Las mantarrayas filtran sus pequeños alimentos de bocados de agua de mar de una manera novedosa que podría ser la clave para una mejor filtración en una variedad de aplicaciones comerciales, según muestra una nueva investigación de la Oregon State University.
Publicado hoy en Avances científicos , los hallazgos explican que las mantarrayas filtran el zooplancton, el mesoplancton y los microcrustáceos con un aparato diferente de todo lo visto previamente en cualquier sistema biológico o industrial.
"El tipo más común de filtro es un filtro de tamiz, donde un fluido que contiene partículas pasa a través de una membrana con poros más pequeños que las partículas", dijo el coautor del estudio Jim Strother, profesor asistente de biología integrativa en el OSU Collegede Ciencia.
Los filtros de tamiz incluyen todo, desde un colador de cocina que cuela la pasta hasta filtros de membrana que producen agua ultrapura. Otros mecanismos de filtro son la filtración de hidrosol, como los filtros de fibra en los sistemas HVAC, y la filtración ciclónica, que se usa en las aspiradoras sin bolsa.
"Hay muchos tipos diferentes de filtros utilizados para muchos propósitos en todo el mundo, pero todos se basan en unos pocos mecanismos fundamentales", dijo Strother, quien colaboró con la autora correspondiente Misty Paig-Tran y Raj Divi de Cal State Fullerton.
Las mantarrayas, parientes cercanos de los tiburones que pueden medir más de 20 pies de ancho, comen llevándose agua rica en plancton a la boca mientras nadan. Filtran e ingieren el plancton y luego eliminan el agua restante de las hendiduras branquiales.
Muchos sistemas de filtración son propensos a obstruirse a medida que recogen lo que están filtrando, pero las mantarrayas usan matrices de lóbulos en forma de hoja para hacer rebotar las partículas de alimentos del filtro.
El agua que pasa sobre los lóbulos crea un patrón complejo de remolinos remolinos, y las partículas de comida en el flujo golpean los lóbulos y se alejan. La configuración permite que los peces retengan organismos alimenticios mucho más pequeños que los poros.
"Las mantarrayas parecen utilizar un mecanismo novedoso para filtrar partículas de los fluidos", dijo Strother. "Su aparato de filtración tiene una estructura especial que hace que las partículas de plancton reboten en el filtro y se concentren en la cavidad bucal, por lo que los pecespuede ingerirlos ". Dado que las partículas son repelidas por el filtro pero no capturadas, el filtro tiene varias propiedades altamente deseables, incluido el hecho de que puede funcionar a altos caudales y es extremadamente resistente a la obstrucción.
"Este documento establece el mecanismo básico, y actualmente estamos analizando si podemos adaptar este mecanismo para sistemas de ingeniería", dijo Strother. "Por ejemplo, una dirección futura es explorar si esto puede aplicarse al tratamiento de aguas residuales paraabordar la amenaza emergente de la contaminación por microplásticos "
Cal State Fullerton, Stephen y Ruth Wainwright Fellowship y Sigma Xi apoyaron esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Oregón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :