Modelación del efecto de la reproducción colonial de Bubulcus ibis (Aves: Ardeidae) en el flujo de biomasa y energía de los manglares costeros

Introducción: Las colonias de aves zancudas alcanzan miles de nidos densamente agrupados, que influyen marcadamente sobre las características del suelo o el agua que las rodea por un efecto de hiperfertilización. Esto provoca la acumulación nociva de compuestos nitrogenados, alterando la química del sustrato y produciendo defoliación y muerte de la vegetación. El impacto de estas colonias en los manglares de Cuba no se ha evaluado, por las dificultades logísticas que implica y la complejidad de sus procesos. Objetivo: En el presente trabajo se realizó la estimación de las cantidades de biomasa, energía y nutrientes movilizados en una colonia de Bubulcus ibis, durante una etapa de cría, a través de un modelo bioenergético de dinámica de sistemas. Métodos: Se emplearon 29 variables primarias, 3 ecuaciones bioenergéticas y la ecuación de crecimiento postnatal de esta especie, implementadas en el programa STELLA 9.1.3. De la interacción de estas variables se obtuvieron: la energía requerida por ciclo de reproducción, la biomasa consumida y los nutrientes depositados en la colonia. Se realizó un análisis de sensibilidad y un análisis de incertidumbre para explorar las variables que más influencia tienen sobre los resultados. El modelo fue validado mediante la consistencia en las unidades, la prueba de valores extremos y la comparación con valores registrados en la literatura. Finalmente, se simularon escenarios de disturbios que pueden afectar a una colonia real. Resultados: Según el modelo, para el crecimiento cada pichón requiere de 10 219.2 kcal totales. La colonia debe invertir en total 6.71x106 kcal, lo que representa un consumo cercano a 2.2 toneladas de presas en una etapa de cría. Debido a este consumo, los nutrientes depositados en la colonia mediante las excretas estuvieron compuestos de 49 kg de nitrógeno, 7 kg de fósforo y 56 kg de calcio. Según el análisis de sensibilidad, las variables que producen cambios más fuertes en el resultado son el número de adultos de la colonia y el tamaño medio de puesta. El análisis de incertidumbre mostró poca influencia de las variables seleccionadas sobre las variables respuesta. Los disturbios simulados más dañinos para la colonia fueron las afectaciones al reclutamiento y el aumento de la mortalidad de los pichones.

Introduction: The colonies of wading birds reach thousands of highly grouped nests, which have a marked influence on the characteristics of the soil or the water that surrounds them due to a hyperfertilization effect. This causes the harmful accumulation of nitrogen compounds altering the chemistry of the substrate and causing defoliation and death of vegetation. The impact of these colonies on the mangroves in Cuba has not been evaluated, due to the logistical difficulties involved and the complexity of their processes. Objective: Mathematical modeling is a useful tool in these situations, so in this work the estimation of the quantities of biomass, energy and nutrients mobilized in a colony of herons was carried out, through a bioenergetic model of system dynamics. Methods: We used 29 primary variables, 3 bioenergetic equations and the postnatal growth equation of this species, implemented in the STELLA 9.1.3 program. From the interaction of these variables, the energy required by the reproduction cycle, the biomass consumed and the nutrients deposited in the colony were obtained. A sensitivity analysis and an uncertainty analysis were carried out to explore the variables that have the most influence on the results. The model was validated by the consistency in the units, the test of extreme values and the comparison with values recorded in the literature. Finally, disturbances scenarios that can affect a real colony were simulated. Results: According to the model, each nestling require 10 219.2 kcal to growth. The colony must totally invest 6.71x106 kcal, which represents consumption close to 2.2 tons of dams. Due to this consumption, the nutrients deposited in the colony by the excreta were 49 kg of nitrogen, 7 kg of phosphorus and 56 kg of calcium. According to the sensitivity analysis, the variables that produce the strongest changes in the result are the number of adults in the colony and the average clutch size. The uncertainty analysis showed little influence of the variables selected on the response variables. The most harmful simulated disturbances for the colony were the affectations to the recruitment and the increase of the mortality of the nestlings.

Influencia del proyecto bioenergético Ne Jigo Zen Do en adultos mayores / Influence of Ne Jigo Zen Do bioenergetic project in elderly

Se realizó un estudio de intervención, cuasi-experimental, de 50 ancianos pertenecientes al área de salud No. 5 de Tulipán, en Cienfuegos, que formaron parte del proyecto bioenergético comunitario Ne Jigo Zen Do, desde septiembre del 2012 hasta junio del 2014, a fin de determinar la influencia de la medicina bioenergética en los cambios de estilos de vida, para lo cual se evaluaron algunas variables antes y después de la intervención, tales como el consumo de medicamentos, la práctica de ejercicios, el nivel de depresión, por citar algunas. Entre los resultados fundamentales se destacaron el sexo femenino, el grupo etario de 65 a 69 años y las afecciones del sistema osteomioarticular. Después de aplicado el proyecto en los pacientes, se obtuvo una ejercitación sistemática y se incrementó el conocimiento y el uso de la medicina natural; asimismo, 72,0 % no presentaba depresión, 70,0 % mostró atención normal y 84,0 % nivel de memoria normal. Finalmente, 90 % de la serie manifestó una máxima satisfacción con los cambios, de modo que se pudo concluir que el proyecto bioenergético repercutió positivamente en los estilos de vida del adulto mayor.

An interventional, quasi-experimental study of 50 old men, belonging to the health area No. 5 from Tulipán, in Cienfuegos that took part in the Ne Jigo Zen Do bioenergetic community project, was carried out from September, 2012 to June, 2014, in order to determine the influence of bioenergetic medicine in lifestyles changes, for which some variables were evaluated before and after the intervention, such as medications consumption, making exercises, depression level, just to mention some. Among the main results there were the female sex, the 65 to 69 age group and the osteomioarticular system disorders. After having applied the project in the patients, a systematic exercising was obtained and there was an increase in knowledge and use of the natural medicine; also, 72.0% didn't present depression, 70.0% showed normal attention and 84.0% normal memory level. Finally, 90% of the series manifested a maximum satisfaction with the changes, so we could conclude that the bioenergetic project had a positive impact in elderly lifestyles.

Medicina tradicional y natural y la teoría de las complejidades / Natural and traditional medicine and the theory of complexities i: en

En el presente artículo se aborda el ejercicio de la medicina tradicional y natural, mediante un análisis desde la teoría de las complejidades, con una interpretación de la organización y existencia de los seres vivos, a partir de regularidades no aplicadas en la medicina alopática y la medicina bioenergética al atender al hombre y su entorno sociocultural, lo cual propicia una práctica médica más sistémica, eficiente y ética. Además, se pretende perfeccionar la medicina bioenergética complementada por el enfoque sistémico complejo y su aplicación en diferentes escenarios. La citada teoría fortalece la visión científica de la medicina tradicional y natural desde los puntos de vista teórico y práctico.

In this work, the use of the traditional and natural medicine is investigated, by means of an analysis from the theory of complexities, with an interpretation of the organization and the existence of the alive beings, from regularities not applied in the alopathic and bioenergetic medicine, when assisting man and his social and cultural environment, which favors a more systemic, efficient and ethical medical practice. Besides, it is intended to improve the bioenergetic medicine, supplemented by the complex systemic approach and its application in different scenarios. The mentioned theory strengthens the scientific vision of the traditional and natural medicine from the theoretical and practical points of view.

Aplicação de princípios de bioenergética no cálculo da estequiometria de reações biológicas em processos de tratamento de águas residuárias / Application of bioenergetic principles to the stoichiometry of biological reactions in wastewater treatment processes

O tratamento biológico de águas residuárias é realizado por microrganismos que utilizam determinado substrato para obtenção de energia e crescimento celular através de reações de oxidação-redução e fermentação. Esses mecanismos podem ser expressos por meio de reações estequiométricas desenvolvidas a partir de princípios da termodinâmica. As reações são dependentes dos compostos doadores e aceptores de elétrons. As equações balanceadas resultantes permitem estimar as necessidades de nutrientes, a variação de pH/alcalinidade, a produção de biomassa e gases e o coeficiente de produção celular associados aos sistemas biológicos de tratamento. Esta nota técnica descreveu a metodologia para cálculo estequiométrico de reações bioquímicas usando princípios de bioenergética, apresentando exemplos para diferentes substratos e aceptores de elétrons.

Biological wastewater treatment is performed by microorganisms by means of oxidation-reduction and fermentation reactions that release energy for growth and maintenance. These processes can be represented by stoichiometric reactions developed based on thermodynamic principles. Reactions are dependent on the compounds used as electron donor and acceptor. The overall stoichiometric reactions allow estimations of nutrient requirements, alkalinity/pH changes, biomass and gas production, and yield coefficient. This article described a methodology for stoichiometry calculations using bioenergetic principles, presenting examples with different substrates and electron acceptors.

Cultivo descontínuo alimentado de Arthrospira (Spirulina) platensis em reator tubular utilizando uréia como fonte de nitrogênio e CO2 puro ou proveniente de fermentação alcoólica / Arthrospira (Spirulina) platensis fed batch cultivation using urea as nitrogen source and CO2 pure or from alcoholic fermentation in tubular photobioreactor

A cianobactéria fotossintetizante Arthrospira platensis é conhecida por apresentar em sua biomassa altos teores protéicos (50-70%), presença do ácido graxo essencial γ-linolênico e diversas outras substâncias importantes para a alimentação humana e animal. Esses micro-organismos são capazes de converter o CO2 em biomassa de grande potencial na área de alimentos. Durante a fermentação alcoólica, a produção de CO2 é da mesma ordem de grandeza da produção de etanol e, considerando a crescente demanda interna e externa por esse combustível, seria importante que houvesse um processo que fixasse esse CO2, transformando-o em um produto que poderia ser útil para a nossa população. Adicionalmente, o uso de uma fonte de nitrogênio de baixo custo (uréia) em reatores tubulares contribuiria para a redução do custo de produção da A. platensis. O objetivo desse trabalho foi avaliar os parâmetros cinéticos e bioenergéticos, bem como a composição centesimal da A. platensis cultivadas em biorreator tubular, alimentados com CO2 proveniente de fermentação alcoólica ou com utilização de CO2 puro, para o controle do pH, sob diferentes intensidades luminosas (I) e fontes de nitrogênio (N) adicionadas por meio de processo descontínuo alimentado. Os resultados mostraram que maiores valores de I proporcionaram maiores valores de concentração celular máxima (Xm) e produtividade em células (Px), mas não influenciaram nos valores do fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N). As diferentes fontes de CO2 não influenciaram nos valores de Xm, Px, YX/N. O uso da uréia aumentou os valores de YX/N em relação aos cultivos com NO3-. Na composição centesimal, pode-se observar que I influenciou nos teores de clorofila, proteínas e lipídios, mas não influenciou nos teores de cinzas e carboidratos na biomassa final. Em relação aos parâmetros bioenergéticos dos cultivos com CO2 puro, observou-se que os maiores valores de dissipação de energia de Gibbs foram obtidos em tempos mais curtos...

Photosynthetic cyanobacterium A. platensis contains in its biomass high protein content (50-70%), γ-linolenic acid and many other substances important for health human. These microorganisms are capable of converting CO2 into biomass of great potential in the food industry. During the alcoholic fermentation, the production of CO2 has the same magnitude of the production of ethanol. Considering the increasingly global demand for this fuel, a process to fix this CO2 is of utmost importance. Furthermore, the use of low cost nitrogen source (urea) in tubular reactors would contribute to reducing the production cost of A. platensis. Therefore, the purpose of this work was to evaluate the kinetic and bioenergetics parameters, as well as the chemical composition of biomass obtained in A. platensis cultures in tubular bioreactor using CO2 from alcoholic fermentation or pure CO2 to control the pH under different light intensity (I) and nitrogen sources (N). The results showed that higher I induced higher maximum cell concentration (Xm) and cell productivity (Px) values, but it did not exert any influence on the nitrogen-cell conversion factor (YX/N). Urea increased the YX/N values compared to use of NO3-. In the centesimal composition of biomass, it can be observed that I influenced the chlorophyll, protein, and lipid contents, but not influenced the carbohydrate and ash contents. For bioenergetics parameters, it was observed that the highest Gibbs energy dissipation values for cell growth and maintenance were obtained in shorter time at 120-240 mol photons m-2 s-1 in both nitrogen sources, while the moles of photons absorbed by the system to produce one C-mol biomass was higher in cultures with NO3-. The highest values of the molar production of O2 and consumption of H+ were obtained at the highest I values, using NO3-. The estimated percentages of the energy absorbed by the cell showed that, compared with nitrate, the use of urea as nitrogen source allowed the...

Effect of zinc and benzene on respiration and excretion of mussel larvae (Perna perna) (Linnaeus, 1758) (Mollusca; Bivalvia)

The presence of pollutants in the ocean may affect different physiological parameters of animals. Oxygen consumption and ammonia excretion were evaluated in D-shaped larvae of mussels (Perna perna) exposed to zinc sulphate (ZnSO4) and benzene (C6H6). When compared to the control group, both pollutants presented a significant reduction in oxygen consumption. A reduction in the ammonia excretion was also observed, both for ZnSO4 and C6H6 and also in the oxygen consumption. The results indicate that anaerobic metabolism may occur at the beginning of P. perna mussels development, as observed in veliger larvae. The O:N ratio under experimental conditions showed low values indicating that catabolism in veliger larvae was predominantly proteic.

A presença de poluentes no oceano pode afetar diferentes parâmetros fisiológicos. O consumo de oxigênio e a excreção de amônia foram avaliados nas larvas D de mexilhão (Perna perna) expostas ao sulfato de zinco (ZnSO4) e ao benzeno (C6H6). Quando comparados ao grupo controle, ambos os poluentes apresentaram uma significativa redução no consumo de oxigênio. A redução na excreção de amônia também foi observada para o ZnSO4 e para o C6H6, assim como para o consumo de oxigênio. Os resultados indicam que o metabolismo anaeróbico pode ocorrer no início do desenvolvimento do mexilhão P. perna, como foi observado na larva véliger. A razão O:N apresentou baixos valores, indicando que o catabolismo nas larvas véliger foi predominantemente protéico.