The influence of feeding on aerial and aquatic oxygen consumption, nitrogenous waste excretion, and metabolic fuel usage in the African lungfish, Protopterus annectens

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Abstract:

We studied the utilization of air versus water as a respiratory medium for O2 consumption (Mo2) in the bimodally breathing African lungfish, Protopterus annectens (Owen, 1839), (151.2 ± 3.7 g) at 26-28 °C. We also investigated the impact of a single meal on this respiratory allocation and nitrogenous waste excretion in lungfish entrained to a 48 h feeding cycle. Correction for the “microbial blank” was found to be critically important in assessing the aquatic component of Mo2. After correction, total Mo2 was low (~1000 mol·kg-1·h-1), and lungfish took about 40% of Mo2 from water and 60% from air. Following a meal of chironomid larvae (3.3% of body mass), Mo2 values from both air and water increased in proportion over the first 3 h and continued to increase to a peak at 5-8 h postfeeding, at which point total Mo2 (still 40% from water) was approximately 2.5-fold greater than the prefeeding level. When the same fish, entrained to the same 48 h feeding regime, were fasted, Mo2 declined then later increased prior to the next anticipated feeding. In fed fish, the elevation in Mo2 relative to fasted values was approximately 3-fold at 0-3 h and 9-fold at 5-8 h. This specific dynamic action (SDA) effect lasted until 23-26 h and amounted to only 9.5% of the oxycalorific content of the ingested meal. N-waste efflux was only slightly elevated after feeding, where there was a tendency for greater urea-N excretion (significant at 42-48 h); however, the lungfish remained ammoniotelic overall during the 48 h postfeeding period.

Nous avons étudié l’utilisation de l’air plutôt que l’eau comme milieu respiratoire d’absorption d’O2 (Mo2) chez le dipneuste africain, Protopterus annectens (Owen, 1839), (151,2 ± 3,7 g) à respiration bimodale à 26-28 °C. Nous avons aussi examiné l’impact d’un repas unique sur cette allocation respiratoire et sur l’excrétion des déchets azotés chez des dipneustes habitués à un cycle alimentaire de 48 h. Une correction pour le « blanc microbien » est absolument nécessaire dans l’évaluation de la composante aquatique de Mo2. Après correction, Mo2 est faible (~1000 mol·kg-1·h-1) et les dipneustes tirent environ 40 % de Mo2 de l’eau et 60 % de l’air. Après un repas de larves de chironomes (3,3 % de la masse corporelle), les valeurs de Mo2, tant de l’air que de l’eau, augmentent proportionnellement durant les 3 premières h et atteignent un pic à 5-8 h après le repas, au moment où Mo2 total (toujours 40 % provenant de l’eau) est d’environ 2,5 fois plus élevé qu’avant le repas. Lorsque le même poisson, toujours habitué au même régime alimentaire de 48 h, est gardé à jeun, Mo2 décline pour ensuite se relever en anticipation du prochain repas. Chez les poissons alimentés, l’élévation de Mo2 par rapport aux valeurs de jeûne est approximativement 3 fois plus grande à 0-3 h et 9 fois supérieure à 5-8 h. Cet effet d’action dynamique spécifique (SDA) dure jusqu’à 23-26 h et correspond à seulement 9,5% du contenu oxycalorifique du repas ingéré. L’élimination des déchets de N est seulement un peu plus élevée après le repas et il y a une tendance vers une excrétion accrue de N sous forme d’urée (particulièrement à 42-48 h); cependant, le dipneuste demeure en gros ammoniotélique durant la période de 48 h qui suit l’alimentation.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2008

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