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Boletín N˚ 86 – Setiembre 2009
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Biotecnología Marina en Acuicultura de Camarones
Dr. Jorge
Alfaro Montoya
Escuela de
Ciencias Biológicas,
Universidad
Nacional
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Introducción
La
acuicultura es el sector productivo de alimentos de mayor crecimiento mundial
(8,8% anual), particularmente en Latinoamérica y el Caribe, con una tasa
anual de 21,3%, principalmente en actividades de cultivo de camarones y
salmones. Los camarones marinos
pertenecen a la familia Penaeidae. Esta familia de invertebrados, e incluso la
misma especie se cultiva en Latinoamérica y Asia. La especie Penaeus (Litopenaeus) vannamei originaria del Pacífico Americano, representa el
50% de la producción del continente asiático. En China, esta especie alcanza
el 71% de la producción de camarones de 600,000 T.M. anual.
El
avance científico y tecnológico del cultivo de estos animales marinos incluye
la investigación de nuevas alternativas para inducir la maduración gonadal
controlada y predecible para la producción masiva de larvas. Una de estas
alternativas, muy poco estudiada, es la tecnología de trasplantes de tejido
nervioso. Otra área clave para el avance de la industria del cultivo de
camarones a nivel mundial es la calidad reproductiva de los machos. Los
resultados de las investigaciones fueron entregados a la comunidad científica
mundial en varios artículos científicos publicados en el 2007, 2008 y 2009,
en la Revista Aquaculture (Editorial Elsevier), la Revista Aquaculture
Research (Editorial Blackwell
Publishing Ltd), y la Revista de Biología Marina y
Oceanografía (Facultad de Ciencias del Mar y de Recursos Naturales,
Universidad de Valparaíso, Chile). Los descubrimientos realizados son de
carácter universal por cuanto corresponden a principios biológicos y
aplicaciones biotecnológicas nunca antes descritos en ninguna especie.
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A) Tecnología de
implantes en reproducción controlada:
Aquaculture 288 (2009) 126-131 y Aquaculture Research (2009) en
prensa:
En
el Laboratorio de Reproducción Controlada de Camarones de la Estación de Biología
Marina, de la Escuela de Ciencias Biológicas, desarrollamos una técnica para
implantar tejidos en el cuerpo de los camarones y así poder analizar el grado
de viabilidad de los tejidos implantados. El interés particular de aplicar
esta tecnología se centra en un tejido específico llamado cadena de ganglios
nerviosos del tórax. Los descubrimientos científicos anteriores sugieren que
este tejido produce una hormona que estimula la maduración de los ovarios, y
por lo tanto, su manipulación representa una alternativa para controlar la
reproducción en cautiverio de camarones cultivables. Sin embargo, esta
hormona hipotética aún no ha sido identificada químicamente y la inmunología
de trasplantes de camarones es un campo científico desconocido.
Nuestros
descubrimientos revelaron que los trasplantes de los ganglios torácicos de
varias especies son reconocidos y aceptados como propios por la especie de
cultivo: P. vannamei,
sin activar el mecanismo típico de rechazo, llamado encapsulación. Si el
implante pertenece a una especie muy distante evolutivamente si se induce el
rechazo inmunológico. Además descubrimos un nuevo mecanismo de absorción que
impide a los implantes permanecer viables por tiempo indefinido, generando
una lenta asimilación del tejido sin dejar marcas de rechazo. Este mecanismo
nunca antes se había reportado, así que abre nuevos horizontes de
investigación. Las implicaciones endocrinas de la tecnología de trasplantes
para inducir la maduración ovárica en camarones comerciales también fueron estudiadas.
Nuestros descubrimientos, contrario a los supuestos generalizados, sugieren
que los extractos e implantes de ganglios torácicos de hembras en maduración
son poco efectivos en comparación con la inyección de serotonina sola o en
combinación con el espiperone, según respaldan los
resultados de este estudio y nuestros descubrimientos previos sobre la
aplicación de neurotransmisores.
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B) Biología reproductiva
de machos:
Aquaculture 270 (2007)
436–442, Revista de Biología Marina y
Oceanografía 43(1) (2008) 167-171
Microscopia
electrónica de transmisión fue aplicada a espermas removidas de machos y
hembras pertenecientes a las especies: P.
vannamei, P. (Litopenaeus)
stylirostris y P. (Litopenaeus)
occidentalis. Se descubrió que una región denominada
malla filamentosa (MF) y localizada entre el núcleo y la capa semiesférica,
se desarrolla de manera diferente en estas tres especies filogenéticamente
relacionadas. Se sugiere que la formación completa de la región MF es
necesaria para la maduración del acrosoma y que
este proceso continúa luego del apareamiento en algunas especies de Litopenaeus.
Además, se descubrió que las espermas maduras de P. occidentalis son capacitadas para fertilizar, luego
del apareamiento. Estos avances ofrecen un nuevo enfoque para el desarrollo
tecnológico del manejo in vitro de gametos.
Complementariamente, se realizó un estudio preliminar como un primer
paso en la exploración del efecto de la hormona juvenil III (HJ III) y el metil farnesoato
(MF) sobre la calidad de espermatóforos de P. vannamei.
Estos experimentos demuestran por primera vez la función endocrina y el nivel
adecuado del MF en el control reproductivo de machos de camarones de la
familia Penaeidae.
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