¿Cuánta energía gasta una pequeña araña por día esperando que su tela vibre?

En términos generales, un circuito electrónico o IC pequeño y complejo podría permanecer en "modo de suspensión" utilizando una corriente de aproximadamente 1 µA (por ejemplo, 1 , 2 ), por lo tanto, utilizando aproximadamente 3 × 10 − 6 Watts, y eso se convierte en rotundamente 2.5 × 10 − 6 kcal/hora o 62 × 10 − 6 kcal/día.

Supongo que podría llamar a eso 62 micro-kcal/día o 62 milicalorías/día.

Un día noté una pequeña araña en mi casa, sentada en su pequeña tela, y la vigilé. Después de varias semanas de verlo, no había visto que atrapara nada. Perturbé ligeramente la web y reaccionó. Todavía estaba vivo.

Pregunta: Tengo curiosidad por saber aproximadamente cuánta energía necesita una pequeña araña para sentarse y esperar. ¿ Podría esto llamarse aproximadamente la tasa metabólica basal de las arañas ? Podría ser para cualquier araña pequeña que pasa gran parte de su tiempo esperando una presa. Siempre que se disponga de un tamaño o masa aproximados, podría expresarse como kcal/día/kg o alguna unidad similar.

He leído sobre la ley de Kleiber en esta respuesta , pero no creo que esté destinada a extenderse a las arañas pequeñas.

nota: solo estoy preguntando por la energía gastada durante los períodos de descanso. Por supuesto, durante un día, la araña puede hacer el mantenimiento de la red, atrapar o comer presas, pero es la tasa de consumo de energía en reposo, a diario , lo que estoy preguntando.

Respuestas (2)

Respuesta corta
Aproximadamente 240 J al día.

Antecedentes
Ballesteros et al. (2018) modelaron las tasas metabólicas basales de los insectos. Consideraron que los endotermos, como los insectos, básicamente usan energía directamente relacionada con el número de células, que está relacionado linealmente con su masa corporal. Verificaron su modelo con datos experimentales de Chown et al . (2007) (Figura 1).

Reconociendo que los arácnidos no son insectos, pero que ambos son artrópodos, tomemos una araña tejedora de tamaño promedio, como la viuda negra , que pesa 1 g . Esto produce una tasa metabólica basal de 10 J/h, o 240 J/día. Sin embargo, y dada la correlación lineal entre el gasto de energía y la masa, una araña enana que pesa 1 mg gasta 1000 veces menos, y un pájaro Goliat que se acerca a los 200 g gastará 200 veces más.

Para convertir la unidad de la viuda negra a una escala de vatios, obtenemos 1 J/s que corresponde a 1 W , por lo que 1 J/h corresponde a aproximadamente 0,3 mW.

ingrese la descripción de la imagen aquí
Fig. 1. Tasa metabólica base para insectos. Los datos de más de 300 especies se extrajeron de Chown et al . (2007) . fuente: Ballesteros et al (2007)

Referencias
- Ballesteros et al ., Sci Rep (2018)
- Chown et al. , BES (2007); 21 (2): 282-90

Guau, todo tipo de golosinas aquí; ¡gracias por la respuesta bien documentada!
@uhoh - ¡gracias! Sin embargo, es posible que desee verificar las matemáticas, cuando sea necesario: solo soy un biólogo y su publicación parece irradiar bastante competencia en matemáticas :) Agregué mis fuentes, por lo que debería funcionar. Salud.
Una abeja quizás consuma 100 veces más que una araña en un día ajetreado, por lo que algunos gráficos adicionales serían útiles. Considere también que una araña a 12'C consume mucho menos que a 25'C... Esencialmente, puede sopesar sus demandas de energía de la masa de su dieta, contando su basurero. pueden mantenerse vivos con alrededor de 5 a 10 veces su masa corporal cada año, dependiendo de la especie, y por lo general obtienen una captura cada pocos días, por lo que pueden pasar al modo de bajo voltaje o al modo de alto voltaje, donde el modo de alto voltaje produce mucho de reservas web y crías.
@ com.prehensible: la respuesta se refiere solo a las tasas metabólicas basales, según la pregunta, y como se menciona en el texto del cuerpo de la respuesta.
las tasas metabólicas basales dependen de la temperatura y la ingesta de alimentos, es decir, una mujer embarazada gastará mucha más energía cuando está embarazada y las arañas tienen docenas de bebés... Por lo tanto, la tasa metabólica basal de una araña inactiva puede ser equivalente a 5 veces su masa corporal en linfa por año.
@ com.prehensible, sí, el papel modela el gasto de energía para un cierto rango de temperatura. Y, por supuesto, hay más excepciones a la regla. Obviamente es la tasa basal , sin temperaturas extremas, sin bebés, sin correr, sin tejer, sin nada.
@AliceD entonces, usando sus números, ¿el consumo de energía basal del pequeño IC sería aproximadamente igual al de la araña enana?
@mpprogram6771, bueno, sí, tal vez en el mismo estadio de béisbol, pero aún unos pocos órdenes de magnitud más grande que el cálculo de uhoh.
Para la viuda negra, dijo que sería de 10 J/h, y que 1 J/h = 0,3 mW, por lo que la viuda negra sería de 3 mW, que es 1000 veces más grande que el microprocesador del cálculo de uhoh. También dijiste que la araña enana sería unas 1000 veces menor según la masa, lo que la lleva a 3 microvatios, o 3*10^-6 W, que fue la medida que obtuvo uhoh para su circuito integrado. ¿Mis matemáticas son correctas?
@ mpprogram6771 - ah, sí, mi error.
Todo esto funciona muy bien y, de hecho, a 1 mg de araña parecería ser del orden de 3 uW, como un IC de baja potencia en modo inactivo. Genial resultado, gracias!
@uhoh - muchas gracias por confirmar las matemáticas aquí :) ¡Es un placer!

Un humano de 400 libras puede sobrevivir un año sin comida, y un arácnido puede manejar lo mismo, 3000-7000 horas si consume su masa corporal equivalente.

Una araña consume alrededor de 110 a 1933 μW por gramo de masa corporal , tasa metabólica estándar a 20°C.

Al medir el consumo de oxígeno de la araña, los científicos han encontrado un rango de 21–356 μl O2/g por hora . Su buena eficiencia en comparación con otros poiquilotermos del mismo tamaño.

Un humano adulto en reposo consume unos 16 litros de oxígeno por hora. Esto da una tasa metabólica basal nominal de 75 kcal/h que se traduce en 87 vatios (= 1,2 milivatios por gramo).

1 litro de oxígeno da 5,43 vatios por litro... 1 microlitro = 5,43 microvatios. 21-456 *5,43 = 110 a 1933 microvatios por gramo.

Las grandes arañas de jardín de las regiones templadas pesan aproximadamente 1 g, por lo que una gran araña de jardín puede usar de 0,1 a 2 milivatios a 20 °C.

1 gramo de grasa son aproximadamente 7kcal, eso es 8 Watts. Entonces, si una araña de 1 gramo tiene una comida de 0,5 gramos, puede continuar durante unas 10 000 horas, quizás 3000-7000 horas con una eficiencia del 30/70 %.

https://jeb.biologists.org/content/214/13/2175

Interesante respuesta. Pero... ¿Cómo una araña de 1 gramo puede comerse la mitad de su peso corporal? Y, probablemente relacionado, si puede sobrevivir 10.000 horas, es decir , más de un año, con una sola comida, ¿por qué se molestaría siquiera en atrapar rezos? Y, relacionado, una 'comida' no es grasa pura, sino que en su mayoría será quitina y otras proteínas. Es importante destacar que, ¿por qué se incluyen datos exotérmicos en esta respuesta? Si esos datos humanos de O2 por hora se usan para el cálculo posterior, es probable que sean inexactos, ya que los exotérmicos usan mucha más energía base que los endotérmicos.
Por último, es una buena práctica escribir las referencias en su totalidad (J. Doe, Journal of something (2020), etc.), ya que los enlaces web pueden enfriarse con el tiempo. De hecho, lo hacen con bastante frecuencia.
¿Estás diciendo que la respiración y el uso de ATP en artrópodos y humanos genera una cantidad diferente de energía? Es la misma conversión de respiración de oxígeno a dióxido de carbono, a 20 frente a 37 grados, corríjame si me equivoco, es bioquímica básica con 02 adentro y C02 afuera, por lo que las matemáticas de energía son las mismas. También corrija las matemáticas si ve un error específico. Si aumenta la escala de la viuda negra a 65 kg y 37 grados, consume casi exactamente 1 W/gramo. Sin embargo, las obleas de silicio tienen 50 micrómetros, por lo que el silicio IC que usa una oblea de 1x1x0,01 mm pesa alrededor de 0,00023 gramos.
No estaba claro para mí por qué los datos humanos estaban allí. Tu línea de pensamiento se me escapó, ya que solo necesitabas los datos humanos para la bioquímica de la respiración, fue bastante confuso. Gracias por aclarar ese problema.
¿Cuánta energía gasta una pequeña araña por día esperando que su tela vibre?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v