson, Sam T.; Arneborg, Lars
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Señalización química en el océano turbulento: escondite en la escala de Kolmogorov
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Señales químicas
Zooplancton
Turbulencia
Búsqueda de pareja
Entorno superficial
Concentraciones en estado estacionario
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las señales y señales químicas median la adquisición de recursos, la búsqueda de pareja y la evaluación del riesgo de depredación en el plancton marino. Aquí, utilizamos las propiedades químicas de las primeras señales químicas identificadas de los zooplancton junto con mediciones in situ de las tasas de disipación turbulenta para calcular el efecto de la turbulencia en la distribución de señales detrás de los nadadores, así como las concentraciones de fondo en estado estacionario en el agua circundante. Además, mostramos que los zooplancton comunes (copepodos) parecen optimizar la búsqueda de pareja al agregarse en la superficie en condiciones de calma cuando la turbulencia no impide el seguimiento de rastros. Este entorno cercano a la superficie se caracteriza por una turbulencia anisotrópica y mostramos, utilizando simulaciones numéricas directas, que las señales químicas se distribuyen más en el plano horizontal que verticalmente en estas condiciones. Por lo tanto, los zooplancton pueden beneficiarse al adoptar estrategias de búsqueda específicas cerca de la superficie, así como en una fuerte estratificación donde se desarrollan campos de flujo similares. Las concentraciones en estado estacionario, donde la exudación se equilibra con la degradación, se desarrollan en una escala de tiempo de aproximadamente 5 horas. Concluimos que los rastros detrás de copepodos de tamaño milimétrico pueden ser detectados en turbulencias que ocurren naturalmente por debajo de la capa de mezcla superficial del viento o en ausencia de viento fuerte. Sin embargo, los rastros se acortan drásticamente a altas tasas de disipación turbulenta, por encima de aproximadamente 10-3 cm2 s-3 (10-7 W kg-1).
Descripción
Las señales y señales químicas median la adquisición de recursos, la búsqueda de pareja y la evaluación del riesgo de depredación en el plancton marino. Aquí, utilizamos las propiedades químicas de las primeras señales químicas identificadas de los zooplancton junto con mediciones in situ de las tasas de disipación turbulenta para calcular el efecto de la turbulencia en la distribución de señales detrás de los nadadores, así como las concentraciones de fondo en estado estacionario en el agua circundante. Además, mostramos que los zooplancton comunes (copepodos) parecen optimizar la búsqueda de pareja al agregarse en la superficie en condiciones de calma cuando la turbulencia no impide el seguimiento de rastros. Este entorno cercano a la superficie se caracteriza por una turbulencia anisotrópica y mostramos, utilizando simulaciones numéricas directas, que las señales químicas se distribuyen más en el plano horizontal que verticalmente en estas condiciones. Por lo tanto, los zooplancton pueden beneficiarse al adoptar estrategias de búsqueda específicas cerca de la superficie, así como en una fuerte estratificación donde se desarrollan campos de flujo similares. Las concentraciones en estado estacionario, donde la exudación se equilibra con la degradación, se desarrollan en una escala de tiempo de aproximadamente 5 horas. Concluimos que los rastros detrás de copepodos de tamaño milimétrico pueden ser detectados en turbulencias que ocurren naturalmente por debajo de la capa de mezcla superficial del viento o en ausencia de viento fuerte. Sin embargo, los rastros se acortan drásticamente a altas tasas de disipación turbulenta, por encima de aproximadamente 10-3 cm2 s-3 (10-7 W kg-1).