Hipoxia (ambiental)
La hipoxia se refiere a condiciones de bajo oxígeno . Normalmente, el 20,9% del gas en la atmósfera es oxígeno. La presión parcial de oxígeno en la atmósfera es el 20,9% de la presión barométrica total. [3] En el agua, los niveles de oxígeno son mucho más bajos, aproximadamente 7 ppm o 0,0007% en agua de buena calidad, y fluctúan localmente según la presencia de organismos fotosintéticos y la distancia relativa a la superficie (si hay más oxígeno en el aire, se difundirá a través del gradiente de presión parcial ). [4]
La hipoxia atmosférica se produce de forma natural a grandes altitudes . La presión atmosférica total disminuye a medida que aumenta la altitud, lo que provoca una presión parcial de oxígeno más baja, que se define como hipoxia hipobárica . El oxígeno permanece en el 20,9% de la mezcla total de gases, a diferencia de la hipoxia hipóxica , donde el porcentaje de oxígeno en el aire (o sangre) disminuye. Esto es común en las madrigueras selladas de algunos animales subterráneos, como los blesmols . [5] La hipoxia atmosférica también es la base del entrenamiento en altitud , que es una parte estándar del entrenamiento de los atletas de élite. Varias empresas imitan la hipoxia utilizando una atmósfera artificial normobárica .
El agotamiento de oxígeno es un fenómeno que ocurre en ambientes acuáticos cuando el oxígeno disuelto ( OD ; oxígeno molecular disuelto en el agua) se reduce en concentración hasta un punto en el que se vuelve perjudicial para los organismos acuáticos que viven en el sistema. El oxígeno disuelto se expresa típicamente como un porcentaje del oxígeno que se disolvería en el agua a la temperatura y salinidad predominantes (las cuales afectan la solubilidad del oxígeno en el agua; ver saturación de oxígeno y bajo el agua ). Un sistema acuático que carece de oxígeno disuelto (0% de saturación) se denomina anaeróbico, reductor o anóxico ; un sistema con baja concentración, en el rango entre 1 y 30% de saturación, se llamahipóxico o disóxico . La mayoría de los peces no pueden vivir por debajo del 30% de saturación, ya que dependen del oxígeno para obtener su energía química. [6] La hipoxia conduce a una reproducción deficiente de los peces restantes a través de alteraciones endocrinas . [7] Un medio acuático "sano" rara vez debería experimentar menos del 80% de saturación. La zona exaeróbica se encuentra en el límite de las zonas anóxica e hipóxica.
La hipoxia puede ocurrir en toda la columna de agua y también en altitudes elevadas, así como cerca de los sedimentos del fondo. Por lo general, se extiende a lo largo del 20-50% de la columna de agua, pero depende de la profundidad del agua y la ubicación de las picnoclinas (cambios rápidos en la densidad del agua con la profundidad). Puede ocurrir en el 10-80% de la columna de agua. Por ejemplo, en una columna de agua de 10 metros, puede llegar hasta 2 metros por debajo de la superficie. En una columna de agua de 20 metros, puede extenderse hasta 8 metros por debajo de la superficie. [8]
El agotamiento del oxígeno hipolimnético puede provocar "muertes" tanto en verano como en invierno. Durante la estratificación de verano , los insumos de materia orgánica y la sedimentación de los productores primarios pueden aumentar las tasas de respiración en el hipolimnion . Si el agotamiento de oxígeno se vuelve extremo, los organismos aeróbicos, como los peces, pueden morir, lo que se conoce como una "muerte de verano". [9] Los mismos fenómenos pueden ocurrir en el invierno, pero por diferentes razones. Durante el invierno, el hielo y la nieve pueden atenuarluz y, por lo tanto, reducir las tasas de fotosíntesis. La congelación de un lago también evita las interacciones aire-agua que permiten el intercambio de oxígeno. Esto crea una falta de oxígeno mientras continúa la respiración. Cuando el oxígeno se agota considerablemente, los organismos anaeróbicos pueden morir, lo que resulta en una "muerte invernal". [9]
