Biofiltros: el “corazón microbiano” de los sistemas RAS podría estar moldeando la salud de los salmones

Durante años, la industria acuícola ha considerado a los biofiltros como el componente encargado de mantener la calidad química del agua en los sistemas de recirculación acuícola (RAS), principalmente mediante la eliminación de compuestos nitrogenados. Sin embargo, una nueva investigación publicada en la revista científica Aquaculture demuestra que su función va mucho más allá: los biofiltros también actúan como una fuente permanente de bacterias que pueden modelar el ecosistema microbiano al que están expuestos los peces. Los hallazgos son particularmente relevantes para la salmonicultura, donde el uso de sistemas RAS continúa expandiéndose tanto en etapas de agua dulce como en estrategias de producción más intensivas y sostenibles. Un actor invisible con un papel decisivo El estudio fue liderado por investigadores de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), quienes evaluaron cómo las comunidades bacterianas presentes en los biofiltros influyen sobre la microbiota del agua de crianza de salmones Atlánticos juveniles. Para ello, desarrollaron tres experimentos independientes utilizando sistemas RAS de laboratorio idénticos, con una única diferencia: cada sistema contenía biofiltros provenientes de dos centros comerciales distintos de Noruega, conocidos por albergar comunidades bacterianas diferentes. Posteriormente, los investigadores intercambiaron los biofiltros entre los sistemas y monitorearon cómo cambiaba la composición bacteriana del agua. Los resultados fueron contundentes. Fig. 1. Diseño experimental de tres ensayos independientes a escala de laboratorio con sistemas RAS para el cultivo de alevines de salmón del Atlántico. Créditos: Estudio. Cuando cambia el biofiltro, cambia el agua Antes del intercambio, cada sistema presentaba una microbiota acuática característica. Sin embargo, tras trasladar los biofiltros, la comunidad bacteriana presente en el agua comenzó a parecerse cada vez más a la microbiota del nuevo biofiltro instalado. La similitud entre la microbiota del agua y la del biofiltro recién incorporado aumentó significativamente en los tres experimentos, mientras que la similitud con el biofiltro original disminuyó de forma igualmente marcada. Además, los investigadores detectaron la aparición en el agua de variantes bacterianas específicas (ASVs) que anteriormente solo estaban presentes en el biofiltro transferido, proporcionando evidencia directa de que bacterias provenientes de la biopelícula se dispersan continuamente hacia el agua de cultivo. Según los autores, este fenómeno demuestra que los biofiltros ejercen una influencia directa sobre la microbiota del agua mediante la liberación activa de microorganismos. Más que nitrificación: una fuente permanente de bacterias Los biofiltros albergan enormes cantidades de microorganismos organizados en biopelículas. Allí conviven bacterias nitrificantes responsables de transformar amonio y nitrito en nitrato, junto con una amplia diversidad de bacterias heterótrofas. Debido al movimiento constante de los soportes biológicos, la aireación y los procesos naturales de desprendimiento de biopelículas, parte de estos microorganismos se libera continuamente al agua circulante. Hasta ahora se sabía que existían bacterias compartidas entre biofiltros y agua de cultivo, pero no estaba claro si esa relación implicaba una influencia causal. Este trabajo aporta por primera vez evidencia experimental sólida de que la composición bacteriana del biofiltro puede modificar activamente la microbiota del sistema. Fig. 2. Mapas de calor que muestran la abundancia relativa (media ± DE) de los diez órdenes bacterianos más abundantes en las comunidades de los biofiltros de RAS_A y RAS_B en (a) Exp1, (b) Exp2 y (c) Exp3. Créditos: Estudio. Biofiltros más estables que el agua Otro hallazgo importante fue la notable estabilidad de las comunidades bacterianas de los biofiltros. A lo largo de los experimentos, las microbiotas asociadas a los biofiltros mostraron una mayor diversidad y una estabilidad temporal significativamente superior a la observada en el agua de cultivo. Incluso después de ser trasladados a otro sistema RAS, los biofiltros conservaron gran parte de su identidad microbiológica original. Las diferencias entre biofiltros procedentes de distintos centros permanecieron claramente visibles durante todo el estudio. Esto sugiere que cada biofiltro puede actuar como un “reservorio microbiológico” relativamente estable, capaz de influir de manera persistente sobre el entorno acuático. ¿Qué significa esto para la salmonicultura? Para los productores de salmón, los resultados abren una nueva perspectiva sobre la gestión microbiológica de los sistemas RAS. Tradicionalmente, la atención se ha centrado en parámetros físico-químicos como amonio, nitrito, oxígeno disuelto o dióxido de carbono. Sin embargo, este estudio refuerza la idea de que la calidad biológica del agua también es un factor crítico para el rendimiento de los peces. Diversas investigaciones han demostrado que las bacterias presentes en el agua pueden interactuar directamente con las superficies mucosas de los peces, incluyendo piel, branquias e intestino, influyendo potencialmente en la salud, la resistencia a enfermedades y el bienestar general. Si los biofiltros son capaces de modular estas comunidades microbianas, entonces su diseño, maduración y manejo podrían transformarse en herramientas estratégicas para optimizar la salud de los peces. Hacia una gestión microbiana más inteligente Los autores plantean que comprender mejor los mecanismos que gobiernan las comunidades bacterianas en los biofiltros podría permitir desarrollar estrategias orientadas a favorecer microbiotas beneficiosas y reducir el riesgo de proliferación de microorganismos oportunistas. En otras palabras, el futuro de los sistemas RAS podría no depender únicamente de la ingeniería hidráulica o del control químico del agua, sino también de la capacidad de gestionar activamente los ecosistemas microbianos que sostienen la producción. Una nueva mirada al corazón de los RAS El estudio concluye que los biofiltros no son simples unidades de tratamiento biológico. Son ecosistemas complejos que participan activamente en la configuración del ambiente microbiano donde viven los peces. Para una industria salmonicultora que busca mejorar eficiencia, bioseguridad y sostenibilidad, estos hallazgos podrían marcar un cambio de paradigma: el biofiltro deja de ser únicamente una herramienta para controlar el nitrógeno y pasa a ser un componente clave en la construcción de microbiomas acuáticos más saludables y estables. En definitiva, gestionar los biofiltros podría significar, en el futuro, gestionar también la salud microbiana de los salmones. Lea el estudio completo aquí: Biofilm communities in biofilters are structuring the rearing water microbiota in recirculating aquaculture systems (RAS) through dispersal of bacteria