A medida que aumenta la demanda mundial de productos del mar, la dependencia tradicional de los alimentos a base de pescado para la acuicultura plantea importantes desafíos ambientales. Los científicos creen que las microalgas son una solución prometedora, debido a la gran cantidad de especies (se cree que existen más de un millón de cepas en la naturaleza) y los compuestos que contienen, como proteínas, ácidos grasos y colorantes.
Con esto en mente, investigadores de Nofima, la Universidad de Las Palmas y la Universidad de Gante decidieron investigar si la selección reproductiva podría ayudar a las microalgas a crecer más rápido y producir más ácidos grasos omega-3. Su investigación se enmarca en el proyecto NewTechAqua, que tiene como objetivo desarrollar y validar avances tecnológicos y aplicaciones para ampliar y diversificar la producción europea de peces, moluscos y microalgas.
Mejores costos de producción
Marie Lillehammer, científica principal de Nofima a The Advocate, señaló que «las microalgas son prometedoras, pero su uso a mayor escala es un desafío porque los costos de producción son más altos que los de otros ingredientes de la competencia.
Queríamos ver si podíamos desarrollar cepas cultivadas de microalgas que estuvieran hechas a medida para un uso y un entorno de producción particulares», explicó Lillehammer.
La científica y su equipo eligieron la especie Seminavis robusta, un alga heterotálica que se reproduce sexualmente como parte de su ciclo de vida natural.
Aunque no es la fuente de alimento más relevante, es una especie típica de investigación que se utiliza a menudo en los laboratorios y fue la más fácil de manejar durante las pruebas de reproducción sexual, según la Universidad de Las Palmas. Ocho líneas de la especie se cruzaron entre sí en una generación y se probaron en el experimento de cría.
Categorías
La mayoría de los rasgos a mejorar durante los programas de cultivo se pueden dividir en tres categorías: crecimiento (eficiencia de producción de una especie), composición (contenido de proteínas y grasas) y robustez (resistencia a enfermedades y capacidad de adaptación a ciertos entornos). En este estudio se incluyó el crecimiento y la composición de ácidos grasos. Para estudios posteriores, será relevante explorar otros rasgos de composición y robustez, indica Lillehammer.
Proceso
«El programa comienza clasificando a los padres potenciales, seleccionando a los mejores y cruzándolos para producir la próxima generación», dijo Lillehammer
Agrega que «el cruzamiento, una forma natural de recrear la variación genética, no es tan sencillo, porque algunas cepas no son necesariamente compatibles debido a mecanismos que impiden que se crucen con cepas que son muy diferentes a ellas. Al principio terminamos con algunas cepas no compatibles que no se podían cruzar. Aun así, pudimos poner en marcha un experimento que nos permitió estimar la variación genética en los rasgos de interés. Descubrimos que el 18 por ciento de la producción de omega-3 en S. robusta está determinada por los genes, lo que podría producir una mejora del 8,8 por ciento a partir de una generación de selección, si se selecciona el 20 por ciento de los padres potenciales», explicó la científica de Nofima.
Expectativas
Para el crecimiento, Lillehammer y su equipo esperan que, con una tasa de herencia del 50 por ciento, S. robusta crezca un 25 por ciento más rápido por generación. En teoría, se trata de un aumento de nueve veces al año, dadas 10 generaciones en un año. Debido a que existe variación genética en las microalgas, su composición puede verse alterada seleccionando y cruzando las mejores cepas. Esta respuesta acumulada a lo largo de generaciones se obtiene sin ninguna modificación genómica. Pero se requerirá más investigación en áreas como las limitaciones fisiológicas que podrían detener el crecimiento a lo largo de generaciones y cualquier efecto secundario del crecimiento.
«Para la producción comercial, no podremos confiar solo en la cría selectiva para producir las mejores cepas posibles», dijo Lillehammer. «Tendremos que optimizar el entorno de crecimiento y también las condiciones de cultivo. Una diferencia entre las microalgas y muchos otros organismos que se crían selectivamente es el intervalo de generación muy corto. Por ejemplo, podríamos llevar a cabo múltiples rondas de selección sin averiguar cómo sobrevivirían estas culturas durante un período más largo. Cuando se logra un gran progreso en un corto período de tiempo, es importante monitorear cualquier efecto secundario no deseado, no porque esperemos que sea grave, sino porque no sabemos nada sobre ellos».
Mayor exploración
Lillehammer y su equipo dicen que la cría selectiva de microalgas debe explorarse más a fondo si las microalgas se van a convertir en un ingrediente importante para los alimentos acuícolas en el futuro. Los próximos pasos serán la cría selectiva de otras especies de microalgas con un gran potencial como ingredientes de alimentos acuícolas y la comparación de su crecimiento en condiciones a gran escala, así como el establecimiento de formas de medir el crecimiento para garantizar la producción en un entorno más comercial.
«Solo medimos el crecimiento y la composición de ácidos grasos en condiciones de laboratorio utilizando cantidades muy pequeñas durante un período de tiempo muy corto. Podemos criar microalgas selectivamente y hacer que crezcan más rápido, pero no sabemos si las cepas que crecen más rápido en un laboratorio crecerán más rápido en condiciones comerciales. Todavía estamos en la etapa de prueba y demostrando que nuestra investigación funciona, pero es extremadamente inspiradora y creo que marcará la diferencia cuando se trata de usar microalgas como ingrediente de alimentos acuícolas», cerró Lillehammer.
