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LA ACUICULTURAY LOS RITMOS BIOLÓGICOS

Fotoperiodo

Temperatura

En la actualidad no es rentable ni éticamente aceptable el empleo de condiciones de cultivo que causen estrés a los peces y alteren sus patrones normales de comportamiento.

DIVULGACIÓNSOCIEDADESPAÑOLA DE ACUICULTURA

Este artículo se enmarca dentro de las actuaciones recogidas en el Convenio de colaboración firmado en diciembre de 2009 entre la Fundación ObservatorioEspañol de Acuicultura (Fundación OESA) y la Sociedad Española de Acuicultura (SEA), y más concretamente en el ámbito de actuación relativo al

estrechamiento de las relaciones entre la comunidad científica y el sector empresarial a través de la figura de “hojas divulgativas”.Este artículo ha sido elaborado por L.M. Vera (lmvera@um.es) y F.J. Sánchez. Dpto Fisiología. Grupo de Cronobiología de Peces. Universidad de MurciaInfografía: Tiago Fernandes Farias (tiagofernandes.br@hotmail.com). UPM.

RITMOS BIOLÓGICOS EN PECESA lo largo de la evolución los peces han desarro-

llado relojes biológicos que se sincronizan con loscambios cíclicos que se dan en el medio ambientecomo consecuencia de los ciclos geofísicos que ori-ginan la alternancia día-noche, los ciclos mareales,las fases lunares y las estaciones. Los marcapasosinternos tienen un papel fundamental en el controlde los ritmos biológicos ya que permiten a los pecesmedir el paso del tiempo, integrando la informaciónambiental recibida a través del órgano pineal ytransducida por la hormona melatonina, a fin deanticipar eventos predecibles (p.ej. el alba o la pri-mavera) y optimizar sus funciones fisiológicas comola alimentación y reproducción.

La cronobiología es una disciplina de la fisiologíaque se encarga del estudio de los ritmos biológicos,con múltiples aplicaciones en acuicultura.

APLICACIONES DE LA CRONOBIOLOGÍA ENACUICULTURA

Dado que los ritmos biológicos aparecen muypronto durante la ontogenie y afectan a la mayoríade funciones biológicas del pez, el potencial campode aplicación en acuicultura es muy amplio con eldoble objetivo de optimizar los sistemas de produc-ción y salvaguardar el bienestar de los peces. Dadoque el alimento es uno de los principales costes deproducción, la mejora de estrategias de alimenta-ción es una de las aplicaciones más directas delestudio de los ritmos de apetito de los peces. El con-trol de los ritmos de reproducción es otra de lasáreas de aplicación más comunes. El cultivo larvariotambién puede beneficiarse de la transferencia deconocimientos sobre el efecto de factores ambienta-les críticos durante el desarrollo de los ritmos bioló-gicos y su repercusión en adultos.

En la actualidad no es rentable ni éticamenteaceptable el empleo de condiciones de cultivo quecausen estrés a los peces y alteren sus patronesnormales de comportamiento. Por lo tanto, cobraimportancia el diseño de protocolos adecuados decultivo que permitan el desarrollo rítmico normal delas funciones fisiológicas y de comportamiento, ase-gurando así el bienestar y óptimo desarrollo de lospeces en las plantas de acuicultura.

RITMOS DE ALIMENTACIÓN: ¿CUÁNDO DAR DECOMER A LOS PECES?

Tradicionalmente, los acuicultores han tenido pre-sente que la cantidad de alimento y su composiciónadecuada son puntos clave para asegurar a los pecesun estado físico y nutricional óptimo. Sin embargo, nose debe menospreciar la importancia que tiene elmomento del día en el que se proporciona este ali-mento. Los peces no se alimentan por igual a cual-quier hora del día. Cuando se les ofrece la oportuni-dad de elegir su propio horario de comidas (por ejem-plo mediante comederos a demanda), los peces sue-len elegir una determinada hora del día o de la noche,

según su cronotipo diurno/nocturno (Madrid et al.,2001). Un horario de comidas no adecuado para laespecie, no sólo incidirá negativamente en el creci-miento y rendimiento de la dieta, sino que tambiénprovocará polución en el agua y el deterioro del bie-nestar de los peces. En este sentido, estudios recien-tes han demostrado que peces alimentados de mane-ra aleatoria presentan un peor crecimiento inicial yconcentraciones de cortisol (hormona indicadora deestrés) hasta diez veces mayores que peces alimen-tados todos los días a la misma hora (Vera et al.,2007; Sánchez et al., 2009). Estos y otros resultadosponen de manifiesto que los ciclos regulares de ali-mentación estabilizan los ritmos biológicos en peces,ya que los regímenes caóticos provocan la pérdida deintegración temporal y consecuentemente conllevanefectos negativos indeseados.

Por todo ello, se hace indispensable el diseño desistemas de alimentación optimizados: alimentadoresy protocolos de alimentación apropiados para cadaespecie, teniendo en cuenta tanto la influencia de lossincronizadores ambientales (luz, temperatura) comoel tamaño y estado de desarrollo de los peces.

RITMOS DE REPRODUCCIÓN Y ONTOGENIAEn especies como el salmón ha existido una revo-

lución debido a la manipulación artificial del fotoperio-do y la temperatura para controlar su reproducción.Sin embargo, debido a la complejidad de los meca-nismos fisiológicos reguladores y la heterogeneidadde respuestas, existe incertidumbre a la hora de apli-car protocolos de manipulación adecuados para ade-lantar/retrasar los ritmos de reproducción de unadeterminada especie. Además, en muchos casos sedesconocen los efectos a largo plazo sobre la fisiolo-gía de los peces, aunque existen resultados que indi-can la importancia del fotoperiodo sobre los ritmos dehormonas sexuales (Oliveira et al., 2009). Asimismo,el empleo de condiciones lumínicas inadecuadasdurante el desarrollo temprano ha tenido un impactonegativo sobre la explotación comercial de algunasespecies como el salmón, la lubina o el lenguado. Unrégimen de iluminación incorrecto puede comprome-ter seriamente la funcionalidad reproductiva de estospeces en su estado adulto así como afectar a su bie-nestar (Bayarri et al., 2009).

En concreto, es importante el desarrollode nuevas tecnologías y protocolos deiluminación avanzados quetengan en considera-ción los requeri-mientos

específicos de cada especie (Vera et al., 2010) y el esta-do del ciclo vital (larva, juvenil o adulto). El empleo de LEDspodría ayudar a mejorar la iluminación artificial en las jau-las y tanques de tierra, proporcionando un fotoperiodo y

unas condiciones de intensidad y espectro lumínicosapropiados para cada especie. Además, la aplicación

de sistemas informáticos que integren y controlenlas características de la luz es fundamental paraasegurar la correcta sincronización de los ritmosde los peces.

La existencia de condiciones ambientalesadecuadas parece especialmente importantedurante el desarrollo temprano de los peces,un momento crítico del ciclo vital en el quelos animales son más vulnerables y en elque se pueden producir daños irreversi-bles con mayor facilidad. Un recientetrabajo ha evidenciado que las larvas delubina tienen un mejor y más rápido creci-miento, mayor supervivencia y una menorincidencia de malformaciones bajo un

ciclo luz/oscuridad de luzazul, similar al del

medio marino en elque habitan (Villami-zar et al., 2009).

CRONOTOXICIDAD Y BIENESTAR DE PECESOtro campo de aplicación de la cronobiología es el

estudio de los ritmos de toxicidad de compuestos emple-ados habitualmente en acuicultura (p.e. anestésicos),que pueden ejercer sobre los peces distintos grados detoxicidad y efectividad dependiendo del momento del díaen el que se administren. Por ello, es importante deter-minar el momento óptimo (menor toxicidad y mayor efec-tividad) para disminuir el consumo de estas sustanciasquímicas y reducir sus efectos negativos en los peces. Enel futuro se elaborarán protocolos de manejo (anestesia,vacunación, baños de antibióticos y/o desinfectantes,etc.) más efectivos si se tiene en cuenta la hora del díaen el que se llevan a cabo.

En resumen, la cronobiología se ha desvelado comouna disciplina fundamental a tener en cuenta en acui-cultura, ya que la aplicación de las investigaciones eneste campo puede ser crucial para la solución de algu-nos problemas importantes que hoy en día se dan enel sector acuícola. Los beneficios pueden ser numero-sos, tanto desde el punto de vista industrial (produc-ción) como de salvaguarda del bienestar de los pecesen cultivo, especialmente en una sociedad donde losconsumidores son cada vez más sensibles y deman-dan una acuicultura responsable.�

Cerebro

Retina

Oscilador central

Gónadas

Las variaciones cíclicas de los factores ambientales (luz, temperatura, horario de alimentación)son detectadas por el cerebro y la retina de los peces. esta información exterior se traduce y llegaal oscilador central como señales hormonales (melatonina) y neuronales, permitiendo lasincronización de los ritmos diarios y estacionales de los peces.

ESQUEMA DEL SISTEMA CIRCADIANO DE LOS PECES:

Horario dealimentación

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