Alimentador de filtro

Los animales filtradores son animales acuáticos que adquieren nutrientes al alimentarse de materia orgánica , partículas de alimentos u organismos más pequeños ( bacterias , microalgas y zooplancton ) suspendidos en el agua, generalmente haciendo que el agua pase sobre o a través de un órgano de filtrado especializado que tamiza y/o atrapa los sólidos. Los animales filtradores pueden desempeñar un papel importante en la condensación de la biomasa y la eliminación del exceso de nutrientes (como nitrógeno y fosfato ) del cuerpo de agua local, y por lo tanto se consideran ingenieros de ecosistemas que limpian el agua . También son importantes en la bioacumulación y, como resultado, como organismos indicadores .

Los filtradores pueden ser sésiles , planctónicos , nectónicos o incluso neustónicos (en el caso del percebe boya ) dependiendo de la especie y los nichos que han evolucionado para ocupar. Las especies actuales que dependen de dicho método de alimentación abarcan numerosos filos , incluidos poríferos ( esponjas ), cnidarios ( medusas , plumas de mar y corales ), artrópodos ( krill , mísidos y percebes ), moluscos ( bivalvos , como almejas , vieiras y ostras ), equinodermos ( lirios marinos ) y cordados ( lancetas , ascidias y salpas , así como muchos vertebrados marinos como la mayoría de las especies de peces forrajeros , pez espátula americano , carpas plateadas y cabezonas , ballenas barbadas , mantarrayas y tres especies de tiburones : el tiburón ballena , el tiburón peregrino y el tiburón de boca ancha ). Algunas aves acuáticas , como los flamencos y ciertas especies de patos , aunque predominantemente terrestres, también se alimentan por filtración cuando buscan alimento .

La mayoría de los peces forrajeros se alimentan por filtración. Por ejemplo, el sábalo del Atlántico , un tipo de arenque , vive del plancton capturado en aguas intermedias. Los sábalos adultos pueden filtrar hasta cuatro galones de agua por minuto y desempeñan 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, cuatro tipos de peces cartilaginosos también se alimentan por filtración. El tiburón ballena succiona un poco de agua, cierra la boca y expulsa el agua a través de sus branquias . Durante el pequeño retraso entre el cierre de la boca y la apertura de las aletas branquiales, el plancton queda atrapado contra los dentículos dérmicos que recubren sus placas branquiales y faringe . Este fino aparato similar a un colador, 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 de más de 2 a 3 mm de diámetro queda atrapada). Cualquier material atrapado en el filtro entre las barras branquiales es tragado. Se ha observado a los tiburones ballena "tosiendo" y se presume que este es un método para limpiar una acumulación de partículas de comida en las branquiespinas. ^{[2] [3] [4]} El tiburón de boca grande 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 es un animal filtrador pasivo que filtra zooplancton , peces pequeños e invertebrados de hasta 2000 toneladas de agua por hora. ^[6] A diferencia del tiburón de boca ancha y el tiburón ballena, el tiburón peregrino no parece buscar activamente su presa, pero posee grandes bulbos olfativos que pueden guiarlo en la dirección correcta. A diferencia de los otros grandes animales filtradores, depende únicamente del agua que es empujada a través de las branquias al nadar; el tiburón de boca ancha y el tiburón ballena pueden succionar o bombear agua a través de sus branquias. ^[6] Las mantarrayas pueden cronometrar su llegada al desove de grandes bancos de peces y alimentarse de los huevos y espermatozoides que flotan libremente. Esta estratagema también es empleada por los tiburones ballena. ^[7]

Al igual que todos los artrópodos, los crustáceos son ecdisozoos , un clado sin cilios . Los cilios desempeñan un papel importante para muchos animales que se alimentan por filtración, pero como los crustáceos no los tienen, necesitan utilizar extremidades modificadas para alimentarse por filtración. ^[8] Los misidáceos viven cerca de la costa y flotan sobre el fondo del mar, recogiendo constantemente partículas con su cesta de filtro. Son una fuente de alimento importante 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 altos niveles de toxinas en sus depredadores. ^{[ cita requerida ]} El krill antártico logra utilizar directamente las diminutas células de fitoplancton , lo que ningún otro animal superior al 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 filtrado muy eficiente: ^[9] los seis toracópodos forman una "cesta de alimentación" muy eficaz que se utiliza para recoger fitoplancton del agua abierta. En la animación que aparece en la parte superior de esta página, el krill está flotando en un ángulo de 55° sobre el terreno. En concentraciones de alimento más bajas, la cesta de alimentación se empuja a través del agua durante más de medio metro en una posición abierta, y luego las algas se peinan hasta la abertura de la boca con cerdas especiales en el lado interior de los toracópodos. Los cangrejos de porcelana tienen apéndices de alimentación cubiertos de cerdas para filtrar partículas de alimento del agua que fluye. ^[10] La mayoría de las especies de percebes se alimentan por filtración, utilizando 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 efímeras , ^{[12] larvas} de mosquitos , ^[13] y larvas de mosca negra . ^[14] En lugar de utilizar extremidades o piezas bucales modificadas, algunas larvas de tricópteros producen redes de seda que 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 las distingue del otro suborden de cetáceos, las ballenas dentadas (Odontoceti). El suborden contiene cuatro familias y catorce especies. Las ballenas barbadas suelen buscar una concentración de zooplancton, nadar a través de ella, ya sea con la boca abierta o tragando, y filtrar la presa del agua utilizando sus barbas. Una barba es una hilera de una gran cantidad de placas de queratina unidas a la mandíbula superior con una composición similar a las del cabello o las uñas humanas. Estas placas tienen una sección triangular y el lado más grande, que mira hacia adentro, tiene pelos finos que forman una estera filtrante. ^[16] Las ballenas francas son nadadoras lentas con cabezas y bocas grandes. Sus barbas son estrechas y muy largas (hasta 4 m en el caso de las ballenas de Groenlandia)  y se encuentran alojadas en el interior de un labio inferior agrandado que encaja en la mandíbula superior arqueada. Cuando la ballena franca nada, un espacio frontal entre las dos filas de barbas permite que el agua entre 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 presas, abren ampliamente su mandíbula inferior (casi 90°) y nadan a través de 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 absorben. ^[16] Las ballenas barbadas suelen comer krill en aguas polares o subpolares durante los veranos, pero también pueden capturar peces en cardúmenes, 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) de profundidad 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 . ^[16]

Imagen externa
Clip de película de alimentación por sifón

Los bivalvos son moluscos acuáticos que tienen conchas de dos partes . Por lo general, ambas conchas (o valvas) son simétricas a lo largo de la línea de bisagra. La clase tiene 30.000 especies , incluidas vieiras , almejas , ostras y mejillones . La mayoría de los bivalvos se alimentan por filtración (aunque algunos han comenzado a carroñear y depredar), extrayendo materia orgánica del mar en el que viven. Los nefridios , la versión de los riñones en los mariscos , eliminan el material de desecho. Los bivalvos enterrados se alimentan extendiendo un sifón hacia la superficie. Por ejemplo, las ostras atraen agua por sus branquias mediante el batido de los cilios . Los alimentos suspendidos ( fitoplancton , zooplancton , algas y otros nutrientes y partículas transportados por el agua) quedan atrapados en la mucosidad de una branquia y desde allí se transportan a la boca, donde se comen, se digieren y se expulsan como heces o pseudoheces . Cada ostra filtra hasta cinco litros de agua por hora. Los científicos creen que la otrora floreciente población de ostras de la bahía de Chesapeake filtraba históricamente todo el volumen de agua del estuario de nutrientes excedentes cada tres o cuatro días. Hoy en día, ese proceso llevaría casi un año ^[17] , y los sedimentos, los nutrientes y las 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 los nutrientes de un ecosistema acuático mediante la cosecha de producción biológica mejorada, incluida la acuicultura de mariscos o algas que se alimentan por suspensión". ^[19] La eliminación de nutrientes por parte de los mariscos, que luego se cosechan del sistema, tiene el potencial de ayudar a abordar problemas ambientales que incluyen el exceso de aportes de nutrientes ( eutrofización ), bajo oxígeno disuelto, menor disponibilidad de luz e impactos en las zosteras marinas, floraciones de algas nocivas y aumentos en la incidencia de intoxicación paralítica 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 solo puede combatir la eutrofización, sino que también respalda la economía local al proporcionar producto para alimento animal o compost. En Suecia, las agencias ambientales utilizan el cultivo de mejillones como una herramienta de gestión para mejorar las condiciones de calidad del agua, donde se han evaluado los esfuerzos de bioextracción de mejillones y se ha demostrado que son una fuente altamente efectiva de fertilizantes y alimento animal ^[21]. En los EE. UU., los investigadores están investigando el potencial para modelar el uso de mariscos y algas marinas 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 entorno acuático, ya sea de agua dulce o salada. Su estado o estructura poblacional, su fisiología, comportamiento ^[23] o su contenido de ciertos 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 muestrean o colocan (enjaulados), 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 Mussel Watch en América.

Las esponjas no tienen un sistema circulatorio verdadero ; en cambio, crean una corriente de agua que se utiliza para la circulación. Los gases disueltos son llevados a las células y entran en ellas mediante difusión simple . Los desechos metabólicos también se transfieren al agua mediante difusión. Las esponjas bombean cantidades notables 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 a través de más de 80.000 canales de entrada 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 velocidad de flujo permite una fácil captura de alimentos por parte de las células del collar. El agua se expulsa a través de un solo ósculo a una velocidad de unos 8,5 cm/segundo: una fuerza de chorro capaz de llevar los productos de desecho a cierta distancia de la esponja.

La medusa luna tiene una red de fibras que se desplazan lentamente a través del agua. El movimiento es tan lento que los copépodos no lo perciben y no reaccionan con una respuesta de escape . ^{[ cita requerida ]}

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  Una Aurelia viva y ondulante en el Mar Báltico que muestra la red en acción
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  Mayor aumento que muestra una presa, probablemente un copépodo.
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  La presa es entonces atraída hacia el cuerpo contrayendo las fibras en forma de sacacorchos (imagen tomada con un ecoSCOPE ).

Otros cnidarios que se alimentan por filtración incluyen las plumas de mar , los abanicos de mar , las anémonas plumosas y las xenias . ^{[ cita requerida ]}

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 por suspensión y capturan partículas planctónicas filtrando el agua de mar a través de sus cuerpos. El agua es absorbida por el cuerpo a través del sifón bucal inhalatorio por la acción de los cilios que recubren las hendiduras branquiales. El agua filtrada es luego expulsada a través de un sifón exhalador separado. Para obtener suficiente alimento, un tunicado típico necesita procesar aproximadamente un volumen corporal de agua por segundo. ^[25]

Los flamencos se alimentan filtrando artemia . Sus picos de forma extraña están especialmente adaptados para separar el barro y el cieno de los alimentos que comen, y se utilizan exclusivamente al revés. La filtración de los alimentos se ve facilitada por estructuras peludas llamadas láminas 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 utilizan para localizar pequeños animales planctónicos. ^[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 los priones, que son más pequeños y aún son voladores.

Tradicionalmente, los Ctenochasmatoidea como grupo han sido catalogados como filtradores, debido a sus dientes largos y múltiples y delgados, claramente bien adaptados para atrapar presas. Sin embargo, solo Pterodaustro muestra un mecanismo de bombeo adecuado, con mandíbulas hacia arriba y poderosa musculatura mandibular y lingual. Otros ctenochasmatoideos carecen de estos, y ahora se piensa que en cambio eran cazadores similares a las espátulas , que usaban sus dientes especializados simplemente para ofrecer una superficie más grande. Es significativo que estos dientes, aunque pequeños y numerosos, sean comparativamente poco especializados a los dientes similares a barbas de Pterodaustro . ^[28]

Se cree que los boreoptéridos 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 Pterodaustro . En esencia, su mecanismo de búsqueda de alimento era similar al de los jóvenes " delfines " Platanista modernos . ^{[28] [29]}

Los hábitos de alimentación por filtración son notoriamente raros entre los reptiles marinos del Mesozoico , y el principal nicho de alimentación por filtración aparentemente estaba ocupado por peces paquicórmidos . Sin embargo, se ha sugerido que algunos saurópsidos se alimentaban por filtración. Henodus era un placodonte con dentículos únicos similares a barbas y características de la musculatura hioides y de 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 algas y otra flora de tamaño pequeño de los sustratos. ^[32] Stomatosuchidae es una familia de crocodilomorfos de agua dulce con mandíbulas similares a rorcuales y dientes minúsculos, y el Mourasuchus cenozoico no relacionado comparte adaptaciones similares. Hupehsuchia es un linaje de extraños reptiles triásicos adaptados para la alimentación por suspensión. ^[33] Algunos plesiosaurios podrían haber tenido hábitos de alimentación por filtración. ^[34]

• Partícula (ecología)
• Planctívoro
• Depredación
• Telarañas : biofiltros aéreos, ^[35] con analogías con la alimentación por filtración acuática

• Bullivant, JS (julio de 1968). "Una clasificación revisada de los animales que se alimentan por suspensión". Tuatara . 16 (2): 151–160.
• Ostroumov, SA (julio de 2005). "Algunos aspectos de la actividad de filtrado de agua de los organismos filtradores" . Hydrobiologia . 542 (1): 275–286. doi :10.1007/s10750-004-1875-1.

• Alimentador por filtración de krill Archivado el 1 de mayo de 2002 en Wayback Machine.
• Programa de observación de mejillones