Descubren beneficios para el salmón al retrasar transferencia a agua de mar después de la señal de invierno
Un equipo de investigadores de la Universidad de Bergen, el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía y el Instituto de Investigación Marina, descubrió que retrasar la transferencia de agua de mar hasta 8 semanas después de la señal de invierno mejora significativamente el crecimiento y la capacidad osmorreguladora del salmón del Atlántico.
El salmón del Atlántico (Salmo salar) es una especie anádroma que eclosiona y vive en agua dulce durante las primeras etapas de su vida antes de migrar al agua de mar para un crecimiento más rápido en un ambiente marino más rico en energía. A diferencia de otros peces anádromos, los salmónidos han desarrollado un conjunto complejo de cambios fisiológicos para preadaptarse a las condiciones osmóticas del ambiente de agua de mar.
El proceso de transición de un ambiente de agua dulce a uno de agua de mar se conoce como esmoltificación, o transformación parr-smolt, una etapa de desarrollo que prepara al pez para migrar río abajo y estar preparado y adaptarse a la vida oceánica. Los cambios que ocurren durante este período se caracterizan por una serie de modificaciones morfológicas, fisiológicas y de comportamiento.
En tanto, la ventana de esmoltificación se refiere a un período limitado en el que el pez está fisiológicamente completamente preparado para hacer frente a los cambios ambientales asociados con la transferencia al agua de mar. No cumplir con los criterios fisiológicos de calidad máxima de esmoltificación o transferir fuera de esta «ventana» puede resultar en una alta mortalidad, que sigue siendo un desafío importante para la industria. Además, la transferencia retrasada puede desencadenar la «desesmoltificación», es decir, cuando el pez pierde la capacidad de adaptarse al ambiente marino.
Por esta razón, comprender la dinámica y la sincronía de los mecanismos osmorreguladores en diferentes tejidos durante la ventana de esmoltificación puede proporcionar información valiosa sobre el momento de la transferencia al agua de mar, así como sobre las consecuencias de una adaptación subóptima al ambiente de agua de mar.
Bajo este escenario, un equipo de investigadores desarrolló un nuevo estudio que tuvo como objetivo detallar la dinámica de biomarcadores establecidos, como la actividad de la enzima NKA, y la expresión génica de las isoformas nka, nkcc, cftrI, cftrII y nbc, que están involucradas en las funciones osmorreguladoras de las branquias y el intestino durante la esmoltificación.
Además, examinaron cómo el momento de la transferencia al agua de mar (6 u 8 semanas después de la señal de invierno) influye en la capacidad osmorreguladora, el crecimiento y la capacidad del pez para hacer frente a un ciclo estresante de hipoxia, que se encuentra comúnmente en las condiciones de producción en el mar.
Sobre el estudio
En marzo de 2022, 500 parr de salmón del Atlántico con un peso promedio de 33.23 ± 5.41 g fueron obtenidos de la instalación RAS Lerøy Sjøtroll Kjærelva (Fitjar, Noruega) y transferidos a un sistema de flujo continuo de agua de mar en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bergen, Noruega.
Para el estudio, los peces fueron distribuidos aleatoriamente en 10 tanques cuadrados de 500 L, con 50 peces en cada tanque. Estos fueron suministrados constantemente con agua dulce a una temperatura de 10 °C, saturación de oxígeno superior al 80% y condiciones de luz constantes. Por otra parte, los salmones fueron alimentados en exceso con pellets comerciales EWOS de 2 mm proporcionados por Lerøy Sjøtroll Kjærelva y se utilizaron alimentadores automáticos durante 6 horas al día durante los períodos de luz.
Monitoreo de las adaptaciones osmorreguladoras
El tiempo de transferencia de los esguines de salmón del Atlántico desde agua dulce a agua de mar sigue siendo un desafío en la acuicultura, con la «ventana del esguín» refiriéndose al período de tiempo óptimo para la preparación para el agua de mar.
Por ello, este estudio monitoreó las adaptaciones osmorreguladoras del salmón del Atlántico durante la esmoltificación bajo luz continua (LL) y un régimen de señal de invierno (6 semanas LD 12:12) seguido de 6 u 8 semanas de luz constante. Los peces fueron posteriormente criados en agua de mar durante 8 semanas y sometidos a un evento de estrés de hipoxia cíclica al final del ensayo.
“Se observaron diferencias significativas en las trayectorias de crecimiento entre los grupos LL y LD, con los peces que recibieron la señal de invierno mostrando un crecimiento compensatorio después de la transferencia al agua de mar”, contaron los autores.
“La actividad de la Na+/K+-ATPasa (NKA) branquial, los iones plasmáticos, la glucosa y los niveles de cortisol confirmaron la importancia de la señal de invierno para la adaptación al agua de mar. Los marcadores moleculares, incluidas las isoformas de nka, el cotransportador Na+-K+-2Cl− (nkcc), el regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (cftr) y el cotransportador Na+/HCO3− (nbc), mostraron patrones de expresión temporal distintos, particularmente en las branquias y el intestino medio”, detallaron los expertos.
“Notablemente, el grupo LD con transferencia retrasada al agua de mar exhibió un crecimiento mejorado y una capacidad hipo-osmorreguladora mejorada. Estos hallazgos subrayan las ventajas de una señal de invierno en la esmoltificación y sugieren que retrasar la transferencia al agua de mar hasta 8 semanas podría ser beneficioso”, destacaron.
Ventajas de la señal de invierno
Los investigadores determinaron que “la ventaja de utilizar una señal de invierno para inducir la esmoltificación se ve aún más enfatizada por nuestras observaciones sobre otros indicadores de estrés, adaptación al agua de mar y bienestar. El grupo LL (luz continua) mostró una adaptación fisiológica general más baja a la fase de AM, incluyendo un menor HSI (índice hepatosomático) y CSI (índice cardiosomático) y niveles más altos de lactato (un indicador de estrés agudo) en comparación con los grupos LD (fotoperíodo reducido)”.
Además, la aplicación de una señal de invierno redujo la incidencia de maduración sexual masculina, un proceso que demanda importantes recursos energéticos y puede potencialmente obstaculizar la esmoltificación o el crecimiento durante la fase de agua de mar. Este problema es de particular preocupación dentro de la industria acuícola.
“Durante la fase de agua dulce, el grupo LL tuvo un mayor número de peces clasificados como en maduración (3 machos en maduración de un total de 121 machos) según su GSI (índice gonadosomático)”, puntualizaron los científicos.
Estos resultados indican claramente que, como han demostrado estudios previos, la señal de invierno puede detener, reducir o retrasar el proceso de maduración sexual tanto en smolts como en post-smolts. Este patrón también se corroboró durante las fases de agua de mar, donde al final del ensayo, se encontraron varios machos en maduración más en el grupo LL en comparación con los grupos LD.
Lea el estudio completo aquí: Integration of Gill and Intestinal Osmoregulatory Functions to Assess the Smoltification Window in Atlantic Salmon.
El salmón del Atlántico (Salmo salar) es una especie anádroma que eclosiona y vive en agua dulce durante las primeras etapas de su vida antes de migrar al agua de mar para un crecimiento más rápido en un ambiente marino más rico en energía. A diferencia de otros peces anádromos, los salmónidos han desarrollado un conjunto complejo de cambios fisiológicos para preadaptarse a las condiciones osmóticas del ambiente de agua de mar.
El proceso de transición de un ambiente de agua dulce a uno de agua de mar se conoce como esmoltificación, o transformación parr-smolt, una etapa de desarrollo que prepara al pez para migrar río abajo y estar preparado y adaptarse a la vida oceánica. Los cambios que ocurren durante este período se caracterizan por una serie de modificaciones morfológicas, fisiológicas y de comportamiento.
En tanto, la ventana de esmoltificación se refiere a un período limitado en el que el pez está fisiológicamente completamente preparado para hacer frente a los cambios ambientales asociados con la transferencia al agua de mar. No cumplir con los criterios fisiológicos de calidad máxima de esmoltificación o transferir fuera de esta «ventana» puede resultar en una alta mortalidad, que sigue siendo un desafío importante para la industria. Además, la transferencia retrasada puede desencadenar la «desesmoltificación», es decir, cuando el pez pierde la capacidad de adaptarse al ambiente marino.
Por esta razón, comprender la dinámica y la sincronía de los mecanismos osmorreguladores en diferentes tejidos durante la ventana de esmoltificación puede proporcionar información valiosa sobre el momento de la transferencia al agua de mar, así como sobre las consecuencias de una adaptación subóptima al ambiente de agua de mar.
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Bajo este escenario, un equipo de investigadores desarrolló un nuevo estudio que tuvo como objetivo detallar la dinámica de biomarcadores establecidos, como la actividad de la enzima NKA, y la expresión génica de las isoformas nka, nkcc, cftrI, cftrII y nbc, que están involucradas en las funciones osmorreguladoras de las branquias y el intestino durante la esmoltificación.
Además, examinaron cómo el momento de la transferencia al agua de mar (6 u 8 semanas después de la señal de invierno) influye en la capacidad osmorreguladora, el crecimiento y la capacidad del pez para hacer frente a un ciclo estresante de hipoxia, que se encuentra comúnmente en las condiciones de producción en el mar.
Sobre el estudio
En marzo de 2022, 500 parr de salmón del Atlántico con un peso promedio de 33.23 ± 5.41 g fueron obtenidos de la instalación RAS Lerøy Sjøtroll Kjærelva (Fitjar, Noruega) y transferidos a un sistema de flujo continuo de agua de mar en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bergen, Noruega.
Para el estudio, los peces fueron distribuidos aleatoriamente en 10 tanques cuadrados de 500 L, con 50 peces en cada tanque. Estos fueron suministrados constantemente con agua dulce a una temperatura de 10 °C, saturación de oxígeno superior al 80% y condiciones de luz constantes. Por otra parte, los salmones fueron alimentados en exceso con pellets comerciales EWOS de 2 mm proporcionados por Lerøy Sjøtroll Kjærelva y se utilizaron alimentadores automáticos durante 6 horas al día durante los períodos de luz.
Monitoreo de las adaptaciones osmorreguladoras
El tiempo de transferencia de los esguines de salmón del Atlántico desde agua dulce a agua de mar sigue siendo un desafío en la acuicultura, con la «ventana del esguín» refiriéndose al período de tiempo óptimo para la preparación para el agua de mar.
Por ello, este estudio monitoreó las adaptaciones osmorreguladoras del salmón del Atlántico durante la esmoltificación bajo luz continua (LL) y un régimen de señal de invierno (6 semanas LD 12:12) seguido de 6 u 8 semanas de luz constante. Los peces fueron posteriormente criados en agua de mar durante 8 semanas y sometidos a un evento de estrés de hipoxia cíclica al final del ensayo.
“Se observaron diferencias significativas en las trayectorias de crecimiento entre los grupos LL y LD, con los peces que recibieron la señal de invierno mostrando un crecimiento compensatorio después de la transferencia al agua de mar”, contaron los autores.
“La actividad de la Na+/K+-ATPasa (NKA) branquial, los iones plasmáticos, la glucosa y los niveles de cortisol confirmaron la importancia de la señal de invierno para la adaptación al agua de mar. Los marcadores moleculares, incluidas las isoformas de nka, el cotransportador Na+-K+-2Cl− (nkcc), el regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (cftr) y el cotransportador Na+/HCO3− (nbc), mostraron patrones de expresión temporal distintos, particularmente en las branquias y el intestino medio”, detallaron los expertos.
“Notablemente, el grupo LD con transferencia retrasada al agua de mar exhibió un crecimiento mejorado y una capacidad hipo-osmorreguladora mejorada. Estos hallazgos subrayan las ventajas de una señal de invierno en la esmoltificación y sugieren que retrasar la transferencia al agua de mar hasta 8 semanas podría ser beneficioso”, destacaron.
Ventajas de la señal de invierno
Los investigadores determinaron que “la ventaja de utilizar una señal de invierno para inducir la esmoltificación se ve aún más enfatizada por nuestras observaciones sobre otros indicadores de estrés, adaptación al agua de mar y bienestar. El grupo LL (luz continua) mostró una adaptación fisiológica general más baja a la fase de AM, incluyendo un menor HSI (índice hepatosomático) y CSI (índice cardiosomático) y niveles más altos de lactato (un indicador de estrés agudo) en comparación con los grupos LD (fotoperíodo reducido)”.
Además, la aplicación de una señal de invierno redujo la incidencia de maduración sexual masculina, un proceso que demanda importantes recursos energéticos y puede potencialmente obstaculizar la esmoltificación o el crecimiento durante la fase de agua de mar. Este problema es de particular preocupación dentro de la industria acuícola.
“Durante la fase de agua dulce, el grupo LL tuvo un mayor número de peces clasificados como en maduración (3 machos en maduración de un total de 121 machos) según su GSI (índice gonadosomático)”, puntualizaron los científicos.
Estos resultados indican claramente que, como han demostrado estudios previos, la señal de invierno puede detener, reducir o retrasar el proceso de maduración sexual tanto en smolts como en post-smolts. Este patrón también se corroboró durante las fases de agua de mar, donde al final del ensayo, se encontraron varios machos en maduración más en el grupo LL en comparación con los grupos LD.
