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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 neurotransmisore
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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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