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RESUMENEn este trabajo se presentan los resultados de

tres experiencias anuales de cría intensiva de peje-rrey, Odontesthes bonariensis, realizadas en el marco del Programa de cría experimental de pejerrey de la Dirección de Desarrollo Pesquero. Juveniles de 19 y 25 días de edad fueron cultivados en estan-ques de 100 metros cuadrados, a densidades de 25 y 25,4 individuos por metro cuadrado. En todos los casos el flujo de agua fue discontinuo y se suministró alimento artificial 2 veces al día (2% de la biomasa total estimada). En las experiencias se efectuaron muestreos regulares con el objeto de evaluar crecimiento, supervivencia y biomasa. La totalidad de los datos se ajustaron a modelos de crecimiento, supervivencia, y relación longitud–peso por el método de cuadrados mínimos. Las ecuaciones obtenidas fueron las siguientes:

,

y

,

donde Lst=longitud corporal estándar, N=número de individuos supervivientes, P=peso y t=tiempo. Comparando estos resultados con los obtenidos por otros autores, comprobamos que en estas expe-riencias la biomasa final fue la más alta para perío-dos de cría similares. Los resultados obtenidos en este trabajo representan una contribución al manejo de la especie en condiciones de cultivo intensivo

PALABRAS CLAVE: peces – Odontesthes bona-riensis – pejerrey – acuicultura – piscicultura – Chascomús – Argentina

ABSTRACTBERASAIN, G., D. COLAUTTI & C.

VELASCO. 2000. Culture of the pejerrey, Odontes-thes bonariensis, during its first year of life. Rev. Ictiol., 8 (1/2): 1–7.

The results from three annual experiences of intensive breeding of the pejerrey, Odontesthes bonariensis, as part of a program of the Fisheries Development Direction, are presented. Finger-lings of 19 and 25 days old were cultivated in arti-ficial ponds of 100 square meters, at initial densi-ties of 25 and 25.4 individuals per square meter. A discontinuous flow of water was set up. Fish were fed twice a day with artificial food (2% of the estimated total biomass). In each expe-rience, populations were sampled regularly, in order to evaluate growth, survival and biomass. With the entire data set growth, survival, and length weight relationship curves were fitted by the method of minimum squares.

The resulting equations were:

,

and

,

where Lst is the standard body length, N is the number of surviving individuals, P is the body weight and t is time. Comparing these results to those obtained by other authors, it has been shown that these experiences produced the larg-est final biomass for similar periods of cultivation. The results obtained in this work represent a con-tribution to the management of this species under intensive conditions.

Revista de Ictiología 8 (1/2): 1–7, 2000

Experiencias de cría de pejerrey, Odontesthes bonariensis, durante su primer año de vida

Gustavo BERASAIN1 – Darío COLAUTTI2 – Claudia VELASCO1

1 Estación Hidrobiológica Chascomús, Departamento de Desarrollo y Tecnología Pesquera, Dirección de Desarrollo Pesquero, Subsecretaría de Actividades Pesqueras, Ministerio de la Producción de la Provincia de Buenos Aires.Av. Lastra y Juarez . 7130 Chascomús, (Buenos Aires), Argentina.Correo electrónico: berasainhidrobiologica@infovia.com.ar2 Depto. de Explotaciones Comerciales, Dirección de Desarrollo Pesquero, Subsecretaría de Actividades Pesqueras, Ministerio de Producción de la Provincia de Buenos Aires.51 esq. 12, 8º piso, 1900 La Plata, Buenos Aires, Argentina.Correo electrónico: dariocolautti@infovia.com.ar

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KEY–WORDS: Odontesthes bonariensis – silver-side – aquaculture – fish culture – Chascomús – Argentina

INTRODUCCIÓNDe acuerdo a lo expresado por diversos autores

(Thorton et al., 1982; Bonetto & Castello, 1985; Rear-tes, 1987; López et al. 1991; Grosman, 1995; Rear-tes, 1995) el pejerrey, Odontesthes bonariensis, es sin dudas uno de los peces de agua dulce de mayor importancia deportiva y comercial de la Argentina. Las primeras experiencias sobre piscicultura de esta especie se realizaron en el año 1904 (Marini & Mastrarrigo, 1963) y desde entonces a la actualidad han sido construidas varias estaciones hidrobioló-gicas con el mismo objeto en todo el país. Pese a que la piscicultura del pejerrey está próxima a cumplir un siglo, aún hoy su actividad es típica-mente estacional y restringida a la producción de larvas para reforzar poblaciones naturales. Salvo algunas experiencias aisladas en estanques, como la de Valette en 1939 y la de Mc Donagh en 1946, es recién a partir de 1980 que comienzan a cono-cerse trabajos referidos a su piscicultura en con-diciones intensivas ó semiintensivas (Luchini et al., 1984; Piedras et al., 1987; Reartes, 1987; Reartes & Donatti, 1987; Artázcoz et al., 1991; Grosman, 1995; Reartes, 1995; Grosman & Gonzales Caste-lain, 1996; Berasain et al., 1998; Colautti & Remes Lenicov, 1998; Gómez, 1998) o extensivas (Mac Donagh, 1946; Vila & Soto, 1984; Zagarese, 1989).

La Estación Hidrobiológica de Chascomús fue construida en 1942 y produjo desde su puesta en marcha, larvas de pejerrey que fueron destinadas a distintos cuerpos de agua provinciales, nacio-nales e internacionales (Berasain et al., 1999). A fines de la década del 80 se comenzaron a realizar experiencias de cría intensiva con el objetivo de lograr:

–Un sistema de cultivo capaz de producir juve-niles de longitud mayor a 8 cm, que permitan reforzar efectivamente las poblaciones naturales.

–Formar un plantel de reproductores domesti-cados y seleccionados por poseer caracteres desea-bles.

–Estudiar y mejorar el crecimiento, la supervi-vencia, la producción y el manejo en cautiverio de esta especie.

En el presente trabajo se presentan y compa-ran los resultados de crecimiento y supervivencia obtenidos en tres experiencias de cría, en las que se intentó someter a los peces a idénticas condicio-nes desde los pocos días del nacimiento hasta el primer año de vida.

MATERIALES Y MÉTODOSLos peces utilizados en las experiencias fueron

obtenidos a partir de un desove artificial de reproductores capturados en la laguna de Gómez

(Pdo. de Junín, Prov. de Buenos Aires, Argentina) durante los meses de noviembre y diciembre de 1997 y 1998. Los huevos fueron incubados en la Estación Hidrobiológica de Chascomús (Prov. de Buenos Aires, Argentina). Tanto el desove como la incubación se efectuaron siguiendo las técnicas descriptas por Ringuelet (1943) y González Rega-lado y Mastrarrigo (1948).

Las larvas recién eclosionadas fueron manteni-das en peceras con circulación continua de agua y alimentadas a partir del tercer día de nacidas con nauplios de artemia ad libitum hasta el inicio de los experimentos.

Las tres experiencias fueron realizadas en la Estación Hidrobiológica de Chascomús y consis-tieron en la crianza de pejerrey durante su primer año de vida en estanques rectangulares de mate-rial de 100 m2 de superficie. Dos de los ensayos se realizaron en 1998 (1998 A y B) a partir de juve-niles de 25 días, sembrados a una densidad de 25 individuos por metro cuadrado. En 1999 el experi-mento se inició con peces de 19 días de edad, a una densidad de 25,4 individuos por metro cuadrado. El tratamiento de los estanques fue el mismo en todos los casos. Se utilizó agua de pozo y la circu-lación fue discontinua para reposición de lo eva-porado, oxigenación y refrigeración en momen-tos críticos. Se suministró alimento balanceado para truchas marca Ganave, molido y distribuido manualmente dos o tres veces al día. La ración diaria fue del 2% de la biomasa total estimada. La temperatura del agua se midió diariamente a las 9:00 y 15:00 horas.

Durante las experiencias de 1998 (1/98 al 11/98) se realizaron nueve muestreos de peces y en la de 1999 (12/98 al 11/99), ocho. A cada ejemplar muestreado se le midió longitud estándar en centímetros (Lst) y peso en gramos (P). En tres de los muestreos se realizó un conteo del total de individuos vivos. Sobre la base de los datos obtenidos se estimaron las tallas promedio para cada muestreo y se evaluó la existencia de diferencias entre las experiencias a edades equivalentes, mediante un análisis factorial de la varianza (ANOVA) a dos vías siendo los factores las experiencias y las edades, éstas últimas consideradas como medidas repetidas. Las diferencias entre muestras se analizaron mediante el test de Tukey, (p<0,05). El test de Levene y el de Kolmogorov–Smirnov permitieron comprobar respectivamente la homogeneidad de la varianza y la normalidad de todos los datos.

El porcentaje de sobrevivientes (%S) se calculó con la fórmula de O´Conell Raymond, 1970 (Fex de Santis, 1991), como:

Rev. Ictiol. 8 (1/2): 1–7, 2000G. Berasain – D. Colautti – C. Velasco

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donde Lc es el número de ejemplares capturados en las muestras, SF el número de ejemplares vivos al final de la experiencia, Ls el número de ejem-plares iniciales y K una constante equivalente a SF/100.

Se calculó el índice de conversión (ICA) del ali-mento como:

ICA = Alimento ofertado (g) / Incremento de biomasa (g)

A partir del número de sobrevivientes y el peso individual promedio al final de cada experiencia, se calculó la biomasa total producida.

Con la información obtenida en todas las expe-riencias, se procedió al ajuste a modelos de super-vivencia y crecimiento en longitud y peso en fun-ción del tiempo, mediante el método de cuadra-dos mínimos. Las ecuaciones utilizadas fueron las siguientes:

Supervivencia:

Crecimiento en longitud: (modelo de Von Bertalannfi)

Crecimiento en peso: se obtuvo transformando la curva de crecimiento en longitud, utilizando los parámetros de mejor ajuste a la relación entre la longitud y el peso, según la ecuación donde N0= número hipotético de individuos de edad 0; Nt= cantidad de individuos en deter-minado momento t; z = tasa de mortalidad; t = tiempo en días; Lstt= es la longitud estándar del pez en el momento t; Lst∞ longitud estándar máxima; k = coeficiente de crecimiento; t0 = momento hipotético en que la talla es 0; a y b son la ordenada al origen y la pendiente de la recta de regresión entre los logaritmos de la lon-gitud estándar y el peso de todos los individuos muestreados.

Sobre la base de los modelos de crecimiento en peso y supervivencia se obtuvo la curva de incre-mento de biomasa en función del tiempo de cría.

Los resultados obtenidos se compararon mediante tablas y gráficos con los obtenidos en experiencias realizadas por otros autores. Las transformaciones de longitud total a longitud estándar se realizaron con la siguiente fórmula:

, obtenida a partir de la regre-sión lineal entre las longitudes estándar y totales de 205 ejemplares distribuidos en el intervalo de tallas de las estimaciones.

RESULTADOSEn la Tabla 1 se presentan los valores de la tem-

peratura promedio (en grados centígrados, ºC) y la cantidad de alimento entregado (en gramos), durante las experiencias de 1998 y 1999. Durante los meses de abril, mayo, junio, julio y agosto de 1999 las temperaturas medias mensuales del agua

fueron significativamente menores (p<0,05) a las registradas en el año 1998. Por otra parte, en la experiencia del año 1999 se suministró mayor can-tidad de alimento que durante 1998.

En la Tabla 2 se presenta la edad (en días) a la que se tomaron las muestras, la longitud estándar y el peso (promedios), ambos con sus respectivos desvíos, y la supervivencia porcentual.

Cría de pejerrey, Odontesthes bonariensis

Tabla 1. Cantidad de alimento suministrado (en gramos) y temperatura media mensual (en ºC) del agua de cultivo, durante las experiencias.

Año 1998 exp 1 Año 1998 exp 2 Año 1999

Alim. Temp. Alim. Temp. Alim. Temp.Mes g °C g °C g °C

Dic 1176 21,87Ene 290 23,4 290 23,5 3235 23,44Feb 1750 23,5 1770 23,7 3220 22,25Mar 2965 21,9 2960 22,4 6095 22,05Abr 3610 19,5 3610 19,8 5100 16,92May 4585 15,0 4585 15,0 4800 13,76Jun 4665 10,9 4525 10,5 4350 10,24Jul 5010 10,5 5010 10,5 4800 8,89Ago 5430 12,3 5430 12,2 4200 11,73Sep 6570 14,4 6570 14,8 4750 15,65Oct 5680 19,2 5880 20,0 6460 19,86Nov 5350 20,3 5350 20,4 4800 22,56

Total 45905 45980 52986

Tabla 2. Número de ejemplares muestreados (n) Longitud estándar pro-medio (en cm), peso promedio (en g) y supervivencia absoluta y porcen-tual a diferentes edades, en cada una de las experiencias.

Año y Edad Lst. Peso Sobreviv.exp. (días) n (cm) Desv st (g) Desv st Número %

1998–A 25 10 1,52 0,080 0,017 0,004 2500 100 60 18 3,23 0,296 0,326 0,084 89 20 5,19 0,503 1,69 0,493 1445 57,9 122 15 6,54 0,665 3,48 1,285 156 15 7,63 0,804 5,73 1,813 198 20 8,5 0,840 8,38 2,565 1166 47,0 262 20 10,01 1,088 14,31 4,150 316 14 10,94 1,481 20,65 10,497 350 20 11,74 1,094 24,86 5,473 952 38,5

1998–B 25 10 1,58 0,123 0,018 0,005 2500 100 60 18 3,24 0,335 0,353 0,117 89 20 5,18 0,550 1,61 0,529 1676 65,1 122 15 6,26 0,494 2,98 0,703 156 15 7,93 0,720 6,20 1,765 198 20 8,51 0,806 8,08 2,900 1176 47,4 262 20 9,44 0,689 11,41 2,959 316 15 10,95 1,444 21,06 9,620 350 20 11,79 1,224 24,69 6,205 710 28,9

1999 19 20 1,53 0,92 0,018 0,004 2540 100 60 15 3,75 0,334 0,53 0,148 99 15 5,51 0,627 2,08 0,667 2075 81,8 122 15 6,59 0,582 3,46 0,951 156 15 8,27 0,755 6,65 2,090 198 18 8,55 0,543 6,74 1,226 1677 66,2 262 36 8,91 0,806 8,78 2,445 374 36 10,71 1,204 17,62 6,240 1515 60,1

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Los resultados de la comparación de tallas a edades equivalentes (60, 122, 156, 198 y 262 días) efectuada mediante ANOVA, se muestran en la Tabla 3. En la misma puede verse que el factor edad y la interacción entre edad y experiencia tuvieron efectos signifi-cativos sobre las tallas. La comparación múlti-ple indicó que las tallas aumentaron significati-vamente con la edad y que sólo a los 262 días, la talla promedio de la experiencia de 1998 A, fue significati-vamente mas elevada que la 1998 B (p=0,04) y la 1999 (p=0,001) que no difirieron entre sí. La Tabla 2 permite verificar además que a partir de los 262 días, los ejemplares de la experiencia 1999 pre-sentaron un incremento de talla menor con res-pecto a los criados durante 1998. Al final de las experiencias, éstos últimos resultaron 1 cm más grandes a pesar de haber tenido 27 días menos de edad. Con respecto al peso, no existen práctica-mente diferencias durante los primeros 150 días de cría pero, a partir de los 200 días, comienza a haber una diferencia promedio de 1,5 g., la cual

se va acentuando hasta llegar a una diferencia media de 7 g.

El porcentaje de supervivientes de la expe-riencia 1999 fue superior al correspondiente al año 1998 durante todo el período de cultivo. Sin embargo, como se indicó antes, en los últimos meses de experiencia el crecimiento fue menor. Al estimar el coeficiente de correlación de Pearson

entre las tallas alcanzadas y el por-centaje de sobrevivientes de todas las experiencias, se detectó una relación negativa significativa (r=–0,91), indi-cando que las pérdidas por mortali-dad fueron compensadas con mayor crecimiento.En la Tabla 4 se presentan los valo-res del índice de conversión de ali-mento y producción. El ICA para 1999 (1,9) fue similar al mejor valor obte-nido el año anterior (1,94), lo cual indica que en la práctica se utilizaron 2 kilos de alimento balanceado para incrementar 1 kilo de biomasa de peje-rrey. La producción fue superior para el año 1999, alcanzando un valor de 2747 k/ha/año. El ajuste de los datos a modelos estadísticos para las tres experiencias arrojó los siguientes resultados:

Tabla 3. Resultados del análisis de la varianza de dos vías con medidas repetidas, realizado para comparar las tallas promedios alcanzadas a edades equivalentes en las tres experiencias.

Grados de Error medio Grados de Error medio libertad cuadrático libertad cuadráticoFactor (tratamiento) (tratamiento) (error) (error) F p

Experiencias 2 0,8380 42 0,5462 1,5343 0,2274Edad 4 265,0866 168 0,4078 650,0873 0,0000Interacción 8 1,6194 168 0,4078 3,9713 0,0002

Tabla 4. Indices de conversión de alimento y biomasa final (producción en kg/ha/año) en cada una de las experiencias.

Año y Indice Producciónexperiencia conversión alimento (kg/ha/año)

1998–A 1,94 2652 1998–B 2,63 1963 1999 1,99 2747

Figura 1. Modelos ajustados de supervivencia, crecimiento e incremento de biomasa.

Nº

sobr

ev.

y bi

om.

(kg/

ha)

tota

les

Lst

(cm

) y

peso

(gr

) in

divi

dual

es

Edad (Días)

biomasa sobrev long peso

2500

2250

2000

1750

1500

1250

1000

750

500

250

0

25

22,5

20

17,5

15

12,5

10

7,5

5

2,5

0

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

Rev. Ictiol. 8 (1/2): 1–7, 2000G. Berasain – D. Colautti – C. Velasco

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Supervivencia:

Crecimiento:

Relación Lst–P:

En la Figura 1 se grafican las curvas obtenidas junto a la de incremento de biomasa. En la misma puede observarse que, al cabo de un año, el incre-mento de biomasa total tiende a alcanzar una asín-tota.

A los efectos de comparar los resultados de este trabajo con los obtenidos por otros autores se con-feccionó la Tabla 5, en la que se resumen las con-diciones de cría utilizadas en cada caso, la dura-ción de las experiencias y las respectivas supervi-vencias porcentuales logradas. En la Figura 2 se

Cría de pejerrey, Odontesthes bonariensis

Figura 2. Crecimiento del pejerrey en distintas experiencias de cría.

Edad (Días)

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Lst

(cm

)

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Gómez 1

Gómez 2

Luchini

Grosman

Este trabajo

Reartes

Colautti, Remes

Tabla 5. Comparación entre diferentes experiencias de cría efectuados con la especie y supervivencias logradas. Abreviaturas: Dens. ind/m2: densidad inicial, expresada en individuos por metro cuadrado; edad inicial: edad de los peces (en días) al comienzo de los experimentos; Met.Cría: tipo de instalación en la que se realizó el cultivo; Sup. m2: área del sitio de cría (en metros cuadrados); Man. agua: manejo del agua (Re:Reposición de lo evaporado; Fdym: flujo discontínuo y mínimo; Sf: sin flujo); Abo.: utilización de abono; Alim.Art.: utilización de alimento artificial; Días exper.: duración de la experiencia (en días); Sob. %: porcentaje de sobrevivientes al final del experimento.

Autor Densidinicial ind/m2 edad inicial Mét. Cría Sup. m2 Man. agua Abo. Alim. Art. Días exper. Sob. %

Gómez 833 ? piletas ? ? ? No ? 165 ?Gómez 100 ? piletas ? ? ? No ? 66 ?Reartes (ver) 13.3 5 Estanques 45 Re Si No 141 44Reartes (ver) 5.6 5 Estanques 45 Re Si No 130 89.2Reartes (inv) 0.5 130 Estanques 45 Fdym Si No 152 81.8Reartes (inv) 0.16 141 Estanques 45 Fdym Si No 130 60Este trabajo 25 25 Estanques 100 Fdym No Si 325 38.49Este trabajo 25 25 Estanques 100 Fdym No Si 325 28.95Este trabajo 25.4 19 Estanques 100 Fdym No Si 355 60.06Luchini P10 1º 6.7 7 Estanques 135 Sf Si No 645 8.8Luchini P10 2º 4.9 7 Estanques 135 Sf Si No 310 11Luchini P11 55.5 7 Estanques 45 Fdym Si Si 161 26Luchini P12 55.5 7 Estanques 45 Fdym Si Si 233 18.1Luchini P15 1º 11.5 7 Estanques 262 Fdym Si Si 434 7.4Luchini P15 2º 0.9 7 Estanques 262 Fdym Si Si 74 59.1Grosman 325 6 Estanques 15.4 Re No No 96 ?Colautti Remes 30 20 Jaulas 20 Sf No No 242 12

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presentan, sobre el eje de edades, las tallas alcan-zadas por los peces en cada una de las experien-cias citadas.

DISCUSION Y CONCLUSIONESEntre las pruebas de cría intensiva que se han

realizado con el pejerrey, solamente Luchini et al. (1984) y Berasain et al. (1998) superaron los 365 días de cultivo. En este trabajo se presentan tres experiencias realizadas bajo condiciones de cría similares que se prolongaron por el período de un año. Los resultados indican que, a pesar de haberse hallado alguna diferencia significativa entre las tallas promedio a edades equivalentes, el crecimiento de la especie en términos generales fue similar en los tres casos al igual que el resto de los aspectos demográficos analizados. No obs-tante se observaron diferencias significativas en las temperaturas de los estanques y cantidad de alimento ofrecido, que dentro del rango en que variaron, no tuvieron un rol decisivo en la produc-ción final de las experiencias. El ajuste de los datos a modelos de crecimiento supervivencia y produc-ción comunes, permitió describir en forma conti-nua el desarrollo promedio de un lote de juveni-les de pejerrey bajo determinadas condiciones de cultivo. Esto representa una referencia útil para planificar nuevas experiencias o contrastar resul-tados, ya que permite estimar los valores más pro-bables de los parámetros poblacionales considera-dos, en función del tiempo de cría.

Al comparar los resultados logrados con los obtenidos por otros autores, se comprueba que las técnicas utilizadas en diferentes pruebas de cría de pejerrey han sido tan variadas como sus resultados (Tabla 5, Figura 2). Las supervivencias obtenidas fueron superiores a las registradas por Luchini et al. (1984) y Colautti y Remes Lenicov (1998) y similares a las logradas por Reartes (1987), quien trabajó con densidades mucho menores. En cuanto a los pesos y longitudes medias logra-das, son superados solamente por Reartes (1987), quien utilizó como único alimento zooplancton y durante el período de cría tuvo temperaturas superiores. Por otra parte, existe solapamiento entre los datos de crecimiento en jaulas (Colautti & Remes Lenicov, 1998) y los de algunas experien-cias realizadas en estanques (Luchini et al., 1984) (Figura 2), aunque las curvas ajustadas siempre se ubicaron por encima del promedio. El resultado más relevante es que las biomasas finales obteni-das son las más altas registradas para el período de cultivo considerado.

El método de cría, así como las condiciones de cultivo a las que fueron sometidos los peces, deben ser tenidas en cuenta para futuros experimentos o proyectos de cría intensiva ya que bajo dichas con-diciones se logró maximizar la producción. Los resultados obtenidos, por lo tanto, pueden consi-

derarse un aporte más para la optimización del manejo de la especie en condiciones de cultivo intensivo. No obstante, la comparación con otros trabajos indica que es posible obtener mejores cre-cimientos con provisión de zooplancton en abun-dancia durante todo el período de cría (Reartes, 1995) o lograr crecimientos similares a menor costo utilizando jaulas flotantes instaladas en lagu-nas (Colautti & Remes Lenicov, 1998). Por otra parte es sabido que tanto el crecimiento como la supervivencia son variables densodependientes y, por ello, buena parte de los resultados logrados tendrían estrecha vinculación con las densidades de siembra iniciales. Al comparar con la bibliogra-fía disponible, se observa que las densidades uti-lizadas en este trabajo presentan un valor inter-medio que resultaría adecuado para maximizar la producción de biomasa bajo las condiciones de cultivo descriptas. El hecho de que las biomasas finales obtenidas hayan sido similares debido a que las pérdidas por mortalidad fueron compen-sadas con mayores crecimientos, apoya esta hipó-tesis.

A pesar de lo discutido, la biomasa lograda se halla muy lejos de las que se consiguen en los cria-deros de Japón (31 kg/m3), donde los juveniles son obtenidos de reproductores domesticados y cria-dos a densidades de 5 a 7 kg/m2 en estanques con aireación y recambio total de agua, hasta cuatro veces por día. (Del Valle, 1993).

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Recibido para su publicación: Agosto de 2000.Aceptado para su publicación: Julio de 2001.

Cría de pejerrey, Odontesthes bonariensis

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Revista de Ictiología 8(1/2): 9–18, 2000

Centros melanomacrófagos en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae): estructura histológica y modificaciones en relación a condiciones sanitarias y ambientales(*)

Hugo Alberto DOMITROVIC

Instituto de Ictiología del Nordeste, Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional del Nordeste.Sargento Cabral 2139, 3400 Corrientes, Argentina.Correo electrónico: inicne@vet.unne.edu.ar

RESUMENLas características histológicas de los centros

melanomacrófagos (CMM) son descriptas en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus, con un análisis comparativo de la densidad y el tamaño de los CMM entre los distintos tamaños de los peces, y en diferentes condiciones sanita-rias y ambientales. Los CMM del hepatopáncreas son esféricos u ovoides, tienen 20–60 µm de diá-metro, y su pigmentación varía entre amarillo–dorado y marrón oscuro. Los CMM del bazo son redondeados o ligeramente ovoides, midiendo de 15–50 µm, y están rodeados por una cápsula muy delgada e irregular de tejido conectivo.

En el hígado de Cichlasoma dimerus se encuen-tra la menor densidad de CMM, en el riñón hay una cantidad ligeramente superior, y en el bazo se presenta el mayor número de éstos. El tamaño de los CMM en general es ligeramente mayor en el hígado que en el bazo, mientras que en el riñón siempre son más pequeños.

En el grupo de peces mantenidos en acuarios durante 100 días se produce una reducción del número de CMM en el hígado y el bazo en rela-ción a los peces provenientes de ambientes natura-les y sin patologías. Por otra parte, el número de CMM está aumentado en los peces que presentan patologías antes del muestreo. El tamaño de los CMM en el hígado y el bazo también es diferente entre estos grupos donde el menor tamaño corres-ponde a los peces mantenidos en acuarios y el mayor a los que tienen patologías.

PALABRAS CLAVE: centros melanomacrófa-gos – hígado – bazo – riñón – peces – Cichlasoma dimerus – Argentina

ABSTRACTDOMITROVIC, H. A. 2000. Melanomacro-

phage centers in liver, spleen and kidney of Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae): histology and modifications in relation to sanitary and environmental conditions. Rev. Ictiol. 8(1/2):9–18.

The histological characteristics of the melano-macrophage centers are described in liver, spleen and kidney of Cichlasoma dimerus, with a compara-tive analysis of the density and the size of the cen-ters among the different sizes of the fishes, and in different sanitary and environmental conditions. The melanomacrophage centers of the liver are spherical or ovoid, they have 20–60 µm of diame-ter, and their pigmentation varies among yellow–gilded and brown dark. The melanomacrophage centers of the spleen are rounded or slightly ovoid, they have 15–50 µm of diameter, and they are surrounded by a very thin and irregular capsule of conective tissue.

In the liver of Cichlasoma dimerus is found the smaller density of melanomacrophage centers, in the kidney there is a quantity slightly superior, and in the spleen is presented the greater number of centers. In general, the size of the melanoma-crophage centers is slightly greater in the liver than in the spleen, while in the kidney they are smaller.

In the group of fishes maintained in aquaria during 100 days is produced a reduction of the number of melanomacrophage centers in liver and spleen in relationship to the fish coming from natural environments and without pathologies.

(*) El presente trabajo es una parte de la Tesis Doctoral presentada en la Facultad de Ciencias Veterinarias de la Universidad de Buenos Aires (Argentina).

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On the other hand, the number of melanomacro-phage centers is increased in the fishes that pre-sent pathologies before of the sampling. Also, the size of the melanomacrophage centers in liver and spleen is different among these groups, where the smaller size corresponds to the fishes maintai-ned in aquaria and the great to those which have pathologies.

KEY–WORDS: melanomacrophage centers – liver – spleen – kidney – fishes – Cichlasoma dimerus – Argentina.

INTRODUCCIONLos centros melanomacrófagos (CMM) son

estructuras exclusivas de los teleósteos superiores que se encuentran en los órganos hemopoyéticos, como el bazo y el riñón, y más raramente en el hígado (Roberts, 1975). Además, la presencia de CMM fue reportada en corazón, gónadas y tiroi-des (Overstreet & Thulin, 1989; Ferguson, 1992; Ravaglia & Maggese, 1995). Ellos están compues-tos por agregados de macrófagos, en los cuales las sustancias fagocitadas son catabolizadas, removi-lizadas o depositadas (Kranz, 1989).

Histoquímicamente se demostró que los macró-fagos acumulan melanina, lipofucsina y hemosi-derina y, de acuerdo a las proporciones variables de melanina y lipofucsina que los CMM contie-nen, su color puede ir desde un amarillo claro hasta un color cercano al negro (Agius & Agbede, 1984; Wolke et al., 1985; Herraez & Zapata, 1986; Ellis et al., 1989; Macchi et al., 1992; Pulsford et al., 1992; Ravaglia & Maggese, 1995).

Entre las muchas funciones atribuidas a los CMM se encuentran: (1) el almacenamiento de hierro, en forma de hemosiderina, luego de la eritrofagocitosis, (2) el catabolismo de tejidos y el almacenamiento de los productos de desecho como lipofucsina y ceroide, donde la melanina actuaría como un protector contra los radicales libres, (3) el procesamiento de antígenos en la res-puesta inmune, y (4) la eliminación de material particulado y soluble de la circulación sanguínea (Roberts, 1975; Ellis et al., 1976; Agius, 1979 y 1981; Agius & Roberts, 1981; Herraez & Zapata, 1986; Ellis, 1989; Roberts, 1989; Micale & Perdichizzi, 1990; González et al., 1993). En Oreochromis aureus la estimulación antigénica con vacunas bacteria-nas produjo un incremento de la actividad enzi-mática en los CMM, evidenciando la naturaleza linforreticular de los mismos (Agius & Couchman, 1986). Agius & Agbede (1984) describieron los mecanismos lisosomales que participan en la for-mación de los pigmentos en los CMM, y sugirie-ron que los mismos eran análogos a los centros germinativos de los animales superiores.

El número, tamaño y contenido pigmentario de los CMM resultó altamente variable no sólo entre las especies de peces, sino también en relación a su

estado nutricional (Agius & Roberts, 1981; Agius, 1985), estado sanitario (Roberts, 1975; Blazer et al., 1987; Kranz, 1989), edad (Roberts, 1975; Woo-dhead et al., 1983), y al nivel de polución del ambiente acuático (Macchi et al., 1992; González et al., 1993).

Cichlasoma dimerus (Heckel, 1840), reportada en nuestros trabajos anteriores como Aequidens portale-grensis (Domitrovic, 1997), es una especie de peces del grupo de los Cíclidos que está ampliamente distribuida en la cuenca parano–platense (Rin-guelet et al., 1967; Kullander, 1983). Estos peces presentan una serie de características que permi-ten su utilización como animales de experimen-tación, habiendo demostrado condiciones adecua-das para su empleo en la realización de ensayos de toxicidad (Domitrovic, 1997).

En este trabajo se describen las características histológicas de los CMM en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus, con un análisis esta-dístico comparativo de la densidad y el tamaño de los centros entre los distintos tamaños de los peces, y en diferentes condiciones sanitarias y ambientales.

MATERIALES Y METODOSLas muestras de hepatopáncreas, bazo y riñón

se obtuvieron de 154 ejemplares de Cichlasoma dimerus capturados en ambientes naturales o man-tenidos en acuarios. Los materiales se fijaron en formol neutro al 10% o en líquido de Bouin durante 24 a 48 horas, luego se deshidrataron e incluyeron en parafina, y los cortes histológicos de 5 a 7 µm de espesor se colorearon con hematoxi-lina y eosina.

Para la evaluación del número y el tamaño de los CMM los ejemplares de Cichlasoma dimerus se agruparon, según su longitud total, en intervalos de 1,5 cm. Los datos de los ejemplares con una longitud mayor a 14 cm fueron tratados en forma agrupada dado el número reducido de individuos capturados. El análisis de los CMM en el riñón se realizó en los ejemplares que tenían un tamaño mayor de 8,0 cm, por la dificultad para muestrear este órgano y la escasa cantidad de material dispo-nible para el recuento en los ejemplares de menor longitud. El recuento del número de CMM se realizó en un campo microscópico de 2,40 mm2, correspondiente al empleo de un objetivo de 10 aumentos. El tamaño de los mismos se midió con un ocular con escala micrométrica. Los resultados fueron analizados estadísticamente mediante el software Statistix (Versión 3.5, 1991).

Para evaluar los efectos de diferentes condicio-nes sanitarias y/o ambientales sobre el número y el tamaño de los CMM en hígado y bazo se anali-zaron tres lotes de Cichlasoma dimerus, que fueron los siguientes: Lote 1, constituido por 64 ejempla-res sanos obtenidos de ambientes naturales; Lote

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2, constituido por 10 ejemplares sanos mantenidos en acuarios durante 100 días; y Lote 3, donde se reunieron 7 ejemplares de ambientes naturales y de acuarios que presentaban enfermedades, lesio-nes y/o parásitos.

RESULTADOS

HepatopáncreasLos CMM se distribuyen dentro del tejido hepá-

tico y pancreático, en forma de estructuras esfé-ricas u ovoides (Figura 1a–e) y más raramente pueden presentar formas irregulares. Su tamaño es variable, pero en general miden entre 20 y 60 µm de diámetro, aunque excepcionalmente pueden alcanzar hasta 100 µm. La pigmentación de los CMM no es uniforme entre los diferentes ejemplares de Cichlasoma dimerus, y la coloración va desde el amarillo–dorado hasta el marrón oscuro, aunque en general predominan los que tienen un color marrón claro.La tonalidad del pigmento es uniforme dentro del hepatopáncreas de cada indi-viduo. Los CMM tienen una cápsula muy del-gada de tejido conectivo, aunque en aquellos que tienen formas irregulares es muy difícil de carac-terizarla. Alrededor de los CMM se encuentran células eosinófilas granulares (Figura 1b), las que pueden llegar a ser muy abundantes en algunos casos (Figura 1e). También se observa que alrede-dor de algunos de los CMM se establecen peque-ñas acumulaciones de linfocitos (Figura 1f).

La densidad de los CMM en el hepatopáncreas de Cichlasoma dimerus en los diferentes intervalos de longitud tuvo un promedio de 0,83 a 3,87 uni-dades por campo microscópico de 2,4 mm2, y no se observaron diferencias significativas entre las diferentes dimensiones de los peces.

El promedio de tamaño de los CMM en los diferentes intervalos de longitud de Cichlasoma dimerus fue de 30,04 a 45,79 µm de diámetro. Las diferencias significativas se observaron entre los ejemplares que medían de 3,6 a 6,5 cm de longitud total y aquellos que medían de 9,6 a 11 cm, mien-tras que entre los restantes intervalos de longitud no se hallaron diferencias significativas (Tabla 1). Sin embargo, no se pudo establecer una correla-ción entre el tamaño de los CMM y la longitud de los peces.

Los ejemplares mantenidos en acuarios durante 100 días (Lote 2) tenían un número menor de CMM en relación a los obtenidos de ambientes naturales sin patologías (Lote 1), mientras que en los ejemplares con patologías (Lote 3) el número era mayor que en el Lote 1. Las diferencias fueron significativas entre los tres lotes (Tabla 2).

El tamaño de los CMM del hígado también fue significativamente diferente entre los tres lotes, donde el menor tamaño correspondió a los peces

mantenidos en acuarios y el mayor a los que tenían patologías (Tabla 2).

BazoLos CMM tienen formas redondeadas, esféricas

o ligeramente ovoides, y están rodeados por una cápsula muy delgada de tejido conectivo (Figuras 2 y 3). Cuando la cápsula no está claramente defi-nida los CMM tienen forma irregular y se visua-lizan células melanomacrofágicas dispersas en la periferia (Figuras 2c y 3b). La dimensión de los CMM es variable, pero en general miden entre 15 y 50 µm, aunque en forma excepcional pueden alcanzar hasta 100 µm. Los CMM siempre se ubican cercanos a las paredes de los vasos sanguí-neos, y alrededor de ellos puede haber acumula-ciones de linfocitos.

La pigmentación de los CMM no es uniforme entre los ejemplares de Cichlasoma dimerus. El color propio de los CMM puede variar desde un amari-llo pálido (Figura 3a), hasta llegar a un tono muy oscuro cercano al color negro (Figura 3d), pero en general predominan los que tienen un color marrón a marrón oscuro (Figura 3b–c). Dentro de un mismo CMM las células presentan variaciones en el color del pigmento, con células más claras y otras más oscuras (Figuras 2c y 3a–c).

La cantidad de CMM fue menor en los ejem-plares de Cichlasoma dimerus mantenidos durante mucho tiempo en los acuarios, y en algunos de ellos había zonas del bazo donde no estaban presentes (Figura 3e). En los ejemplares captura-dos en ambientes naturales, y que no presenta-ban patologías, la densidad de los CMM eviden-ció algunas variaciones; en efecto, algunos peces tenían una cantidad menor (Figura 3f), mientras que en otros había un número mayor (Figura 3g). En los ejemplares que tenían condiciones patológi-cas el número de CMM era superior (Figura 3h).

El tamaño de los CMM fue más reducido en los peces que se mantuvieron en acuarios. Por otra parte, en aquellos ejemplares que tuvieron patolo-gías los CMM eran de mayor tamaño (Figura 3a, h).

La densidad de los CMM en el bazo de Cichla-soma dimerus en los diferentes intervalos de longi-tud tuvo un promedio de 13,18 a 30,68 unidades por campo microscópico de 2,4 mm2. Si bien había algunos grupos con diferencias significativas en relación a otros, se observó una relación muy hete-rogénea entre la densidad de los CMM en el bazo de los diferentes grupos de intervalos de longitud (Tabla 1).

El promedio de tamaño de los CMM en los dife-rentes intervalos de longitud de Cichlasoma dimerus fue de 29,28 a 42,72 µm de diámetro. Las diferen-cias significativas estuvieron entre los ejemplares que medían de 5,1 a 6,5 cm de longitud total y aquellos que medían de 9,6 a 11 y de 14,1 a 20

Centros melanomacrófagos en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus…

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cm; entre los restantes intervalos de longitud no se hallaron diferencias significativas (Tabla 1).

Los peces mantenidos en acuarios durante 100 días (Lote 2) tenían un número menor de CMM en el bazo en relación a los obtenidos de ambien-tes naturales sin patologías (Lote 1), mientras que en los ejemplares con patologías (Lote 3) el número era notablemente mayor que en el Lote 1. En la Tabla 2 puede observarse que las diferencias fueron significativas entre los tres lotes.

El tamaño de los CMM del bazo también fue significativamente diferente entre los tres lotes; donde el menor tamaño correspondió a los peces mantenidos en acuarios y el mayor a los que tenían patologías (Tabla 2).

Riñón

Los CMM se localizan tanto en la parte anterior (hemopoyética) como en la parte posterior (excre-tora) del riñón. En la parte anterior los CMM están entre las células hemopoyéticas, y hay numero-sas células melanomacrofágicas libres, sin formar

centros. En el riñón posterior los CMM se locali-zan entre los túbulos, y la cápsula que los rodea es muy delgada. La pigmentación de las células es variable, algunas pueden ser de color amarillo claro y otras tienen una coloración cercana al negro, siendo también variable el tamaño de los gránulos pigmentarios.

La densidad de los CMM en el riñón de los diferentes intervalos de longitud de Cichlasoma dimerus tuvo un promedio de 2,26 a 5,68 unida-des por campo microscópico de 2,4 mm2, y no se observaron diferencias significativas entre las diferentes dimensiones de los peces.

El promedio de tamaño de los CMM en los diferentes intervalos de longitud de Cichlasoma dimerus fue de 21,87 a 27,02 µm de diámetro. No se observaron diferencias significativas entre los diferentes intervalos de longitud (Tabla 1).

DISCUSION Y CONCLUSIONESLos CMM del hepatopáncreas de Cichlasoma

dimerus están dispuestos tanto en el parénquima

Tabla 1. Densidad (expresada como unidades por campo microscópico de 2,40 mm2) y tamaño (expresado como diámetro en µm) de los CMM en hígado, bazo y riñón, para cada uno de los intervalos de longitud (en cm) de Cichlasoma dimerus. Se indica el límite de confianza del 95 % para cada uno de los valores y el número de ejemplares analizados (n). Las letras diferentes indican diferencias significativas entre los grupos de talla para cada variable (test de Bonferroni, P < 0,05).

CENTROS MELANOMACROFAGOS HIGADO BAZO RIÑONIntervalos de Longitud Densidad Tamaño Densidad Tamaño Densidad Tamaño

1,42 a 30,04 a 27,25 b c 30,40 a b

3,6 – 5,0 (0,43–2,40) (21,87–38,21) (12,98–41,52) (20,93–39,87) – – n = 6 n = 5 n = 4 n = 4

3,09 a 34,09 a 13,18 a 29,28 a

5,1 – 6,5 (1,65–4,52) (30,06–38,11) (5,09–21,28) (23,82–34,73) – – n = 15 n = 15 n = 12 n = 12

3,87 a 36,32 a b 28,13 c 32,20 a b

6,6 – 8,0 (1,12–6,61) (30,57–42,07) (21,10–35,15) (27,10–37,29) – – n = 10 n = 10 n = 10 n = 10

2,79 a 42,25 a b 20,36 a b c 31,91 a b 4,48 a 21,87 a

8,1 – 9,5 (1,34–4,24) (36,63–47,86) (10,50–30,22) (25,69–38,13) (0,83–8,14) (19,16–24,58) n = 11 n = 11 n = 8 n = 8 n = 6 n = 6

3,87 a 45,79 b 24,65 b c 40,26 b 5,68 a 26,16 a

9,6 – 11,0 (2,27–5,48) (42,57–49,01) (16,94–32,35) (34,93–45,59) (1,32–10,04) (24,82–27,51) n = 9 n = 9 n = 9 n = 9 n = 3 n = 3

1,67 a 41,31 a b 30,68 c 38,99 a b 2,89 a 23,41 a

11,1 – 12,5 (0,31–3,02) (28,44–54,19) (19,99–41,37) (29,54–48,45) (0,78–5,70) (11,45–35,36) n = 4 n = 4 n = 5 n = 5 n = 3 n = 3

1,33 a 41,79 a b 14,29 a b 31,77 a b 3,56 a 27,02 a

12,6 – 14,0 (0,51–2,15) (29,34–54,25) (10,78–17,79) (21,10–42,45) (1,81–5,31) (23,17–30,86) n = 4 n = 4 n = 3 n = 3 n = 3 n = 3

0,83 a 35,53 a b 17,56 a b c 42,72 b 2,26 a 25,08 a

14,1 – 20,0 (0,48–2,15) (26,90–44,16) (6,99–28,13) (38,64–46,79) (1,07–3,44) (15,46–34,71) n = 5 n = 4 n = 4 n = 4 n = 3 n = 3

F 7, 56

F 7, 54

F 7, 47

F 7, 47

F 4, 13

F 4, 13

ANOVA 1,68 3,96 2,81

3,26 1,06 2,04

(P < 0,001) (P < 0,001) (P < 0,001) (P < 0,001) (P < 0,001) (P < 0,001)

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Centros melanomacrófagos en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus…

Figura 1. Hepatopáncreas. a: Centro melanomacrófago (M) de color marrón oscuro y con una cápsula muy delgada (), hepatocitos (H) (HE, x 625). b: Centro melanomacrófago (M) de color marrón claro, células eosinófilas granulares (E), páncreas (P), hepatocitos (H) (HE, x 625). c: Páncreas (P) con dos ramas de la vena porta (V), centro melanomacrófago (M), hepatocitos (H) (HE, x 250). d: Páncreas (P). Los adenómeros con células centroacinosas (), rama de la vena porta (V), centro melanomacrófago (M) de color amarillo, hepatocitos (H) (HE, x 625). e: Hígado. Centro melanomacrófago (M) rodeado de abundantes células eosinófilas granulares (E) (HE, x 625). f: Hígado. Centro melanomacrófago (M) en contacto con una acumulación de leucocitos (L), hepatocitos (H) (HE, x 625).

hepático como dentro del tejido pancreático, donde forman estructuras esféricas u ovoides que miden entre 20 y 60 µm de diámetro. La pigmentación de los CMM se presenta distinta entre los diferentes ejemplares, variando desde el amarillo–dorado hasta el marrón oscuro, pero en general la colora-ción predominante es marrón clara; no obstante, el color del pigmento es uniforme dentro de cada individuo. Alrededor de los CMM se encuentran células eosinófilas granulares y pequeñas acumu-

laciones de linfocitos. La morfología y la distribu-ción de los CMM en el hepatopáncreas de Cichla-soma dimerus es semejante a la observada en otros peces teleósteos (González et al., 1993; Kruger, 1993).

Los CMM del bazo tienen formas redondea-das, esféricas o ligeramente ovoides, y están rodea-dos por una cápsula muy delgada e irregular de tejido conectivo. Las dimensiones de los CMM es variable, pero en general miden entre 15 y 50

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µm, aunque en forma excepcional pueden alcan-zar hasta 100 µm. Los CMM siempre se ubican cer-canos a las paredes de los vasos sanguíneos, y alre-dedor de ellos puede haber acumulaciones de lin-focitos. La pigmentación de los CMM no es uni-forme entre los ejemplares de Cichlasoma dimerus. El color propio de los CMM puede variar desde un amarillo pálido, hasta llegar a un tono muy oscuro cercano al color negro, pero en general pre-dominan los que tienen un color marrón a marrón oscuro. Dentro de un mismo CMM las células pre-sentan variaciones en el color del pigmento, con células más claras y otras más oscuras.

Kranz & Peters (1984) hallaron diferencias en el color, estructura y propiedades histoquímicas de los CMM del hígado y bazo de Gymnocephalus cernua, donde la mayoría de los centros esplénicos contenían grandes cantidades de hemosiderina, mientras que los macrófagos hepáticos contenían inclusiones lipídicas.

Los CMM localizados en la parte anterior del riñón de Cichlasoma dimerus están entre las célu-las hemopoyéticas, mientras que en la parte pos-terior se localizan entre los túbulos. La pigmenta-ción de las células es variable, desde un color ama-rillo claro hasta una tonalidad cercana al negro, variando también el tamaño de los gránulos pig-mentarios. La acumulación de pigmentos de mela-nina en los CMM del riñón de Poecilia reticulatus se incrementó marcadamente en relación con la edad, mientras que en P. formosa la deposición de melanina fue escasa durante el ciclo de vida (Woo-dhead et al., 1983)

El análisis comparativo entre la densidad y el tamaño de los CMM de hígado, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus demostró que el hígado tiene la menor densidad de CMM, ligeramente inferior a la que se observa en el riñón, y que el mayor

número de éstos se presenta en el bazo. En cuanto al tamaño de los CMM, se observó que en general éstos son ligeramente mayores en el hígado que en el bazo, aunque fueron similares en los ejem-plares de 3,6 a 5,0 cm y más pequeños en los ejem-plares con una longitud de 14,1 a 20,0 cm; mien-tras que en el riñón siempre son más pequeños.

La densidad de los CMM en el hígado no evi-denció diferencias significativas entre los diferen-tes tamaños de Cichlasoma dimerus. En cuanto al tamaño de los CMM, si bien se hallaron algunas diferencias entre los diferentes intervalos de lon-gitud de los ejemplares estudiados, no se pudo establecer una correlación entre el tamaño de los mismos y la longitud de los peces.

El análisis de la densidad de los CMM en el bazo de los diferentes intervalos de longitud de Cichlasoma dimerus, demostró que había algunos grupos con diferencias significativas en relación a otros, aunque la relación entre los diferentes inter-valos de longitud de cada grupo tenía una distri-bución muy heterogénea. El promedio de tamaño de los CMM evidenció diferencias significativas entre los individuos que medían de 5,1 a 6,5 cm de longitud total y aquellos que medían de 9,6 a 11,0 y de 14,1 a 20,0 cm, mientras que entre los restan-tes intervalos de longitud no se hallaron diferen-cias significativas.

En la densidad de los CMM en el riñón no había diferencias significativas entre los distintos tamaños de Cichlasoma dimerus, que fueron de 8,1 a 20,0 cm de longitud total. Tampoco se encon-traron diferencias en relación al tamaño de los CMM.

Los efectos de la inanición prolongada sobre los CMM renales y esplénicos fueron estudiados en varias especies de peces, donde se observó que había un incremento de su número, sugiriéndose

Tabla 2. Densidad (expresada como unidades por campo microscópico de 2,40 mm2) y tamaño (expresado como diámetro en µm) de los CMM en hígado y bazo, en tres lotes de ejemplares de Cichlasoma dimerus (obtenidos de ambientes naturales, mantenidos en acuarios, y con patologías y/o parásitos). Se indica el límite de confianza del 95 % para cada uno de los valores y el número de ejemplares analizados (n). Las letras diferentes indican diferencias significativas entre los grupos de talla para cada variable (test de Bonferroni, P < 0,05).

CENTROS MELANOMACROFAGOS HIGADO BAZOLOTE Densidad Tamaño Densidad Tamaño

2,74 a 38,32 a 21,81 a 34,07 a

1 Sanos obtenidos de ambientes naturales (2,12–3,36) (36,21–40,44) (18,68–24,94) (31,85–36,28) n = 64 n = 62 n = 55 n = 55

0,12 b 26,79 b 6,72 b 20 b

2 Sanos mantenidos en acuarios por 100 días (0,04–0,27) (11,37–42,21) (2,80–10,63) (16,43–23,56) n = 16 n = 4 n = 11 n = 9

8,16 c 64,56 c 58,10 c 48,84 c

3 Con enfermedades, lesiones y/o parásitos (3,42–12,90) (57,25–71,87) (52,65–63,55) (34,72–62,96) n = 7 n = 7 n = 7 n = 7

F 2, 84

F 2, 70

F 2 , 70

F 2, 68

ANOVA 24,27 36,38 52,22 21,64 (P < 0,001) (P < 0,001) (P < 0,001) (P < 0,001)

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Centros melanomacrófagos en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus…

Figura 2. Bazo. a: Vista panorámica de la pulpa blanca (B) alrededor de un vaso sanguíneo (V), periféricamente hay pulpa roja (R) con centros melanomacrófagos de color negro, y los espacios más claros corresponden a los elipsoides () (HE, x 65). b: Vista panorámica que muestra un aumento del número y tamaño de los centros melanomacrófagos (M), pulpa roja (R), vasos sanguíneos (v), elipsoides () (HE, x 65). c: Centro melanomacrófago (M), pulpa roja (R), vena (v), sinusoides esplénicos (s) (HE, x 625). d: Centros melanomacrófagos (M), pulpa roja (R), sinusoides esplénicos (s), células eosinófilas granulares () (HE, x 625). e: Pulpa blanca (B) alrededor de las arteriolas (A) y los centros mela-nomacrófagos (), pulpa roja (R) (HE, x 125). f: Detalle de la figura anterior. Pulpa blanca (B) alrededor de las arteriolas (A) y los centros melanomacrófagos (), pulpa roja (R) (HE, x 250).

que la causa principal que contribuía a la forma-ción de pigmentos era la degradación catabólica de los tejidos (Agius & Roberts, 1981; Micale & Perdichizzi, 1990). Además, se señaló una posible relación entre el tamaño de los CMM y el ciclo sexual de los peces (Micale & Perdichizzi, 1990).

El aumento del tamaño de los CMM fue repor-tado en el bazo de ejemplares de Limanda limanda

afectados por lesiones ulcerosas en el tegumento, y se halló que había una reducción del volumen de los mismos luego de la cicatrización de las úlceras (Kranz, 1989). La infección experimental por coc-cidios en Rivulus marmoratus produjo en el hígado un desarrollo de CMM a partir de los 20 a 25 días de exposición (Vogelbein et al., 1987). La infección por trematodes digeneos que parasitan el sistema

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circulatorio de los peces produjo un aumento de los CMM en la pared del ventrículo del corazón de Plectropomus leopardus (Overstreet & Thulin, 1989).

Los ejemplares de Cichlasoma dimerus sin pato-logías mantenidos en acuarios durante 100 días tenían un número menor de CMM en el hígado y el bazo que los peces obtenidos de ambientes natu-rales. Por otra parte, el número de CMM estaba aumentado en los ejemplares que presentaron patologías antes del muestreo. Blazer et al. (1987) observaron en Micropterus salmoides que había un aumento significativo de los CMM en hígado y bazo de peces estresados al compararlos con peces sanos.

El tamaño de los CMM en el hígado y el bazo también fue significativamente diferente entre los tres lotes de Cichlasoma dimerus, donde el menor tamaño correspondió a los peces mantenidos en acuarios y el mayor a los que tenían patologías.

Un incremento en el número y el tamaño de los CMM fue observado en el bazo de Micropogonias furnieri (Macchi et al., 1992), de Pleuronectes ameri-canus (Khan et al., 1994), y en el hígado y bazo de Pseudopleuronectes americanus (Wolke et al., 1985), todos provenientes de áreas poluidas. Los CMM del bazo de Channa punctatus incrementaron su número pero disminuyeron el tamaño en peces provenientes de ambientes poluidos (Kumari & Ram–Kumar, 1996). El número de CMM aumentó en bazo y riñón de Gadus morhua durante la expo-sición crónica a fracciones hidrosolubles de petró-leo (Khan & Kiceniuk, 1984). Por otra parte, en Pseudopleuronectes americanus expuestos a sedimen-tos contaminados con hidrocarburos se observó una disminución del número de CMM, sugirién-dose que los altos niveles de polución afectarían la actividad fagocítica y la respuesta inmune de los peces (Payne & Fancey, 1989). La presencia de metales pesados fue demostrada en los CMM de Platichthys flesus (Pulsford et al., 1992).

Las respuestas de los CMM a los cambios en las condiciones del medio ambiente, evidenciadas por las diferencias en el número, tamaño y dis-tribución del pigmento, ha llevado proponerlos como indicadores para monitorear el estado sani-tario de los peces y las condiciones del medio ambiente (Wolke et al., 1985; Pulsford et al., 1992).

Los CMM de Cichlasoma dimerus presentan variaciones de pigmentación, densidad, y tamaño en relación a diferentes condiciones ambientales y sanitarias, demostrando la aplicabilidad del aná-lisis histopatológico de estas estructuras para el monitoreo de las condiciones ambientales y sani-tarias de esta especie.

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Figura 3. Bazo. a: Centros melanomacrófagos (M) aumentados de tamaño, y con pigmentación de color amarillo claro y algunas células más oscuras, pulpa roja (R) (HE, x 250). b: Centros melanomacrófagos (M) con pigmentación de color marrón, pulpa blanca (B), pulpa roja (R) (HE, x 250). c: Centros melanomacrófagos () con pigmentación de color marrón oscuro, pulpa roja (R) (HE, x 250). d: Centro melanomacrófago () con pigmentación de color negro, pulpa roja (R) (HE, x 250). e: Vista panorámica de un corte de bazo sin centros melanomacrófagos, pulpa roja (R) (HE, x 125). f: Vista panorámica de un corte de bazo con baja densidad de centros melanomacrófagos () (HE, x 125). g: Vista panorámica de un corte de bazo con densidad media de centros melanomacrófagos (M), pulpa roja (R) (HE, x 125). h: Vista panorámica de un corte de bazo con densidad alta de centros melanomacrófagos de gran tamaño (M), pulpa roja congestionada (R) (HE, x 125).

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Centros melanomacrófagos en hepatopáncreas, bazo y riñón de Cichlasoma dimerus…

Figura 3

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Recibido para su publicación: Octubre de 2000.Aceptado para su publicación: Diciembre de 2000.

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Revista de Ictiología 8 (1/2): 19–28, 2000

Toxicidad aguda y efectos histopatológicos de un herbicida formulado a base de glifosato (Roundup®) sobre Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae)(*)

Hugo Alberto DOMITROVIC

Instituto de Ictiología del Nordeste, Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional del Nordeste.Sargento Cabral 2139, 3400 Corrientes, Argentina.Correo electrónico: inicne@vet.unne.edu.ar

RESUMENLa toxicidad de un herbicida formulado a base

de glifosato (Roundup®) fue evaluada en peces de agua dulce utilizando la especie Cichlasoma dimerus. Mediante ensayos de toxicidad aguda se determinaron los valores de CL50, y los efec-tos histopatológicos se analizaron en ensayos de exposición aguda y en ensayos subletales. La CL50–96hs fue de 24,35 mg L–1 nominal de glifo-sato como ingrediente activo. Las primeras altera-ciones producidas en las branquias fueron lesio-nes degenerativas y necróticas en el epitelio, con destrucción del área capilar de las laminillas, con-gestión y hemorragia; luego de 96 horas de expo-sición hubo hipertrofia e hiperplasia epitelial, y fusión laminillar. En el hígado se produjo tume-facción y necrosis de hepatocitos en las zonas peri-venosas. A las 72 horas posteriores a la exposi-ción las branquias aún tenían una leve hiperpla-sia epitelial en los filamentos, pero a las 120 horas el tejido branquial se había regenerado completa-mente. Durante la exposición a concentraciones subletales en las branquias se produjeron altera-ciones hipertróficas e hiperplásicas en el epitelio de filamentos y laminillas, con fusión laminillar; aunque en el período de recuperación se recobró parcialmente la estructura normal, persistiendo una leve hiperplasia epitelial en los extremos de los filamentos.

PALABRAS CLAVE: glifosato – toxicidad – histopatología – branquias – hígado – peces – Cichlasoma dimerus – Argentina

ABSTRACTDOMITROVIC, H.A. 2000. Acute toxicity

and histolopathological effects of a glyphosate formulated herbicide (Roundup®) in Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae). Rev.Ictiol. 8 (1/2): 19–28.

The toxicity of a commercial herbicide with glyphosate as active ingredient (Roundup®) was evaluated on the freshwater fish specie Cichla-soma dimerus. The CL50 values were determined through acute toxicity tests, and the histopatho-logical effects were analyzed in acute and suble-thal bioassays. The CL50–96hs was of 24,35 mg L–1 nominal of glyphosate as active ingredient. The first alterations produced in the gills were degenerative and necrotic lesions in the epithe-lium, with destruction of the capillary area in the lamellae, congestion and hemorrhage; and after 96 hours exposition there was epithelial hypertro-phy and hyperplasia, and lamellar fusion. Swe-lling and necrosis of hepatocytes was produced in the perivenous zones of the liver. To 72 subse-quent hours to the exposition, the gills yet had a mild epithelial hyperplasia in the filaments, but to 120 hours the gill tissue had been regenerated tho-roughly. During the exposition to sublethal con-centrations, in the gills were produced hyperthro-phic and hyperplastic alterations in the lamellae and filaments epihtelium, with lamellae fusion; though in the recovery period the normal struc-ture was partially recovered, but a mild epithelial hyperplasia was persistent in the filament ends.

KEY–WORDS: glyphosate – toxicity – histopa-thology – gills – liver – fishes – Cichlasoma dimerus – Argentina.

(*) El presente trabajo es una parte de la Tesis Doctoral presentada en la Facultad de Ciencias Veterinarias de la Universidad de Buenos Aires (Argentina).

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INTRODUCCIONEl glifosato (comercializado como Bolero®,

Rodeo®, Roundup®, Vision®) es un herbicida de amplio espectro utilizado primariamente en la agricultura, pero también empleado en el control de la vegetación acuática en estanques de piscicul-tura, lagos y canales (Caffrey, 1996; Krueger et al., 1996; Olaleye & Akinyemiju, 1996). El meca-nismo de acción herbicida del glifosato se produce sobre una vía metabólica que es específica de los vegetales, por lo que es débilmente tóxico para mamíferos y peces aunque puede revelarse como tóxico luego de ingerirlo o por contacto (Kam-merer, 1995), o puede tener un impacto sobre el medio acuático y sus organismos (Neskovic et al., 1996). Una vez en los sistemas acuáticos, la vida media del herbicida varía entre varios días y 10 semanas, dependiendo del pH del agua (Anton et al., 1994; Morgan & Kiceniuk, 1992).

La toxicidad aguda del glifosato y de sus for-mulaciones comerciales fue investigada en dife-rentes especies de peces. La CL50–96hs para el glifosato de grado técnico era de un rango de 16 a 168 mg L–1 (Folmar et al., 1979; Neskovic et al., 1996) mientras que en los formulados comerciales los valores para el Roundup® fueron de 2 a 50 mg L–1 (Folmar et al., 1979; Mitchell et al., 1987a), y para el Rodeo® fueron de 600 a 1440 mg L–1 (Mitchell et al., 1987a). El incremento de la toxicidad en las fór-mulas comerciales se produciría por la presencia de un surfactante (Folmar et al., 1979).

Cichlasoma dimerus Heckel, 1840, reportada en nuestros trabajos anteriores como Aequidens por-talegrensis (Domitrovic, 1997), es una especie de peces del grupo de los Cíclidos, no migratoria y de hábitos territoriales, que está ampliamente dis-tribuida en la cuenca parano–platense (Ringuelet et al., 1967; Kullander, 1983). En el nordeste argen-tino está ampliamente representada y se la conoce vulgarmente como “chanchita”. Estos peces pre-sentan una serie de características que permiten su utilización como animales de experimentación, habiendo demostrado condiciones adecuadas para su empleo en la realización de ensayos de toxici-dad (Domitrovic, 1997).

En el presente trabajo se determinaron, mediante ensayos de toxicidad aguda y subletal, los valores de CL50 para glifosato en C. dimerus, y se analizaron las alteraciones histopatológicas producidas en ensayos de toxicidad aguda con recuperación y en ensayos subletales.

MATERIAL Y METODOSPara la realización de los ensayos de toxicidad

se utilizaron 180 ejemplares de C. dimerus (lon-gitud total media = 4,31 ± 0,07 cm; peso medio = 1,59 ± 0,10 g), capturados mediante redes tipo copo con mango en ambientes leníticos de la

cuenca del Riachuelo (Corrientes, Argentina). Los peces fueron mantenidos en acuarios durante un período de adaptación de 15 días, siendo alimen-tados diariamente, con un control periódico del estado sanitario.

La sustancia ensayada correspondió a un pro-ducto comercial a base de glifosato (salisopropila-mina del N–fosfonometil glicina) al 48% (Roun-dup®, Monsanto Argentina S.A.I.C.). Para el ensayo se empleó el modelo de test estático agudo. Se uti-lizaron acuarios de vidrio con 5 litros de agua y aireación continua. Mediante un ensayo prelimi-nar con concentraciones nominales finales de 20, 50, 100, 150 y 200 mg L–1 de glifosato como ingre-diente activo se estableció el rango aproximado a emplear.

Para la realización del ensayo definitivo se uti-lizaron 3 réplicas compuestas por 5 acuarios con concentraciones nominales finales de 6,0 – 10,8 – 19,2 – 33,6 y 60,0 mg L–1 de glifosato, y un acuario control; y se colocaron lotes homogéneos de 10 animales de ambos sexos en cada acuario. Las características físico–químicas del agua durante el ensayo fueron: temperatura 21 ± 1°C; pH 7,5 ± 0,5; y oxígeno disuelto 8,0 ± 0,5 mg L–1.

El número de peces muertos se fue registrando con la finalidad de establecer la CL50 (concen-tración letal para el 50%) en cada tiempo. Para los estudios histopatológicos se tomaron muestras de tejidos de los peces, los que fueron retirados del acuario inmediatamente de permanecer en el fondo del mismo sin movimientos operculares. Transcurridas 96 horas, se realizó un muestreo para histopatología del 30% de los peces sobrevi-vientes en cada acuario. Luego los peces fueron lavados y colocados en acuarios con agua nueva, para recuperación durante 168 horas (7 días). Durante dicho período de recuperación se reali-zaron muestreos para histopatología a las 72 horas (20% de los sobrevivientes), 120 horas (20%) y 168 horas (30%). Todas las muestras fueron fijadas en fijador de Bouin e incluidas en parafina, y se rea-lizaron cortes histológicos de 5 µm que se colorea-ron con la técnica de hematoxilina y eosina.

Los valores de CL50, y los correspondientes límites de confianza del 95% fueron obtenidos, mediante el análisis probit (USEPA, 1989), para cada una de las réplicas y para los datos agrupa-dos.

El ensayo subletal con glifosato se realizó durante 21 días, y se utilizaron 2 réplicas com-puestas por 2 acuarios con concentraciones finales de 6,0 y 12,0 mg L–1 y un acuario control, donde se colocaron lotes homogéneos de 10 ejemplares de ambos sexos de C. dimerus. La renovación del agua con las concentraciones del producto ensayado se realizó cada 72 horas, y los peces fueron alimenta-dos diariamente. Para los estudios histopatológi-cos se tomaron muestras de tejidos del 20% de los

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peces a los 7 y 14 días del ensayo. Transcurridos 21 días, se realizó un muestreo para histopatología del 30% de los peces en cada acuario. Luego los peces fueron lavados y colocados en acuarios con agua nueva, para recuperación durante 7 días, y al finalizar dicho período se realizó un muestreo del 30% restante de los peces.

RESULTADOS

Mortalidad y CL50En los ensayos agudos los ejemplares de C.

dimerus toleraron las concentraciones de 6,0, 10,8 y 19,2 mg L–1 de glifosato, y no se produjeron efectos letales luego de 96 horas de exposición. En ejem-plares tratados con 60,0 mg L–1 de glifosato los efectos letales comenzaron a las 4 horas, con una mortalidad del 100% a las 18 horas de exposición. Con la concentración de 33,6 mg L–1 de glifosato la letalidad se inició a las 18 horas, con un 30 a 40% de ejemplares muertos a las 24 horas, y la mortali-dad fue del 100% a las 54 horas de exposición.

Se determinó que los valores de CL50 de glifo-sato, para el total acumulado para las tres répli-cas, fueron de 36,55, 25,33, 24,35 y 24,35 mg L–1 a las 24, 48, 72 y 96 horas de exposición, respectiva-mente (Tabla 1). La CL50 en cada una de las répli-cas se encontraba dentro del límite de confianza del 95% del total acumulado.

HistopatologíaLesiones en peces muertos (según concentración y tiempo del ensayo)Concentración de 60,0 mg L–1

4 horas: En las branquias había tumefacción, degeneración y necrosis del epitelio de los fila-mentos y las laminillas, con fusión total y pér-dida del detalle individual de las láminas secun-darias, aunque la estructura capilar estaba con-servada (Figura 1a). En los vasos sanguíneos de los filamentos y en los capilares laminillares se observó congestión. El epitelio de los arcos bran-quiales estaba necrótico. El hígado tenía tumefac-ción y necrosis de los hepatocitos en las zonas peri-

venosas y peripancreáticas. En el bazo se notaba congestión.

8 horas: Las branquias presentaban una con-gestión mayor que a las 4 horas, con necrosis epi-telial y fusión total de las laminillas (Figura 1b). En algunos sectores la fusión era parcial y estaba limitada a la parte basal de las laminillas, pero igualmente se observó necrosis epitelial en los fila-mentos y las laminillas, con destrucción del área capilar (Figura 1c). Los arcos branquiales tenían el epitelio necrótico (Figura 1d). Las lesiones en el hígado y el bazo eran similares a las detectadas a las 4 horas.

18 horas: En las branquias había necrosis epite-lial con fusión total de las laminillas. En algunos sectores la necrosis estaba más avanzada, y había pérdida de los detalles de las laminillas, conser-vándose solo el perfil de los filamentos (Figura 1e). Las lesiones en el hígado y el bazo coincidieron con las descriptas para el tiempo de 4 horas.Concentración de 33,6 mg L–1

18–23 horas: En las branquias se encontró con-gestión intensa y hemorragias, con necrosis epi-telial y fusión completa de las laminillas en algu-nos filamentos; mientras que en otros filamentos la necrosis era más avanzada con desprendimien-tos del tejido epitelial (Figura 1f). Los capilares laminillares también estaban necróticos en algu-nas zonas. Algunos arcos branquiales mostraban un grado mayor de necrosis en los filamentos, con pérdida de todos los detalles del área lamini-llar. En el hígado había tumefacción y necrosis de hepatocitos en las zonas perivenosas y peripan-creáticas. El bazo estaba congestionado.

27–30 horas: Las lesiones branquiales eran simi-lares a las señaladas anteriormente, pero indica-ban un grado más avanzado de daño tisular. La destrucción de los filamentos era mayor, y había adherencias entre grupos de filamentos (Figura 1g). El hígado y el bazo presentaban las mismas lesiones que a las 18–23 horas.

42–46 horas: En las branquias había necrosis, congestión y hemorragia, lo que producía fusión de las laminillas y adherencias completas entre los filamentos, conformando una masa de tejido

Tabla 1. Valores de CL50 (mg L–1 nominales) de glifosato para Cichlasoma dimerus a los diferentes tiempos de exposición (los límites de confianza del 95 % se expresan entre paréntesis).

24 hs 48 hs 72 hs 96 hs

Réplica 1 35,77 24,35 24,35 24,35 (29,93–42,60) (21,60–28,05) (21,60–28,05) (21,60–28,05)

Réplica 2 38,24 26,08 24,35 24,35 (31,19–45,35) (22,67–31,43) (21,60–28,05) (21,60–28,05)

Réplica 3 35,76 26,08 24,35 24,35 (29,93–42,60) (22,67–31,43) (21,60–28,05) (21,60–28,05)

Total Acumulado 36,55 25,33 24,35 24,35 (33,21–40,15) (23,42–27,84) (22,76–26,22) (22,76–26,22)

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sin superficies libres. En el hígado se observó tumefacción celular difusa, con pequeñas zonas de necrosis. En el bazo la congestión era menos intensa que en los tiempos anteriores.

51–54 horas: Las lesiones branquiales eran simi-lares a las halladas a las 42–46 horas, aunque había mayor hemorragia en el tejido (Figura 1h). El epitelio de los arcos branquiales estaba comple-tamente necrótico. El hígado presentaba tumefac-ción y necrosis, con zonas de degeneración vacuo-lar (Figura 2a).Lesiones histopatológicas a las 96 horas

Concentración de 19,2 mg L–1: Las branquias tenían hipertrofia e hiperplasia en las células epiteliales de los filamentos y de las laminillas, que presentaban diferentes grados de extensión e intensidad. Esto producía diferentes aspectos histopatológicos: (1) filamentos con fusión total de laminillas, donde la estructura capilar estaba par-cialmente alterada, y con metaplasia epitelial esca-mosa (Figura 2b), (2) filamentos con la estructura capilar conservada, donde la fusión de las lamini-llas podía ser total o alcanzar solo hasta la parte media de su longitud (Figura 2c), y (3) filamentos con fusión de la parte basal de las laminillas, y con hipertrofia del epitelio de las láminas secun-darias, lo que producía un engrosamiento muy notable en su espesor (Figura 2d). En el hígado y el bazo no se observaron lesiones.

Concentración de 10,8 mg L–1: En las branquias, la hipertrofia y la hiperplasia del epitelio de los filamentos tenían una intensidad menor que la observada en la concentración de 19,2 mg L–1. En las laminillas ya no había fusión total; la fusión,

cuando estaba presente, alcanzaba solo al tercio basal de las láminas secundarias. El epitelio de las laminillas también tenía un grado menor de hipertrofia (Figura 2e). El epitelio de los arcos branquiales presentaba regeneración, observán-dose la formación de dos a tres capas celulares, pero todavía no se presentaban células mucosas, y en la superficie aún había restos del tejido necro-sado (Figura 2f). En el hígado y el bazo no se detectaron lesiones.

Concentración de 6,0 mg L–1: La hipertrofia y la hiperplasia del epitelio en los filamentos branquia-les eran más leves que en los ejemplares someti-dos a la concentración de 19,2 mg L–1, y la fusión de las laminillas se limitaba a la parte más basal. La hipertrofia del epitelio de las láminas secunda-rias también era menor. En el epitelio de los arcos branquiales no se observaron lesiones (Figura 2g). En el hígado y el bazo no se encontraron lesiones.Lesiones histopatológicas a las 72 horas posteri-ores al ensayo

Concentración de 19,2 mg L–1: El epitelio de los filamentos branquiales todavía presentaba un grado leve de hiperplasia, lo que determinaba fusión de la porción más basal de las laminillas. El epitelio de las láminas secundarias había recupe-rado su morfología normal. El epitelio de los arcos branquiales ya estaba completamente regenerado y tenía un aspecto normal. No se detectaron lesio-nes en el hígado y el bazo.

En la Tabla 2 se detallan los rangos de espesor de los filamentos, del epitelio de los filamentos, y de las laminillas para cada una de las concentra-ciones de glifosato en los ejemplares de Cichlasoma

Figura 1. Ensayo agudo con Roundup® en Cichlasoma dimerus. a: Branquias (60,0 mg L–1, 4 hs). Los filamentos tienen fusión total de las laminillas () (HE x 125). b: Branquias (60,0 mg L–1, 8 hs). Congestión (c) en los filamentos, necrosis epitelial y fusión total de las laminillas (), destrucción parcial de capilares () (HE, x 250). c: Branquias (60,0 mg L–1, 8 hs). Congestión (C) en el filamento, necrosis epitelial y fusión parcial de las laminillas (), destrucción de capilares () (HE, x 625). d: Branquias (60,0 mg L–1, 8 hs). Necrosis () del epitelio del arco branquial (HE, x 250). e: Branquias (60,0 mg L–1, 18 hs). Necrosis (N) de las laminillas y de los filamentos, con pérdida del área laminillar (HE, x 125). f: Branquias (33,6 mg L–1, 18 hs). Filamento () con necrosis, fusión total de laminillas y destrucción parcial de capilares; filamento () con necrosis más severa y pérdida del epitelio (HE, x 250). g: Branquias (33,6 mg L–1, 27 hs). Necrosis y fusión total de laminillas () en los filamentos, con adherencia completa de los filamentos entre sí () (HE, x 125). h: Branquias (33,6 mg L–1, 51 hs). Necrosis y fusión total del área laminillar con hemorragias (), y adherencias de los filamentos entre sí () (HE x 625).

Tabla 2. Rango de espesor de los filamentos, del epitelio de los filamentos, y de las laminillas (expresado en µm) a las 96 horas del ensayo con el formulado glifosato (Roundup®) y a las 72 horas (Post 72 hs) del periodo de recuperación posterior al ensayo.

Filamentos Epitelio de Filamentos Laminillas

96 hs Post 72 hs 96 hs Post 72 hs 96 hs Post 72 hs

19.2 mg L–1 40–65 30–37 20–30 12–17 12,5–15 7,5–1010.8 mg L–1 35–45 25–30 15–20 10–12,5 10–12,5 7,56.0 mg L–1 30–40 25–30 12–17 10–12,5 10–12,5 7,5Control 25–30 25–30 10–12,5 10–12,5 7,5–10 7,5

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Figura 1

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dimerus sobrevivientes a las 96 horas del ensayo y en los ejemplares muestreados a las 72 horas del periodo de recuperación posterior al ensayo.Lesiones histopatológicas a las 120 y 168 horas posteriores al ensayo

No se hallaron lesiones en las branquias (Figura 2h), el hígado y el bazo de los ejemplares expues-tos a las distintas concentraciones de glifosato, ni en el grupo control.Lesiones histopatológicas en el ensayo subletalConcentración de 12,0 mg L–1

7 días: La estructura de las branquias en gene-ral tenía un aspecto normal; no obstante, en el extremo de los filamentos había hiperplasia del epitelio, lo que producía fusión de la parte más basal de las laminillas. También se observaron algunas células epiteliales levemente hipertróficas en las laminillas (Figura 3a). En el hígado no se encontraron lesiones.

14 días: Las branquias en general tenían una leve hiperplasia del epitelio de los filamentos. En algunos arcos branquiales los filamentos tenían un grado mayor de hiperplasia epitelial; estas lesiones tenían una distribución más extensa, y no estaban solamente limitadas al extremo, como se observó a los 7 días. En las láminas secunda-rias había hipertrofia de las células epiteliales, con engrosamiento del espesor de la barrera respirato-ria.

21 días: Los filamentos branquiales tenían hiperplasia e hipertrofia del epitelio, y también había hipertrofia del epitelio de las laminillas; todo esto producía fusión de la parte basal de las laminillas y engrosamiento de las láminas secun-darias (Figura 3d). En otros cortes de las bran-quias había filamentos que no presentaban lesio-nes, y tenían las estructuras normales (Figura 3e). En el hígado no había lesiones.

7 días posteriores al ensayo: El epitelio de las branquias había recuperado el aspecto normal en su mayor parte, aunque en los extremos de los fila-mentos todavía se observaba una leve hiperplasia epitelial.Concentración de 6,0 mg L–1

7 días: En las branquias la estructura general era normal. Los filamentos, al igual que en la con-

centración 12,0 mg L–1, tenían hiperplasia del epi-telio en sus extremos, y había fusión de la porción basal de las laminillas. Además, en las laminillas se observó que había algunas células epiteliales levemente hipertróficas. En el hígado no se encon-traron lesiones.

14 días: Las branquias presentaban alteraciones epiteliales similares a las observadas a los 7 días de exposición.

21 días: Las branquias tenían hiperplasia e hipertrofia del epitelio en los filamentos, e hiper-trofia del epitelio de las laminillas. Esto producía en las laminillas fusión de la mitad basal, y tam-bién engrosamiento de las láminas secundarias (Figura 3b). En otros filamentos la hiperplasia epi-telial era menos evidente, pero había hipertrofia epitelial en filamentos y laminillas (Figura 3c). El hígado no presentaba lesiones.

7 días posteriores al ensayo: En las branquias, el epitelio había recuperado en su mayor parte la estructura normal, pero, al igual que en la concen-tración 12,0 mg L–1, se observó que todavía per-sistía en los extremos de los filamentos una leve hiperplasia del epitelio.Grupo Control

No se observaron alteraciones en las branquias (Figura 3f), ni en el hígado durante el período del ensayo.

DISCUSIONLa CL50–96hs para el formulado a base de gli-

fosato (Roundup®) obtenida en C. dimerus fue de 24,35 mg L–1 nominal de glifosato como ingre-diente activo, encontrándose dentro del rango señalado en otras especies de peces para el caso particular del formulado comercial empleado (Tabla 3). Los valores de CL50 fueron ligeramente más altos a las 24 horas, que los correspondientes a las 48, 72 y 96 horas de exposición.

Las branquias de C. dimerus muertos con las concentraciones de 33,6 y 60,0 mg L–1 de glifosato tenían lesiones degenerativas y necróticas en el epitelio, con destrucción del área capilar de las laminillas; también había lesiones congestivas y hemorrágicas. La necrosis producía adherencias

Figura 2. Ensayo agudo con Roundup® en Cichlasoma dimerus. a: Hígado (33,6 mg L–1, 51 hs). Tumefacción (t), necrosis (n) y degeneración vacuolar () de los hepatocitos (HE x 250). b: Branquias (19,2 mg L–1, 96 hs). Hipertrofia e hiperplasia del epitelio del filamento con fusión total de las laminillas, pérdida parcial de la red capilar (), y metaplasia escamosa del epitelio () (HE, x 625). c: Branquias (19,2 mg L–1, 96 hs). Hipertrofia e hiperplasia del epitelio del filamento, con fusión de las laminillas total () y parcial () (HE, x 625). d: Branquias (19,2 mg L–1, 96 hs). Hipertrofia e hiperplasia del epitelio del filamento, con fusión de la base de las laminillas (), hipertrofia epitelial en las laminillas () (HE, x 625). e: Branquias (10,8 mg L–1, 96 hs). Hiperplasia e hipertrofia del epitelio del filamento, con fusión de la base de las laminillas (), hipertrofia epitelial en las laminillas () (HE, x 625). f: Branquias (10,8 mg L–1, 96 hs). Regeneración del epitelio del arco branquial (E), con restos del tejido necrosado en la superficie (n) (HE, x 625). g: Branquias (6,0 mg L–1, 96 hs). Epitelio del arco branquial (E) sin lesiones, células mucosas (m) (HE, x 625). h: Branquias (19,2 mg L–1, 168 hs posteriores al ensayo). Estructura normal en el filamento y las laminillas (HE, x 625).

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Figura 2

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y fusiones completas en el tejido branquial, total-mente incompatibles con su función respiratoria. En peces sobrevivientes a las 96 horas de exposi-ción en las concentraciones de 6,0, 10,8 y 19,2 mg L–1 de glifosato las branquias tenían hipertrofia e hiperplasia epitelial tanto en los filamentos como en las laminillas, con fusión laminillar de diverso grado.

Lesiones branquiales similares, aunque de menor intensidad, fueron descriptas en Cyprinus carpio expuestos a concentraciones de 5 a 10 mg L–1 de glifosato durante 14 días (Neskovic et al., 1996).

En el hígado de C. dimerus, muertos por la acción de las concentraciones de 33,6 y 60,0 mg L–1 de glifosato, había tumefacción y necrosis de hepa-tocitos en las zonas perivenosas, lo que podría ser consecuencia de la hipoxia provocada por las severas lesiones branquiales. En los peces sobrevi-vientes a las 96 horas de exposición en las concen-traciones de 6,0, 10,8 y 19,2 mg L–1 de glifosato no había lesiones en el hígado.

A las 72 horas del período de recuperación luego del ensayo con glifosato, los peces que fueron sometidos previamente a las concentracio-nes de 6,0 y 10,8 mg L–1 tenían las branquias sin lesiones, y el tejido había regenerado su estruc-tura normal; mientras que en aquellos que se tra-taron con 19,2 mg L–1 las branquias tenían aún una leve hiperplasia epitelial en los filamentos. A las 120 horas del período de recuperación el tejido branquial se había regenerado completamente y no había lesiones.

Los efectos subletales del glifosato fueron ana-lizados en algunas especies de peces. Folmar et al. (1979) observaron que la exposición de Oncorhyn-chus mykiss a 2,0 mg L–1 de glifosato (como Roun-dup®) durante 12 horas no tenía efectos sobre la fecundidad y el índice gonadosomático. Mitchell et al. (1987b) demostraron que la exposición de O. kisutch a 2,78 mg L–1 de Roundup® durante 10 días no afectaba su crecimiento y adaptación al agua salada. Morgan y Kiceniuk (1992) expusieron O. mykiss a concentraciones de 6,25 a 100 µg.L–1 de glifosato (como Vision®) durante 2 meses, y no observaron cambios significativos en el comporta-miento y el crecimiento, ni en la presencia de lesio-nes hepáticas y branquiales. Sin embargo, Nesko-vic et al. (1996) realizaron exposiciones subletales de C. carpio a concentraciones de 2,5 a 10 mg L–1 de glifosato durante 14 días, y hallaron cambios enzi-máticos y bioquímicos, también como alteracio-nes morfológicas en hígado y branquias. La res-puesta inmune y el contenido de proteínas plas-máticas de Tilapia nilotica disminuyó luego del tra-tamiento con glifosato a diferentes intervalos de tiempo (El–Gendy et al., 1998).

En el ensayo subletal con exposición de C. dimerus a concentraciones de 6,0 y 12,0 mg L–1 de glifosato durante 21 días, las branquias presenta-

ron alteraciones hipertróficas e hiperplásicas en el epitelio de los filamentos y las laminillas, con diversos grados de fusión laminillar. Estas alte-raciones aumentaron en intensidad con el incre-mento del tiempo de exposición. A los 5 días pos-teriores al ensayo, en las branquias había una recuperación parcial de las estructuras, aunque persistía una leve hiperplasia epitelial en los extre-mos de los filamentos. En el hígado no hubo alte-raciones durante el ensayo subletal con glifosato.

En las branquias de C. carpio, expuestos a 5 mg L–1 de glifosato durante 14 días, se observó hiper-plasia epitelial y edema subepitelial, y los cambios branquiales fueron más pronunciados en la con-centración de 10 mg L–1; y en el hígado solamente se señaló congestión en los capilares sinusoides (Neskovic et al., 1996).

CONCLUSIONESEn las branquias de C. dimerus expuestos a gli-

fosato (como Roundup®) en ensayos de toxicidad aguda fueron notables las lesiones degenerativas y necróticas en el epitelio, con destrucción del área capilar de las laminillas, congestión y hemorragia; a las 96 horas había hipertrofia e hiperplasia epite-lial, y fusión laminillar de diverso grado; mientras que el hígado presentó tumefacción y necrosis de hepatocitos en las zonas perivenosas, pero a las 96 horas ya no se notaban lesiones. A las 72 horas del período de recuperación las branquias tenían aún

Tabla 3. Toxicidad aguda de glifosato (como CL50–96hs en mg L–1 ) en diferentes especies de peces.

Concentración Especie Referencia

52,0–54,8 a Salmo gairdneri Sullivan et al. (1982) 15–26 a (*) Mitchell et al. (1987a) 600–1440 b (*) Mitchell et al. (1987a) 42,0 a Oncorhynchus kisutch Servizi et al. (1987) 28,0 a Salmo gairdneri Servizi et al. (1987) 141,25 Lepomis macrochirus Vittozzi y De Angelis (1991) 95,50 Pimephales promelas Vittozzi y De Angelis (1991) 141,25 Salmo gairdneri Vittozzi y De Angelis (1991) 10,42 c Oncorhynchus mykiss Morgan y Kiceniuk (1992) 4183–9750 Carassius auratus Anton et al. (1994) 4290 Oncorhynchus mykiss Anton et al. (1994) 620 Cyprinus carpio Neskovic et al. (1996) 14,5 a Ictalurus punctatus Abdelghani et al. (1997) 13,0 a Lepomis macrochirus Abdelghani et al. (1997) 14,7 a Rhamdia hilarii Rigolin–de Sá et al. (1997) 24,35 a Cichlasoma dimerus Este trabajo

a: Roundup ® b: Rodeo ® c: Vision ® (*): Salmo gairdneri, Oncorhynchus tshawytscha y Oncorhynchus kisutch.

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Figura 3. Ensayo subletal con Roundup® en Cichlasoma dimerus. a: Branquias (12,0 mg L–1, 7 días). Hiperplasia epitelial () en el filamento y fusión basal de las laminillas, hipertrofia celular en el epitelio de las laminillas () (HE, x 625). b: Branquias (6,0 mg L–1, 21 días). Hiperplasia e hipertrofia epitelial () en el filamento y fusión basal de las laminillas, hipertrofia celular en el epitelio de las laminillas () (HE, x 625). c: Branquias (6,0 mg L–1, 21 días). Hipertrofia epitelial en el filamento () y en las laminillas () (HE, x 625). d: Branquias (12,0 mg L–1, 21 días). Hiperplasia e hipertrofia epitelial en los filamentos y fusión basal de las laminillas (), hipertrofia celular en el epitelio de las laminillas () (HE, x 250). e: Branquias (12,0 mg L–1, 21 días). Estructura normal del filamento y las laminillas (HE, x 625). f: Branquias (Control, 21 días). Estructura normal de los filamentos y las laminillas (HE, x 250).

una leve hiperplasia epitelial en los filamentos, pero a las 120 horas el tejido branquial se había regenerado completamente.

En la exposición a niveles subletales de glifo-sato las branquias presentaron alteraciones hiper-tróficas e hiperplásicas en el epitelio de filamen-

tos y laminillas, con fusión laminillar; pero en el período de recuperación las branquias recobraron parcialmente su estructura normal, aunque per-sistió una leve hiperplasia epitelial en los extre-mos de los filamentos.

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USEPA (U.S. Environmental Protection Agency). 1989. Short–term methods for estimating the chronic toxicity of effluents and receiving waters to freshwater organisms. 2nd. Edition. USEPA, Environmental Monitoring Systems Lab., EPA/600/4–89/001: 249 p.

Recibido para su publicación: Agosto de 2000.Aceptado para su publicación: Diciembre de 2000.

Rev. Ictiol. 8 (1/2): 19–28, 2000H. A. Domitrovic

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Revista de Ictiología 8(1/2): 29–40, 2000.

A survey study of gas supersaturation and fish gas bubble disease in the Paraná River below Yacyretá Dam, Argentina

Hugo A. DOMITROVIC1 – José A. BECHARA1 – Carolina FLORES QUINTANA1– Juan P. ROUX1– Guillermo GAVILÁN2

1 Instituto de Ictiología del Nordeste. Facultad de Ciencias Veterinarias. Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Sargento Cabral 2139. 3400 Corrientes, Argentina. inicne@vet.unne.edu.ar2 Entidad Binacional Yacyretá (EBY). Area de Medio Ambiente. 3300 Ituzaingó, Corrientes, Argentina.

ABSTRACTSupersaturation below the spillways of dams

can provoke Gas Bubble Disease (GBD) in fish. This pathology was observed in the Paraná River below Yacyretá Dam, a low head, 1,600 km2, hydroelectric project located at the international border of Argentina and Paraguay. After massive fish mortality occurred in 1994, several modifi-cations in the operation and design of spillway gates were introduced. An intensive monitoring of dissolved gases and fish sanitary conditions was carried out to evaluate the impact of these changes. Dissolved gases were measured using an electronic saturometer and fish health condi-tion was examined in individuals caught by gill-nets at two sampling points; one of them placed close to the spillways and the other located 91 km downriver. Samples were taken every 20–30 days, from March 1995 to March 1996. Each fish was examined for emphysema (bubbles) within the skin, eyes and fins, and some of them were dissected to permit internal examination and his-tological sampling of various tissues. Close to the spillways, total gas supersaturation values oscil-lated between 125.4 and 153.3 %. At this sam-pling point, 12% to 58% of the fish caught had emphysema within the fins or other external GBD signs. Histopathological analyses confirmed the presence of lesions caused by GBD in gills, liver and spleen in 57% of the fish sampled. In the sam-pling point located 91 km downriver, supersatura-tion values varied in a range comprised between 107–130%. Percentage of fish affected with macro-scopic signs varied between 0 and 9%, while 16% of the fish sampled had microscopic GBD lesions. These results indicate that, even if massive kills were not observed, the dam generated danger-ous levels of supersaturation during the period

of spillway modifications and turbine installa-tions. Structural and operational modifications of the spillways have presently reduced supersatura-tion levels and its negative effects on fish during normal flood conditions.

KEY WORDS: gas bubble disease – GBD – fish – gas supersaturation – dams – large rivers – Yacyretá – Argentina

RESUMENDOMITROVIC, H.A.; J.A. BECHARA; C.

FLORES QUINTANA; J.P. ROUX & G. GAVI-LÁN. 2000. Estudio de la supersaturación gaseosa y la enfermedad de la burbuja en los peces del Río Paraná debajo de la Represa de Yacyretá, Argentina. Rev. Ictiol., 8 (1/2): 29–40.

La sobresaturación aguas abajo de los vertede-ros de las represas puede provocar la Enfermedad de la Burbujas (EDB) en los peces. Esta patología fue observada en el río Paraná aguas abajo de la represa de Yacyretá, un complejo hidroeléctrico de cuyo embalse ocupa una superficie de 1.600 km2, ubicado en la frontera de Argentina y Para-guay. Luego de una mortandad masiva ocurrida en 1994, se introdujeron varias modificaciones estructurales y operativas en los vertederos. Para evaluar el efecto de tales modificaciones, se rea-lizó un monitoreo intensivo de los gases disueltos y las condiciones sanitarias. Los gases disueltos se midieron con un saturómetro electrónico y el estado sanitario de los peces se examinó en peces capturados con redes enmalladoras en dos sitios de muestreo; uno de ellos localizado cerca de lo vertederos (Ituzaingó) y el otro emplazado a 91 km aguas abajo (Itá Ibaté). Las muestras fueron tomadas cada 20–30 días, desde marzo de 1995 a marzo de 1996. Cada ejemplar fue examinado macroscópicamente con el fin de detectar la pre-

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sencia de enfisema (burbujas) en la piel, aletas y ojos, y algunos fueron disecados para permitir un examen interno y realizar un muestreo his-tológico de distintos tejidos. En cercanías de los vertederos, los valores de gases totales disueltos (%GTD) oscilaron entre 125,4 y 153,3%. En este sitio de muestreo, entre el 12% y el 58% de los peces capturados presentaron enfisema en las aletas, así como otros signos externos de la enfer-medad de las burbujas (EDB). Los análisis histo-patológicos confirmaron la presencia de lesiones causadas por la EDB en branquias, hígado y bazo en el 57% de los peces muestreados. En Itá Ibaté, los valores de sobresaturación variaron entre 107–130%. El porcentaje de los peces afecta-dos con signos macroscópicos varió entre 0% y 9%, mientras que un 16% de los peces muestreados tuvieron lesiones microscópicas de la EDB. Estos resultados indican que, aunque no se observaron mortandades masivas, la represa produjo niveles peligrosos de sobresaturación durante el período en que se modificaron los vertederos y se continuó con la instalación de las turbinas. Sin embargo, las modificaciones estructurales y operacionales han reducido actualmente la sobresaturación y su efecto negativo sobre los peces en condiciones hidrológicas no muy alejadas de las normales.

PALABRAS CLAVE: enfermedad de las burbu-jas – peces – sobresaturación gaseosa – represas – grandes ríos – Yacyretá – Argentina

INTRODUCTIONA distinctive trait of South American drainage

systems is the presence of large rivers inhabited by a rich and diversified fish fauna. The Paraná River belongs to the Del Plata Basin, the second largest drainage system of the subcontinent, after the Amazon Basin. Since 1960, considerable devel-opment of civil works in Del Plata Basin has trans-formed large reaches of the headwaters sections in a succession of reservoirs, particularly in Brazil (Bonetto et al. 1987; Petrere, 1996). In addition, two large dams were constructed in middle sections of the Paraná River during the 80’s, named Itaipú at the frontier of Brazil and Paraguay, and Yacyretá in the border of Argentina and Paraguay. These dams together have an installed capacity of about 16,000 MW, being able to supply a large propor-tion of the power requirements of these coun-tries.

In 1994, an event of massive fish mortality below Yacyretá Dam was observed (Domitrovic et al., 1994). The mortality was due to an acute gas bubble disease (GBD), also called gas bubble trauma (GBT), produced by gas supersaturation generated in the stilling basins placed below the spillways, after the water level of the reservoir were raised several meters to begin the energy production of the first installed turbine. A mas-

sive fish kill was also observed below Itaipú Dam in 1982, under similar circumstances (G. Gavilán, pers. obs.).

The first description of GBD was given 90 years ago by Gorham (1901) and Marsh and Gorham (1905) in aquarium fishes. These reports were fol-lowed by several studies describing the causes, clinical signs, and mechanisms of the disease (Bouck, 1980; Weitkamp & Katz, 1980; Colt et al. 1991; Krise, 1993). Supersaturation below the spillways of dams often occurs in large rivers. For example, GBD below Harry S. Truman Dam caused the largest fish kill on record in Missouri (Crunkilton et al., 1980) and many fish populations of the Columbia River are also exposed to high levels of supersaturation (Counihan et al., 1998). As a consequence, many existing spillways and stilling basins were modified, and new spillway designs were developed to prevent supersatura-tion in dams under construction (Weitkamp & Katz, 1980). However, the occurrence of the dis-ease in South America was reported for the first time by Domitrovic et al. (1994), and most of the bibliographic references available come from North America.

Following the fish kill, major changes in the operation regime of spillway gates of Yacyretá Dam reduced the levels of gas supersaturation downriver. Air ducts that incorporated air to the spilled water to reduce cavitation effects were closed during the study period. Spillways were modified in some cases by adding deflectors to avoid spilled water to plunge deeply into the still-ing basin. Beside, the increasing amount of water passing through newly installed turbines contrib-uted to a progressive reduction in the discharge released by the spillways, as well as to a decrease in the time of water spillage over the year.

An intensive monitoring of total dissolved gases and fish sanitary conditions were carried out by an agreement between the public power utility of Yacyretá Dam (EBY) and the Institute of Ichthyol-ogy of the National University of the Northeast (UNNE) of Argentina. The objectives of the study were, (i) to survey the impact of the fluctuating supersaturation levels on fish sanitary conditions in the Paraná River over an hydrological cycle and, (ii) to create a baseline reference to evaluate in later years the success of structural and opera-tional modifications.

Study siteThe Paraná River at Yacyretá Dam has a 100

years historical mean discharge of about 12,000 m3 s–1, draining an area of about 840,000 km2. Along a few kilometers below the reservoir, the river flow mainly through basalt bedrock, chang-ing downriver to moving sand bottoms, with extensive areas of sandstone and conglomerate

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outcrops. Over the rocky bottoms there is often a massive growth of epilithytic algae (e.g., Oedogo-nium, Gomphonema, Lyngbia, Tabellaria, Aulacoseira) and macrophytes, particularly the reophilic spe-cies of the family Podostemonaceae (Varela et al., 1983)

Yacyretá Dam and Reservoir are located a few kilometres upstream Ituzaingó Town, in Corrien-tes Province, Argentina (Figure 1). The reservoir has a surface of approximately 1,600 km2 and a volume of 21,000 hm3. The dam has a length of 63.7 km, with two gated overflow spillways, one of them placed on the Añá Cuá channel (Añá Cuá Spillway, 16 gates), and the remaining on the main channel (Principal Spillway, 18 gates) (García, 1999). The original design of spillways included radial gates to control flow and air ducts to reduce cavitation effects. However, both fea-tures produce a substantial increase in the amount of air incorporated to the water that plunge 20 m depth in the stilling basins placed below. During the study period, air ducts openings were closed with wood panels to reduce gas entrainment. On a normal operation plan with most turbines func-tioning, Principal Spillway is scheduled to be oper-ative only during floods, but the Aña Cuá Spill-way must release water to ensure a minimum flow of about 1,500 m3 all along the year.

The powerhouse is located next to the Princi-pal Spillway. The 20 Kaplan turbines are pres-ently fully operative (since March 1998). However, at the beginning of the survey, there were only three turbines running, while five other units were fully operative at the end of the study period. Each turbine can discharge a maximum of 850 m3 s–1, summing together 3,200 MW of total installed capacity (160 MW each turbine). Total dissolved

gases (TDG) of the turbinated waters have sim-ilar levels to those measured in the reservoir (95%–120%, G. Gavilán, pers. obs.). During floods, supersaturated waters coming from Itaipú Dam rise the levels of TDG into the reservoir. The dam operates on a near run–of–the–river regime, with low scale daily fluctuations due to changes in the number of turbines and spillways in activity. There is also two fish scales equipped with ele-vators, located on each side of the powerhouse. Elevators operate continuously over the 24 hours, moving migratory fishes from the river to the res-ervoir, every one to three hours.

MATERIAL AND METHODS

Field studiesFish were sampled at two sites along the river

main channel. One of them was located at about one km below the Principal Spillway on the left margin of the river, and it is named hereafter High Impact Site (HIS). The other sampling sta-tion was placed 91 km downriver, at Itá Ibaté Town in Argentina, thereby named Low Impact Site (LIS) (Figure 1). Maximum river depths at average discharge are about 5 m in the HIS and 12 m in the LIS, while total river channel width is of about 6,150 m and 2,500 m, at each sampling site, respectively. A set of nine monofilament gillnets measuring 15 to 50 meters long, and 1.50 to 3.0 m high, was placed on each site every 20–30 days on 16 different occasions from March 1995 to March 1996. Each gillnet was positioned close to the coastline, in contact with the bottom. The follow-ing mesh sizes in cm were employed (stretched from knots to knots): 4, 5, 6, 7, 8, 12, 14, 16 and 20.

In the HIS, the largest gillnets (>=14) were placed at the south-ern entrance of the navigation lock, due to the lack of suitable conditions for its emplacement in the main channel. Gillnets were inspected every 6–8 hours during a 45–48 hours period. Caught fish were identified tax-onomically to the species level, weighted (g), measured (stan-dard length in cm), and exam-ined externally for the pres-ence of macroscopic GBD signs, such as emphysema in skin and fins, exophthalmia and haem-orrhages. Gill, liver and spleen samples of the species of eco-nomical importance were pre-served in 10% formalin to be later processed in the labora-tory for histopathological anal-

Gas supersaturation and fish bubble disease in the Paraná River, Argentina

Figure 1. Geographic location of the study area. A: High Impact Site (HIS), B: Low Impact Site (LIS).

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yses. A total of 9,250 individu-als were examined externally in both sampling stations, and 240 of them were dissected for microscopic studies.At each sampling point, total dissolved gases concentration (%TDG) was measured using a Common Sensing electronic sat-urometer, based on the princi-ple of the Weiss Saturometer (D’Aoust & Clarck, 1980). Mea-sures were taken every one to three days at the HIS and on each sampling date at the LIS.

Values are expressed as percent-age saturation relative to surface equilibrium concentrations. Additionally, other routine environmental variables were measured on each sampling date, such as transparency (using Secchi disk), water and air temperature, pH, conduc-tivity, and dissolved oxygen (using calibrated electrodes). Moreover, bottom type, current speed and maximum depth were measured at the site of each gillnet location.

Laboratory analysesTissues fixed in 10% forma-lin were dehydrated, imbedded in paraffin, sectioned at 7 mm layers, mounted on microscope slides and stained with haema-toxylin and eosin. Samples of a similar number of both, healthy and affected fish were exam-ined, and the following signs were associated to the GBD: presence of gas emboli, micro-emboli and telangiectasia in ves-sels and capillaries, empty cap-illaries, emphysema, necrotic areas, oedema and congestion in tissues. Other lesions caused by parasites, injuries, or microbes were also registered. For each sample, three to five mounted sections were observed to detect GBD signs.

Data analysesThe information was stored in a database and

the total percentage of fish having macroscopic GBD signs was computed for every site, date and sampling point. For each species and 10 mm size–classes, the percentage affected with GBD was also computed in each sampling point. The rela-

tionship between the percentage of fish having external signs of GBD and some environmental variables (total dissolved gases, %TDG, water tem-perature, °C, and mean depth at gillnet location) was examined using standard multiple regres-sion procedures (Tabachnick & Fidell, 1989). Data were previously transformed to log (x+1) (%TDG and temperature) or to square root (x) (depth) to achieve a distribution of residuals that fulfil the assumptions to normality, linearity and homosce-dasticity. Durbin–Watson statistic was also applied to detect the presence of serial correlation in sam-ples taken at different times. Fish captured by

Figure 2. Variations in discharge (Q) of the Principal Spillway and turbines, and total dissolved gases (%TDG) along the study period.

Figure 3. Relationships between total dissolved gases (%TDG) and the percentage of fish presenting external signs of gas bubble disease (GBD) in the two sampling sites.

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nets placed in the navigation lock (HIS) were not included in the statistical analyses, because total dissolved gases were usually slightly supersatu-rated or unsaturated in this section of the river.

RESULTSRiver discharge and total dissolved gases (%TDG)

The %TDG in the left margin of the river at the High Impact Site (HIS) was highly asso-

ciated with the discharge of the Principal Spill-way (Figure 2), as evidenced by a significant posi-tive correlation between both variables (r Pearson= 0.769, P<0.001, n=186). The amount of turbinated water increased gradually with time, as new tur-bine units became fully operative. In spite of that, %TDG did not show a clear tendency to decrease with time (Figure 2). As a matter of fact, %TDG was almost all the time over 130% at the HIS, reaching values as high as 153% during floods (Figure 2). Values at the LIS were much lower and varied between 107 and 130%, during low and high water periods, respectively. At Paso de la Patria, a locality placed 250 km downriver Yacyretá Dam, supersaturation values were of 108% during a flood pulse (February 1996, G. Gavi-lán, pers. obs.). Discharges of Añá Cuá Spillway do not reach the HIS and probably affect only slightly the total supersaturation levels at the Low Impact Site (LIS) (G. Gavilán, pers. obs.).

Total dissolved gases and Gas Bubble Disease (GBD)Macroscopic examination

About 86 different fish species were collected during the study period in both sampling sites, being most of them siluriforms (Pimelodidae, Doradidae and Loricaridae) and characiforms (Anostomidae, Characidae, Curimatidae, Serras-almidae, and Tetragonopteridae). At the HIS, 51 species presented some kind of macroscopic signs of GBD on at least one sampling date, while only 19 were affected in a similar manner at the LIS. The small to medium–size species were the most frequently affected (Table 1). As a consequence, a significant negative correlation between mean standard length of the species and the percentage of affected fish at the HIS was found (r Pearson =

–0.44, P<0.001, n= 50). For example, species with mean standard length lower than 180 mm, such as Astyanax spp., Cynopotamus kincaidi, Auchenipterus nuchalis, Cyphocharax platanus, Psectrogaster curvi-ventris and Triportheus paranensis had, on average, more than 50% of the individuals affected with GBD in the HIS (Table 1). On the other hand, the individuals of the species with average stan-dard length larger than 300 mm presented inci-dence values lower than 15% (Table 1). The main exceptions were Prochilodus lineatus, a detritus and periphyton feeder, and Sorubim lima, a predator of small fish. These two species were frequently found in shallow areas probably due to their feed-ing habits.

At the HIS, at least one fish was found with external GBD signs in all of the sampling dates, while only in eight occasions over 16 the same occurred at the LIS. On average, 35% of the sam-pled individuals had macroscopic lesions caused by GBD in the HIS (range of 12 to 58%), but only

Table 1. List of the most important species affected by GBD at each sampling station and percentage of individuals presenting macroscopic signs. Average size corresponds to standard length. Species of economical interest are indicated with asterisks (*). ab.= species absents in the samples; n.d.=no data available.

Low Impact Site (LIS) High Impact Site (HIS)

Average size Percentage Average size Percentage (Standard affected by (Standard affected bySPECIES Length, mm) GBD (%) Length, mm) GBD (%)

Acestrorhynchus pantaneiro 170.0 3.0 ab. ab.Astyanax (P.) bimaculatus 112.5 1.8 107.0 57.9Auchenipterus nuchalis 178.3 2.2 178.4 53.0Brycon orbygnianus * ab. ab. 385.0 40.0Cochliodon cochliodon 370.0 2.7 218.3 46.1Cynopotamus argenteus 214.2 4.4 181.1 43.0Cynopotamus kincaidi 241.7 3.2 178.1 56.1Cyphocharax platanus 150.0 1.1 133.2 61.5Galeocharax humeralis 205.1 3.7 141.8 46.5Hemiodus orthonops 199.2 1.9 205.1 46.7Hemisorubim platyrhynchos* ab. ab. 367.5 6.7Hoplias malabaricus ab. ab. 160.0 50.0Hypostomus alatus ab. ab. 325.0 14.3Hypostomus luteomaculatus ab. ab. 242.9 19.8Iheringhychthys labrosus 168.0 2.0 150.9 20.6Leporinus acutidens 231.0 2.2 215.9 35.0Leporinus obtusidens * 280.0 1.2 298.2 24.8Lycengraulis olidus * 128.0 4.0 ab. ab.Mylossoma duriventris ab. ab. 197.3 10.7Oxydoras kneri * ab . ab. 492.5 11.0Pachyurus bonariensis ab. ab. 60.0 27.3Piaractus mesopotamicus * ab. ab. 290.0 10.8Pimelodus albicans * ab. ab. 120.0 16.7Pimelodus maculatus * 213.0 1.7 238.0 31.9Plagioscion ternetzi* ab. ab. n.d. 12.5Prochilodus lineatus * 417.5 1.3 373.9 40.8Psectrogaster curviventris ab. ab. 163.6 69.8Pterygoplichthys anisitsi ab. ab. 400.0 4.4Rhaphiodon vulpinus 420.0 1.9 378.9 18.0Roeboides bonariensis 250.0 5.9 124.3 40.0Roeboides prognathus 239.3 37.1 178.3 66.7Salminus maxillosus * ab. ab. 314.1 12.6Schizodon borellii ab. ab. 256.7 50.0Schizodon nasutus ab. ab. 198.4 16.4Serrasalmus nattereri ab. ab. 260.0 1.2Serrasalmus spilopleura ab. ab. 228.7 8.0Sorubim lima * ab. ab. 343.5 33.3Triportheus paranensis 175.5 10.0 181.9 76.5

Gas supersaturation and fish bubble disease in the Paraná River, Argentina

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3% in the LIS (range of 0 to 9%). In spite of this high occurrence of the GBD, large fish kills were not observed within the study area, although small groups of floating dead fish were occasion-ally found at the highest %TDG levels nearby the HIS.

As shown in Figure 3, when %TDG surpassed 120%, the percentage of fish with GBD increased exponentially in both sampling sites. Using stan-dard multivariate regression analyses, a signifi-cant relationship between the %TDG and the per-centage of fish with macroscopic lesions caused by GBD, was detected (Table 2). Although most of the variability in the percentage of fish affected was explained by %TDG, water temperature and mean depth at gillnet location also showed sig-nificant effects. These three variables explained together a large amount of the observed variance

in %GBD among dates and sampling sites. The fish species of economical importance had

generally the lower percentage of external GBD lesions, except P. lineatus (Table 1). This later spe-cies, as being one of the most important of the Paraná River (Bonetto, 1999), was analysed in greater detail. In the HIS, part of the sampling area corresponded to the southern entrance of the navigation lock. This area presented low levels of supersaturation that did not surpass 110%. As a consequence, the percentage of P. lineatus affected in the navigation lock was always lower than in the main channel (Table 3), suggesting that

this area and others, having similar low turnover rates of the water (e.g., small branches, backwa-ters, small floodplain lakes), may function as ref-uges during supersaturation episodes. Neverthe-less, the presence of fish with GBD symptoms in waters with no dangerous supersaturation levels suggest that these individuals are coming from neighbouring supersaturated areas of the main channel, where the disease was developed.

Microscopic examinationHistopathological analyses showed that 57% of

the sampled fish presented some kind of micro-scopic lesion associated with GBD in fish caught at the HIS, but only 16% at the LIS. When only individuals having previously detected macro-scopic lesions were included, these percentages increased to 90% and 40% in the HIS and LIS,

Table 2. Multiple regression analysis between some environmental variables and percentage of fish affected by GBD. sr2 (incremental) represents the absolute contribution of each independent variable to the total explained variance of the dependent variable, as expressed in the adjusted R2. Durbin–Watson Statistics evidence a low serial correlation (0.162), and redundancy is also low for all independent variables (<0.123).

Simple Correlations Regression parameters

%GBD TDG Temp. Depth sr2

Variables (dep.var.) (%) (°C) (m) B β weights (incremental)

TDG 0.91 –– –– –– 70.75** 1.05 0.77**Temp. 0.15 0.34 –– –– –19.00* –0.40 0.14**Depth –0.28 –0.31 –0.37 –0.3 –1.43* –0.58 0.03** Intercept = –117.44**Means 32.39 134.61 23.89 2.33Standard Deviations 22.42 11.51 3.87 0.39R2 0.994Adjusted R2 0.993

*=P<0.05; **=P<0.001; n=29

Figure 4. Microscopic lesions of GBD in gills. a: Emphysematous areas in two primary lamellae (Psectrogaster curviventris in HIS, x 65). b: Emphysematous area in a primary lamella (Psectrogaster curviventris in HIS, x 125). c: Gas emboli in the artery of a primary lamella (Leporinus obtusidens in LIS, x 250). d: Emphysema and capillary dilatations in secondary lamellae (Prochilodus lineatus in HIS, x 250). e: Small subepithelial emphysema in secondary lamellae (Salminus maxillo-sus in HIS, x 250). f: Large subepithelial emphysema in the secondary lamellae (Pterodoras granulosus in HIS, x 250). g: Capillary congestion and telangiectasia in secondary lamellae (Prochilodus lineatus in HIS, x 25). h: Emphysematous areas with inflammatory infiltrate in the distal end of the filaments (Prochilodus lineatus in HIS, x 125).

Table 3. Incidence expressed as percentage of macroscopic lesions of GBD in P. lineatus at the High Impact Site (HIS), comparing contiguous areas with and without supersaturation (main channel and navigation lock, respectively), at different sampling dates.

Date Main channel Navigation lock Total

May 1995 83 45 68July 1995 86 8 42August 1995 81 39 42September 1995 84 4 63October 1995 49 8 39December 1995 35 14 24January 1996 51 23 42

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Gas supersaturation and fish bubble disease in the Paraná River, Argentina

Figure 4

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respectively. On the other hand, if only individu-als that did no present macroscopic lesions were taken in account, the percentage of microscopic lesions averaged 28% and 14% in the HIS and LIS, respectively. Noticeable, fish having only micro-scopic lesions were much more frequently found at supersaturation levels comprised between 110 and 119%. The fact that this %TDG levels were more commonly observed at the LIS can explain why in this site there was a larger percentage of fish affected when using microscopic techniques compared to macroscopic observations. However, sampling error can not be discarded due to the relatively low number of samples taken in the LIS (n=60).

In gills, the most common GBD lesions were generally characterised by emphysema in the con-junctive tissue of the primary lamellae and small to medium–size gas emboli in the capillaries of the secondary lamellae (Figure 4). Moreover, vascu-lar lesions such as congestion and haemorrhages were found at supersaturation levels higher than 110%.

In liver, emphysematous dilatations were found within peripancreatic and perivenous tissues (Figure 5). Furthermore, dilatations in veins were observed at supersaturation levels higher than 119%. In some cases, necrotic areas with emphy-sema were observed in the hepatocites, sur-rounded by normal hepatic tissue, which suggest hypoxia probably caused by the vessel blockage by gas emboli (Figure 5).

All these lesions were much more conspicuous and frequent in the samples of the HIS when compared to those of the LIS. Furthermore, in the HIS gills presented massive emphysematous areas in the primary lamellae, which thickened the gill walls. Capillary dilatations were com-monly observed in the secondary lamellae (Figure 4). Other common vascular lesions were capillary congestion and telangiectasia (strong dilatation of capillaries) with formation of thrombi. As an evidence of a larger evolution time of the dis-ease in some individuals, there were emphyse-matous areas with inflammatory infiltrate distrib-uted locally, or widely extended among gill fila-ments.

In samples of livers taken at the HIS, dilated vessels, subcapsular and hepatic emphysema were also common. In some samples, there were also

signs of tissue hypoxia, as evidenced by necrotic areas in the hepatocytes.

In spleen samples, the red pulp had emphy-sema and gas emboli within the major blood ves-sels, but only in fish coming from the HIS (Figure 5).

DISCUSSIONThe results of the present study suggest that,

during the sampling period (March 1995–March 1996), Yacyretá Dam generated supersaturated levels of total dissolved gases that could have affected the health condition of several fish spe-cies inhabiting shallow areas close to the margins of the river or islands, in a reach of several kilo-metres below the dam. During that period, a few turbines were working, and both spillways (Princi-pal and Aña Cuá) operated continuously with vari-able intensity. Fish appeared to be affected also in the Low Impact Site (LIS) placed 91 km down-river, but macroscopic and microscopic signs of the GBD had a lower frequency of occurrence and were present in a smaller number of species.

It is not possible to extrapolate the results for fish inhabiting areas deeper than those sampled due to the difficulty of placing gillnets in deep, fast flowing sites. Nevertheless, at depths greater than 3 m, most fish should have been out of danger of GBD due to hydrostatic compensation, because of the approximate 10% increase in gas solubility per meter depth in the water column (Colt, 1984). This fact was experimentally con-firmed for autochthonous species of the Paraná River using vertical aquaria (Domitrovic, unpub-lished data).

There was a strong positive relationship between the percentage of fish affected with exter-nal macroscopic signs and the levels of total dis-solved gases. Furthermore, once the levels of supersaturation surpassed 120%, this relationship was exponential (Figure 3). Moreover, increases in depth and water temperature were related to decreases in the percentage of affected fish. Given the high statistical significance of the multiple regression model, it could be eventually useful for the estimation of %TDG using the percentage of fish caught having GBD.

A number of questions can be raised concern-ing the sampling technique employed, since the amount of time fish were retained in gillnets could

Figure 5. Microscopic lesions of GBD in liver and spleen. a: Emphysematous dilatations around pancreatic and venous tissues in liver (Oxydoras kneri in HIS, x 25). b: Emphysematous dilatations around pancreatic tissues in liver (Leporinus obtusidens in LIS, x 65). c: Dilatations of veins and subcapsular emphysema in liver (Hoplias malabaricus in HIS, x 65). d: Subcapsular and intrahepatic emphysema (Prochilodus lineatus in LIS, x 250). e: Large gas emboli in hepatic venous vessels (Psectrogaster curviventris in HIS, x 125). f: Necrotic area of hepatocytes around a vein (Prochilodus lineatus in HIS, x 250). g: Necrotic and emphysematous area in liver (Prochilodus lineatus in LIS, x 250). h: Emphysema and gas emboli in spleen (Prochilodus lineatus in HIS, x 65).

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Gas supersaturation and fish bubble disease in the Paraná River, Argentina

Figure 5

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have produced erroneous results. First, fish caught in gillnets were obviously unable to compensate hydrostatically by moving to lower depths, and being in supersaturated water they could have developed the disease before being removed for sampling. In the present study, mean gillnet depth varied between 0.5 and 3 m in most sampling dates. However, massive development of emphy-sema, takes usually longer than eight hours (maxi-mum time of exposure of fish caught in gillnets) to occur. Field and laboratory bioassays (Domitro-vic et al., 1996), show that external emphysema can appear within 16 hours of exposition to %TDG values higher than 115%, in the absence of hydro-static compensation. The supposed error caused by the nets should also produce a similar percent-age of small and large fish affected, which was not the case as mentioned in the results. Finally, the fish found with GBD in the navigation lock, that has slight or no supersaturation, indicate that these individuals were previously affected in areas with high supersaturation levels. Therefore, the results can not be solely attributed to the net-ting effects.

A second sampling artefact, opposed to the previously mentioned, may be due to the fact that after death, emphysema and gas microem-boli tend to disappear as a result of the reduction in the intake of hyperbaric gases (Bouck, 1980). Since most fish were already dead when retired of the gillnets, the actual number and magnitude of macroscopic and microscopic lesions may be higher than those observed.

The levels of supersaturation could have indi-rect effects on the structure of the fish communi-ties below Yacyretá Dam. Particularly vulnerable could be the herbivorous and detritivorous fish guilds, which are the most abundant group in the study area. According to the Secchi disk lec-tures (70–100 cm), and by employing an approxi-mate calculation of the depth of the photic zone (2.5 times the Secchi disk) aquatic plants should growth on substrates placed between surface water and 1.75 to 2.5 meter depth. They are clearly out of the hydrostatic compensation zone that is over 3–5 m in the HIS. Therefore, herbivorous and detritivorous fish would be forced to feed lower quality foods at deepest areas or being at risk of exposure to dangerous levels of supersat-uration, which in turn may produce chronic or acute lesions caused by GBD near surface waters. Even if that fish were able to detect the formation of gas emboli and avoid supersaturated water, as were described for North American species (Chamberlain et al., 1980; Stevens et al., 1980), they had to move up and down continuously to feed, thus adding an additional stress factor and an increased energy expenditure. Similarly, small sized fish that inhabit shallow areas would be also

more affected than large fish (Table 1) by their preferential occupation of this habitat. In the short and mean term, this impact should be reflected at the individual level in low condition factors, growth and fecundity, in comparison with fish inhabiting zones not exposed to supersaturated waters. In this sense, there is evidence that many fish species inhabiting areas close to the main dam, had lower condition factors and fecundity than those captured at the LIS, especially during years with highly supersaturated waters (Bechara et al. 1999, Terraes et al., 1999, Domitrovic et al. 2000). Fish exposed to high level of supersatu-ration may also increase the susceptibility to be predated by other fish, as described by Mesa & Warren (1997) in their experimental study with juvenile Chinook salmon (Oncorhynchus tshawyts-cha). Reproductive behaviour could have been also affected in species such as P. lineatus, which form large shoals in shallow areas to mate (Bayley, 1973). However, the extensive migratory move-ments of many species within the river, and the heterogeneity of habitat conditions precludes rig-orous comparisons. The comparative approach would therefore be more appropriate in the long term and with species of more restricted move-ments.

Safe levels of supersaturation are difficult to establish with the present observational data due to the complexity of the river corridor and the large number of species affected. However, it is clear from the present study that if a significant reduction in the number of fish with macroscopic GBD signs has to be achieved in coastal areas below Yacyretá Dam (3 m depth and less), max-imum supersaturation levels should be always inferior to 120%. In this sense, the application of spillway structures (deflectors) in Añá Cuá spill-ways, the temporal blockage of air ducts, as well as an increase in turbinated water, have actually reduced the values of %TDG, which are closer to normal river conditions most of the time. How-ever, during ordinary or extraordinary floods, or when several turbines must stop functioning, supersaturation is expected to rapidly rise due to the opening of spillways as actually occurred during the big floods of 1997–98, related to a par-ticularly intense effect of El Niño Southern Oscil-lation (ENSO) event. Moreover, supersaturation levels dangerous to fish species are still present in the Añá Cuá branch due to the maintenance of minimum flows larger than 1,500 m s–1, which are released by modified spillways. A new power-house has been projected on this branch to over-come the problem.

Presently, a series of field and laboratory bio-assays are being carried out (Domitrovic et al., 1998, 2000). They will likely allow to better estab-lish safe levels of supersaturation necessary for

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the survival of the most important fish species in the Paraná River. Eventually, they would be also useful to understand the mechanisms that pro-duce the observed macroscopic and microscopic lesions of GBD in the field.

ACKNOWLEDGEMENTSThe authors are grateful to Juan Carlos Terraes

and Fernando Revidatti, who provided valuable assistance in the field sampling. Angela Teresa Ibañez prepared the slides for histological analy-ses. Financial support was provided by the Enti-dad Binacional Yacyretá (EBY), through an agree-ment with Universidad Nacional del Nordeste (UNNE).

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Recibido para su publicación: Diciembre de 2000 Aceptado para su publicación: Agosto de 2001.

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Revista de Ictiología 8 (1/2): 41–45, 2000

Presencia de Trichomycterus davisi (Haseman, 1911) en la cuenca del Alto Paraná misionero (Siluriformes: Trichomycteridae)1

Amalia M. MIQUELARENA2 – Luis A. FERNÁNDEZ3

2 Departamento Científico Zoología Vertebrados, Ictiología, Museo de La Plata.Paseo del Bosque s/n, 1900 La Plata, Argentina. Correo electrónico: miquelar@museo.fcnym.unlp.edu.arInstituto de Limnología “Dr. Raúl A. Ringuelet”. CC 712, 1900 La Plata, Argentina.3 Instituto Miguel Lillo. Universidad Nacional de Tucumán.Miguel Lillo 251, 4000 Tucumán, Argentina.

1 Contribución nº 661 del Instituto de Limnología “Dr. Raúl A. Ringuelet”

RESUMENSe confirma la presencia de T. davisi (Trichomyc-

terinae) en el noreste argentino, constituyendo el primer registro de la especie con localidades con-cretas para el país.

PALABRAS CLAVE: Siluriformes – Trichomyc-teridae – Trichomycterinae –Trichomycterus davisi zoogeografía – Río Alto Paraná – Argentina

ABSTRACT MIQUELARENA, A. M. & Luis A. FERNÁN-

DEZ. 2000. The presence of Trichomycterus davisi (Haseman, 1911) in the High Paraná River, Argen-tina (Siluriformes: Trichomycteridae). Rev. Ictiol. 8 (1/2): 41–45.

The presence of T. davisi (Trichomycterinae) in the northeastern of Argentina, is confirmed. This is the first report of the species with precise locali-ties for this country.

KEY WORDS: Siluriformes – Trichomycteri-dae – Trichomycterinae – Trichomycterus davisi – biogeography – High Paraná River – Argentina

INTRODUCCIÓNDe Pinna (1989), en el tratamiento filogenético

de los trichomicterinos, considera al grupo como probablemente no monofilético por la ausencia de caracteres derivados. Arratia (1998) provee cuatro sinapomorfías compartidas por miembros de los Trichomycterinae. Esta subfamilia, característica de las Regiones Brasílica y Austral, está represen-tada en nuestro país por los géneros Hatcheria Eig-enmann, Scleronema Eigenmann, Trichomycterus Valenciennes y Silvinichthys Arratia. El género Tri-chomycterus es el de mayor diversidad, con más de

100 especies ampliamente distribuidas en Sudamé-rica, que habitan principalmente ambientes lóti-cos de áreas montañosas. En Argentina está repre-sentado por 10 especies (López et al., 1987) a las que deben agregarse Trichomycterus areolatus y T. riojanum omitidas por estos autores, y T. barbouri presente en numerosos ambientes del noroeste (Gonzo, 1998; Fernández, 2000). En cuanto a T. mendozensis, actualmente es incluida en el género Silvinichthys, endémico de los Andes argentinos en Mendoza (Arratia, 1998). Azpelicueta & García (1994) citaron a T. eichorniarum para el río Paraná, en Nemesio Parma, Misiones, la cual ha sido referida al género Ituglanis (Costa & Bockmann, 1993).

Los trabajos taxonómicos que tratan las espe-cies presentes en Argentina, fueron realizados por Eigenmann (1918); Ringuelet et al. (1967); Arra-tia et al. (1978); Arratia & Menu–Marque (1984); Arratia (1990, 1998); Miquelarena & Moly (1976); Miquelarena & Arámburu (1983) y Fernández (1996, 1998, 2000).

Haseman (1911) describe a Pygidium davisi, sin brindar una diagnosis, basado en ejemplares de Serrinha Paraná, sistema del río Iguazú, Brasil. Esta cita, posiblemente fue listada por Pozzi (1945) y Ringuelet (1975), quienes señalan a esta especie para el río Iguazú y la cuenca del Alto Paraná res-pectivamente, sin mayor precisión. En este trabajo se confirma su presencia en territorio argentino con localidades concretas en la provincia de Misio-nes.

MATERIAL Y MÉTODOSLos peces fueron colectados durante las campa-

ñas realizadas por alumnos de la Facultad de Cien-cias Naturales y Museo de La Plata, en el predio de la Universidad Nacional de La Plata ubicado

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en los departamentos Libertador Gral. San Martín y Cainguás de la provincia de Misiones. Material complementario fue colectado en las cercanías del Parque Nacional Iguazú y en el departamento Eldorado, por personal del Instituto Miguel Lillo de Tucumán y cedido para este estudio.

Los acrónimos de los museos son los de Levi-ton et al. (1985). El material de colección exami-nado pertenece a las siguientes instituciones: Ins-tituto de Biología Animal, Mendoza, Argentina (IBA); Instituto de Limnología “Raúl A. Ringuelet”, La Plata, Argentina (ILPLA); Museo Argentino de Ciencias Naturales “Bernardino Rivadavia”, Argentina (MACN); Facultad de Ciencias Natu-rales y Museo, La PLata, Argentina (MLP); Fun-dación Miguel Lillo, Tucumán, Argentina (FML); American Museum of Natural History, New York (AMNH); Academy of Natural Sciences of Phi-ladelphia, Philadelphia (ANSP); California Aca-demy of Sciences, San Francisco (CAS); Field Museum of Natural History, Chicago (FMNH); Museu Nacional do Rio de Janeiro, Brasil (MNRJ); Museo de Zoología, Universidad de Concepción, Chile (MZUC); Zoologisches Institut und Zoolo-gisches Museum der Universität Hamburg, Ger-many (ZMH).

Las medidas morfométricas fueron tomadas sobre el lado izquierdo del ejemplar, con un cali-bre de precisión 0,02 mm, siguiendo el criterio de Tchernavin (1944), excepto para el pedúnculo caudal, donde se adoptó el de De Pinna (1992). Los datos morfométricos son expresados en porcen-taje de la longitud estándar, o bien para las varia-bles ancho cabeza, altura cabeza, ancho interor-bital, longitud hocico, longitud barbillas y ancho boca, en porcentaje de la longitud cabeza. El mate-rial adicional examinado se detalla en el apéndice 1. Las abreviaturas en el listado del material corres-ponden al número de ejemplares, ex.: examina-dos, med.: medidos, d&t:: diafanizados y teñidos.

RESULTADOSTrichomycterus davisi (Haseman, 1911)

Material examinadoFMNH 60309 holotipo, (med.) 41,03 mm L.

est., Serrinha Paraná, Brasil, Dec/23/1908; FMNH 58575 paratipo, 9 ejs. (ex. 4) 26,50–41,08 mm L. est., arroyo cerca de Serrinha Paraná, Brasil; FMNH 58118, 4 ejs. (ex.) 43,44–51,54 mm L. est., Morre-tes, Paraná, Brasil, Ene/04/1909; ILPLA 1071, 1 ej.

Rev. Ictiol. 8 (1/2): 41–45, 2000A. Miquelarena – L. A. Fernández

Figura 1. Vista lateral de Trichomycterus davisi. ILPLA 46,85 mm L. est.

APÉNDICE 1Trichomycterus alternum Argentina: AMNH 12241 (holotipo) río Los Sauces, La Rioja, MLP 9010 río Vipos, Tucumán, 3 ejs.; T. areolatus Chile: IBA 75 angostura, 2 ejs. (med. 2), MZUC 3131 río Andalién, 2 ejs. (med. 2, d&t 1), ZMH 8402 Valdivia, 1 ej.; T. borellii Argentina: MACN 4595 (sintipo) río Belén, Catamarca, ZMH 12210 río Mendoza, Mendoza, 1 ej.; T. boylei Argen-tina: AMNH 20299 (holotipo) Tilcara, Jujuy, FML 1521 río Grande, Humahuaca, Jujuy, 14 ejs. (d&t 2); T. corduvensis Argentina: MLP 8223 río Panaholma, Córdoba, 8 ejs.; FML 1796 río Muerto, Tucumán, 80 ejs. (d&t 4); T. heterodon-tum Argentina: CAS 58139 (paratipo) río Men-doza, Mendoza, 1 ej. (med. 1); T. johnsoni Brasil: ANSP 53873 (holotipo) Matto Grosso, Descal-vados; Silvinichthys mendozensis Argentina: IBA 81 (paratipo) río Blanco, Mendoza, 3 ejs.; FML 2100 Salto, Mendoza, 49 ejs. (med. 10, d&t 5); T. riojanum Argentina: MACN 5175 (holotipo) arroyo en la cordillera, La Rioja, deshidratado; T. roigi Argentina: MLP 8538 (paratipo) río Pastos Chicos, Jujuy, 5 ejs.; FML 1499 río Huan-cayaeta, Jujuy, 5 ejs. (d&t 2); T. spegazzinii Argen-tina: MACN 4925 (sintipo) río Cachi, 2500-2700 m.s.n.m., Salta; MLP 4139 Eibal, Salta, 3 ejs.; FML 2105 Campo Quijano, Rosario de Lerma, Salta, 14 ejs. (d&t 2); T. tenuis Argentina: MLP 2599 Almafuerte, Río Tercero, Córdoba, 1 ej.; MLP 3052 El Trapiche, San Luis, 1 ej.; Ituglanis eichorniarum Brasil: MNRJ 780 (lectotipo) Cace-res, Mato Grosso.

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(med.) 46,85mm L.est., arroyo Cuñapirú, Dep. Cai-guás, Misiones, Argentina, Sep/22–26/1997, col. F. De Durana, R. Filiberto y H. Oñatibia ; FML 2529, 1 ej. (dañado), arroyo Ñandú Chico, ruta prov. 101, Dep. Iguazú, Misiones, Nov/25/98; FML 2528, 1 ej. (med.) 39,28 L. est., arroyo Yacutinga, cerca de su desembocadura, a 3 km al O de María Magdalena próximo a puerto Mado, Dep. Eldorado, Misiones, Nov/27/98, col. E. Domínguez, C. Molinari y C. Nieto.

Diagnosis Primer radio de la aleta pectoral no sobrepasa

el margen de la misma; papilas sobre la cabeza y cuerpo, puntiagudas y diminutas; barbillas maxi-lares no alcanzan la base de las espinas opercu-lares, ni la de las interoperculares; dientes de la hilera externa del premaxilar no espatulados; late-rodorsalmente con manchas de diferentes tama-ños; pectoral con 6 a 7 radios; origen de la anal debajo de la parte posterior de la dorsal.

DescripciónCuerpo alargado, cilíndrico, con la región poste-

rior del tronco y el pedúnculo caudal muy compri-midos. Perfil dorsal del tronco convexo y el ventral ligeramente cóncavo en el tercio anterior. Región caudal recta, tanto dorsal como ventralmente. Papilas diminutas y puntiagudas cubriendo prin-cipalmente la cabeza y el tronco. Abertura uroge-nital más cerca del origen de la aleta anal que del origen de las pélvicas.

Cabeza en vista dorsal aproximadamente trape-zoidal. Ojos pequeños y cubiertos por piel. Boca inferior, dientes de la hilera externa del premaxi-lar cónicos, excepto en un ejemplar que son incisi-formes no espatulados.

Las barbillas maxilares no alcanzan la base de las espinas operculares, ni la de las interopercula-res. Las submaxilares son algo más cortas que las maxilares. Las barbillas nasales alcanzan y sobre-pasan el borde posterior del ojo.

Aleta pectoral de perfil recto con 6 ó 7 radios (i5 ó i6); primer radio engrosado sin sobrepasar el margen de la aleta, aunque en un ejemplar lo hace levemente. Aleta dorsal de margen redondeado con 8 ó 10 radios (i7 ó iii7). El origen de la dorsal coincide, aproximadamente, con la línea vertical que pasa por el extremo distal de las pélvicas y está por delante de la abertura urogenital. Aleta anal con 6 u 8 radios (ii4 ó iii5); su origen por debajo de la parte posterior de la dorsal. Aletas pél-vicas con 5 radios (i4); el extremo posterior de las mismas no alcanza la abertura urogenital, pero sí lo hace en el holotipo. Aleta caudal de borde recto o suavemente redondeado, con 13 radios principa-les. Membranas branquiostegas unidas al istmo; número de radios branquiostegos 8/8. En la Tabla I se detallan los caracteres morfométricos de esta especie.

Coloración: todos los ejemplares examinados de Brasil, incluído el holotipo, están decolorados. Tanto Haseman (1911), en la descripción original, como Eigenmann (1918), dan para T. davisi un patrón de coloración variable. Nuestros ejemplares coinciden con la figura del tipo (Pl. 77, Figura 1): laterodorsalmente son de fondo claro, con motas pardo oscuro de diferentes tamaños, mientras que ventralmente presentan una coloración ama-rillenta uniforme, salvo en la región del pedún-culo caudal que es moteada; las barbillas y aletas, excepto las pélvicas, son moteadas. En vida, son de color amarillo con manchas marrones y pueden presentar una banda lateral oscura que es imper-ceptible en el material fijado.

Distribución geográfica: cuenca del Alto Paraná en Argentina y Brasil.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONESHaseman (1911) describe a T. davisi para el río

Iguazú cerca de Serrinha Paraná, Brasil, relacio-nando esta especie con P. taenia del oeste peruano. Posteriormente, Eigenmann (1918) la cita para el río Iguazú en el sudeste de Brasil y arroyos del sur de San Pablo, Brasil. Pozzi (1945) menciona que diversas especies halladas en zonas adya-centes a los límites políticos entre Argentina y Brasil, deben ser incorporadas a nuestra fauna, entre ellas, T. davisi. Ringuelet (1975), utilizando el mismo criterio que este autor, la cita para la ictio-fauna de la cuenca del río Paraná junto a P. brasi-

Trichomycterus davisi (Haseman, 1911) en la cuenca del Alto Paraná misionero

Tabla 1. Caracteres morfométricos de Trichomycterus davisi. A = holo-tipo FMNH 60309; B = ILPLA 1071; C = FML 2528.

A B C

Longitud total (mm) 48,54 54,28 46,44Longitud estandar (mm) 41,03 46,85 39,28Porcentaje de longitud estandar

Altura del cuerpo 13,11 15,58 13,36Longitud del pedúnculo caudal 22,30 22,09 23,93Altura del pedúnculo caudal 10,26 12,44 12,02Longitud predorsal 64,09 65,51 66,14Longitud preanal 69,14 73,68 70,01Longitud preventral 54,79 59,08 55,04Longitud base de la aleta dorsal 11,50 10,07 11,30Longitud base de la aleta anal 9,24 7,02 9,16Longitud cabeza 19,89 18,85 19,96Porcentajes de longitud cabeza

Ancho cabeza 85,05 85,05 86,35Altura cabeza 43,26 56,17 49,74Ancho interorbital 22,43 23,89 28,32Longitud hocico 42,89 41,79 40,31Longitud barbilla nasal 45,22 53,57 39,92Longitud barbilla maxilar 39,95 50,28 45,41Longitud barbilla submaxilar 23,53 36,35 29,08Ancho de la boca 37,01 52,21 47,96

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liense = (T. brasiliensis), P. pröops = (I. proops) y P. santae–ritae = (T. santaeritae).

Los primeros registros de localidades concretas de T. davisi para el nordeste argentino (Figura 2) son: el arroyo Ñandú Chico, un tributario del río Iguazú, en el límite del Parque Nacional Iguazú, departamento Iguazú, y los arroyos Yacutinga y Cuñapirú, ambos tributarios del Alto Paraná, en los departamentos Eldorado y Cainguás, respecti-vamente.

En lo que respecta a la distribución del género Trichomycterus en Argentina, sólo cuatro especies están relacionadas con la cuenca del río Paraná: T. davisi, T. johnsoni, T. corduvensis y T. tenuis. Las espe-cies restantes, incluidas las dos últimas menciona-das: T. alterum, T. barbouri, T. borellii, T. boylei, T. cor-duvensis, T. heterodontum, T. roigi, T. riojanum, T. spe-gazzinii y T. tenuis, se encuentran principalmente en áreas montañosas del centro y noroeste del país: Córdoba, San Luis, San Juan, Mendoza, La Rioja, Catamarca, Tucumán, Salta y Jujuy, determi-nando el límite meridional del género, la presen-cia de T. areolatus en el norte de Patagonia: Río Negro y Neuquén (Arratia et al., 1983; Miquela-rena et al., 1997).

AGRADECIMIENTOSAgradecemos por su apoyo y el préstamo de

material, a los Curadores de las colecciones ictio-

lógicas de: Instituto de Biología Animal de Men-doza; Museo Argentino de Ciencias Naturales

“Bernardino Rivadavia”; Fundación Miguel Lillo; American Museum of Natural History, Academy of Natural Sciences of Philadelphia; California Academy of Sciences; Field Museum of Natural History; Museu Nacional do Rio de Janeiro; Museo de Zoología, Universidad de Concepción; y Zoo-logisches Institut und Zoologisches Museum der Universität Hamburg.

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Figura 2. Distribución geográfica en la Argentina de Trichomycterus davisi. 1. Arroyo Cuñapirú, Departamento Caiguás. 2. Arroyo Yacutinga, Departamento Eldorado. 3. Arroyo Ñandú Chico, Departamento Iguazú.

Rev. Ictiol. 8 (1/2): 41–45, 2000A. Miquelarena – L. A. Fernández

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Trichomycterus davisi (Haseman, 1911) en la cuenca del Alto Paraná misionero

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Revista de Ictiología. 8 (1/2): 47–51, 2000

Induced changes in the amylohydrolitic profile of the gut of Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1885) fed different levels of soluble carbohydrate: its correlation with metabolic aspects.

Gilberto MORAES1 – Paulo Mauricio BIDINOTTO

1 Federal University of Sao Carlos, Department of Genetics and Evolution, Adaptive Biochemistry Laboratory.Rod. Washington Luiz, Km 235. CEP: 13565 – 905. Sao Carlos. S.P. Brazil. Correo electrónico: gilmo@zaz.com.br

ABSTRACTEach of three artificial diets containing 0.5%,

3% and 7% wheat starch, respectively, was fed for fifteen days to a group of six Piaractus mesopotam-icus (starting weight 70 ± 20 g). The gut was then divided into four segments (stomach, cecus, prox-imal and distal intestine) that were assayed for amylohydrolitic activity. Liver and white muscle were assayed for pyruvate, lactate, glucose, gly-cogen and free amino acids. In all treatments, enzyme activity was cecus > proximal intestine > distal intestine > stomach. In general, segments specific increased with an increase in diet starch from 0.5% to 3%, but activities in fish fed 7% starch were lower than those in fish fed 0.5% starch. Thus, the fish appear to respond posi-tively to a relatively small increase dietary starch, but suppress starch digestion at the higher level of 7%. Variation in starch digestion is reflected in levels of carbohydrate and possibly in carbo-hydrate–derived metabolites in liver and white muscle. These results suggest that inclusion of starch in culture diets at a level of 3% would be tolerant by the fish without negative impact on its market quality, and may allow more cost efficient diet formulations.

KEY WORDS: Piaractus mesopotamicus – amy-lohydrolase – metabolic responses – diet adapta-tion – nutrition – starch digestion – Brazil

RESUMENMoraes, G. & P.M. Bidinotto. 2000. Cambios

inducidos en la actividad amilohidrolítica en el estómago del Piaractus mesopotamicus (Holm-berg, 1885) alimentados con diferentes niveles de carbohidratos solubles; su correlación con aspec-tos metabólicos. Rev. Ictiol. 8(1/2): 47–51.

Tres dietas artificiales conteniendo almidón de trigo al 0,5%, 3% y 7%, respectivamente, fueron abastecidas durante quince días a un grupo de seis Piaractus mesopotamicus (peso inicial 70 ± 20 grs). El intestino fue posteriormente dividido en cuatro segmentos (estómago, ciego, intestino proximal e intestino distal) que fueron ensayados para acti-vidad amilohidrolítica. Hígado y músculo blanco fueron ensayados para piruvato, lactato, glucosa, glucógeno y aminoácidos libres. En todos los trata-mientos, la actividad enzimática fue ciego > intes-tino proximal > intestino distal > estómago. En general, los segmentos específicos aumentaban con un aumento de almidón en la dieta de 0,5% a 3%, pero las actividades en peces alimentados con almidón al 7% fueron más bajas que las de peces alimentados con almidón al 0,5%. De este modo, el pez parece responder positivamente a un aumento relativamente pequeño de almidón dietario, pero suprime la digestión de almidón al nivel más alto de 7%. La variación en la digestión de almidón se refleja en los niveles de carbohi-drato y posiblemente en metabolitos derivados de carbohidrato en hígado y músculo blanco. Estos resultados sugieren que la inclusión de almidón en dietas de cultivo al nivel de 3% sería tolerada por el pez sin impacto negativo sobre su calidad comercial, y podría permitir formulaciones dieta-rias de costos más eficientes.

PALABRAS CLAVES: Piaractus mesopotamicus – amilohidrolasa – respuestas metabólicas – adapta-ción dietaria – nutrición – digestión de almidón – Brasil

INTRODUCTIONStudies of fish nourishment in emphasizing the

use, digestion, and performance of macronutri-ents are gaining importance particularly in the

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optimization of culture conditions for commer-cially valuable species. Those studies are based in the animal capacity of reworking foods as well as its metabolic responses to the offered diet (Suárez et al., 1995). A particular behavior closely related to the diet is concerned with the niche occupied by the species. This is well reported for fish spe-cies living accordingly in typical areas with exu-berant food offer and ability to interchange with others (Chakrabarti et al., 1995). However, as was observed and reported by several authors, adap-tation to different sources and amounts of diet is feasible and the level of fluctuation for diges-tive enzymes of the gut may be consequently observed. This is probably a kind of adaptive strat-egy to manage the available food resources (Vonk, 1927; Reimer, 1982; Ugolev & Kuz’mina, 1994).

The use of carbohydrate as an inexpensive source of energy is interesting. Moreover, fish nourishment is not well studied in relation such nutrient and there are yet some controversies about its employment. Some studies report low activities and contents of polysaccharide degrad-ing enzymes (Palmer & Ryman, 1972; Spannhof & Plantikow, 1983). For rainbow trout, it is reported an increase in plasma insulin concentration fol-lowing an increase of starch offered in the diet (Hilton et al., 1987), suggesting an ability to utilize to some degree an increase in dietary starch.

The knowledge regarding the importance and the acceptance of polysaccharides as a macronu-trient in fish culture is very interesting and fun-damental for diet formulation concerning some groups of species. In the present work, we tried to understand a little more about use and impor-tance of polysaccharides in the nutrition of P. mes-opotamicus, intending the adjustment of carbohy-drate contents making the diet less expensive. We are reporting here the activity of amylohydrolases in the gastro intestinal tract in response to the incorporation of starch, as well as different liver and muscle metabolite concentrations in P. mesopo-tamicus.

MATERIALS AND METHODS

I) Experimental Design.Eighteen young fish weighting 70 ± 20 g were

separated in three equal groups of six animals, respectively named I, II and III. These samples were kept in well–aerated tanks of 250 l at 25±2 °C under natural photoperiods. The fish were fed pel-lets with different wheat starch contents respec-tively 7.0, 3.0 and 0.5%. The protein contents and total energy of diets were kept constant for all treatments (Table 1). The feeding period was of 15 days.

After that period the animals were killed by a head blow and the spinal cord was severed punched. The gut was excised, quickly rinsed with cold saline, and immediately divide into four sections (stomach, cecus, and proximal and distal intestine). Each fraction was immediately frozen for subsequent enzyme analysis. Liver and white muscle were also employed for glycogen, glucose, lactate, pyruvate and free amino acid determina-tion.

II) Biochemical Determinations.Analysis of the amylohydrolitic profile of the gut

All sections of the gut mentioned above were homogenized in 0.02M TRIS / 0.01M phosphate buffer pH 7.0 in 50% glycerin solution by using a Potter–Elvehjem homogenizer at 1000 rpm for three minutes in an ice bath. After disrupting the tissues, the extracts were centrifuged at 3000 rpm for 3 minutes and the supernatants (crude extracts) were employed as enzyme source.

The amylohydrolitic assays were performed in 0.2M citrate/phosphate buffer pH 7.0 by using 2.7% of starch solution and 0.5% NaCl as cofactor (Bernfeld, 1955). The enzyme reaction was per-formed at 25 °C lasting 30 minutes. The reaction was killed by the addition of barium–zinc solu-tion to a final concentration of 5% ZnSO4 and 0.3 N Ba(OH)2. Glucose as the reaction’s product was determined by the Park & Johnson method (1949).Glycogen

After alcoholic precipitation of glycogen from muscle and liver, it was determined by the acid hydrolytic procedure described by Duboie et al. (1956) and adapted by Bidinotto et al. (1997).Analyses of glucose, lactate and pyruvate

The acid extract free of protein was employed to determine glucose by Duboie’s method (Duboie et al., 1956) and lactate as described by Harrower & Brown (1972). The same extract, after being neu-tralized by 6 N KOH, was used to determine pyru-vate by dinitrophenilhydrazine as described by Lu (1939).

Rev. Ictiol. 8 (1/2): 47–51, 2000G. Moraes – P. M. Bidinotto

Table 1. Nutritional contents of diets 1, 2 and 3 respectively employed for nourishment of the samples I, II and III of P. mesopotamicus along 15 days. DietIngredients (%) 1 2 3

Wheat starch 7 3 0.5Soya meal 23.5 23.5 23.5Fish flour 15 15 15Wheat meal 51.5 55.1 57.6Soya oil 3 3 3PREMIX 0.4 0.4 0.4Total (%) 100 100 100Gross energy: 2700 Kcal.

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Induced changes… of the gut of Piaractus mesopotamicus

Analysis of free amino acidsFree amino acids were mea-sured by ninhydrin reactions accordingly to the method of Copley (1941). The neutral bar-ium–zinc extract was used in the amino acid determinations.

III) Data analysisAll data were analysed by parametric method (ANOVA one–way) through comparison of means. The accepted level of confidence was 5%. Once the diets were shown non–sim-ilar, the Tukey’s ANOVA post test was used to narrow down which set of values were sig-nificantly different from which other. Examining the correla-tion between variables, Pear-son’s correlation was used and was reported only when signifi-cant at p ≤ 0.05.

RESULTSThe gut of P. mesopotamicus was found to be differentiated with regard to amylohydrolase activity. Each treatment group showed the same amylohydro-litic pattern (Figure 1). The high-est values in the gut of P. mesopotamicus were observed in the region of cecus (103 mols of glu-cose min.–1 g–1 of wet tissue) and stomach pre-

sented the lowest activity (20 mols of glucose min.–1 g–1 of wet tissue). However, evaluating the same region of the gut, several enzyme activities were significantly different (P/P < 0.05) among the three studied groups (Figure 1). In all com-parisons sample III was considered as the control group.

Amylohydrolitic activity was observed to change for different contents of soluble dietary starch. Nonetheless, increase in starch contents was not followed by amylohydrolase at the same degree. For sample I, where the highest concentra-tion of dietary starch was added, significant lower amylohydrolase activity than for sample II was observed for cecus, proximal and distal intestine (P < 0.05). Sample II containing 3% dietary starch resulted in the highest (P < 0.05) amylohydrolase activity, whereas sample III containing 7% dietary starch showed the lowest amylohydrolase activity. All such data are presented in Figure 1.

Changes in dietary carbohydrate led to changes in the concentration of metabolites in liver and muscle of P. mesopotamicus. All the samples showed significant differences in glycogen, glucose, lac-tate and pyruvate. Contents and statistical signifi-cance are shown in Table 2. If the outline from each metabolite and diet are analyzed concern-

Table 2. Metabolite concentration in liver and white muscle of P. mesopo-tamicus fed different diets (X ± SD). Glycogen is expressed in mols of glucosil-glucose g–1 of wet tissue. All other metabolites are expressed in g–1 of wet tissue.

Metabolite Diet Liver White muscle

Glycogen 1 121.84 ± 21.6 8.57 ± 0.53 2 488.6 ± 129.3 (**) 7.99 ± 0.75 3 247.7 ± 78.14 8.72 ± 1.52Glucose 1 218.1 ± 12.53 16.04 ± 0.97 2 652.7 ± 130.5 (*) 16.30 ± 0.68 3 434.1 ± 45.5 15.44 ± 1.05Lactate 1 4.58 ± 0.51 89.29 ± 12.85 (**) 2 7.51 ± 0.57 (***) 77.92 ± 15.01 3 4.87 ± 0.52 61.24 ± 9.20Pyruvate 1 0.72 ± 0.12 – 2 0.46 ± 0.08 (**) – 3 0.61 ± 0.05 –Free amino acids 1 1.78 ± 0.09 1.47 ± 0.45 2 1.78 ± 0.29 1.67 ± 0.72 3 1.41 ± 0.18 (*) 0.82 ± 0.33 (*)(*) P/P=0.05, (**) P=0.01 and (***) P=0.001. (–) No determined.

Figure 1. Amylohydrolase activities in the four sections of gut of Piaractus mesopotamicus submitted to three different dietary starch contents (X ± SD). Top letters a, b, and c mean difference in the four sections of the gut for the same diet.

0

20

40

60

80

100

120

140

Diet 01 Diet 02 Diet 03

[Glu

cose

](u

mol

s.m

in–1

.g

–1w

ettis

sue)

StomachCecusProximal IntestineDistal Intestine

a

b

a

a

a

a

b

b

bb

b

b

50

ing the correlation among them the following n/n values (Pearson coefficient) were observed: amylohydrolase activitiy and hepatic glycogen (r/r = 0.918), and muscle glucose (r = 0.719), and hepatic glucose (r = 0.878) and muscle amino acids (r = 0.668). A strong negative correlation was observed between amylohydrolase and mus-cular glycogen (r = –0.977) and hepatic pyruvate (r = –0.915).

DISCUSSION/CONCLUSIONDiets used in fish culture are typicality high

in protein, and expensive ingredient that consid-erably increases diet cost. Fish culturists are inter-ested in finding practical diets in which protein is partially replaced with other nutrients such as carbohydrate. Usually, carbohydrate levels are 20–30% for commercial diets. Pond farmers rear-ing P. mesopotamicus find that when fish are feed carbohydrate–richer diets they develop a flaccid muscle tissue of poor market quality (Moraes, unpubl. observ.). The best level of carbohydrate inclusion is considered important from several points of view. Among them, the blood glucose levels, which may influence fish healthy, digestion and uptake, which may affect how fish respond to water quality in the pond, and the consequent intermediary metabolism, which may influence fillet quality.

The distribution of amylohydrolase activity along the gut in the present study could be attrib-uted either to the quantity of enzyme, or to dif-ferences in enzyme characteristics. Taking into account that amylohydrolase was determined in the tissue extracts and was expressed as specific activity, the observed differentiation most proba-bly was attributed to the quantity of enzyme for each gut region.

Some authors have reported enzyme differ-ences for distinct sections of fish gut (Ugolev & Kuz’mina, 1994; Chakrabarti et al., 1995; Reimer, 1982; Sabapathy & Teo, 1993; Das & Tripathi, 1993; Dabrowski et al., 1992), however, the observed profile is fairly different among them. Chakrab-arti et al. (1995) reported eleven species with dif-ferent feeding habits and the omnivorous Catla catla showed a similar amylase pattern when com-pared to the present results on P. mesopotamicus. The intestinal fluid of the amazon freshwater fish Brycon cf. melanopterus showed amylase induced by high carbohydrate levels in the diet (Reimer, 1982). However, this author employed a very high per-centage of carbohydrate (41 to 82%). Our results show that the intestine in P. mesopotamicus, when evaluating the most active fraction of gut concern-ing amylohydrolase activity, showed the overall highest amylohydrolitic enzyme activities when adding 3% wheat starch to the diet. This suggests that 3% dietary starch is the optimum amount of

starch for feeding this species. The increase of sol-uble dietary carbohydrate to 7% resulted in sig-nificant loss of amylohydrolase activity, suggest-ing that, above a specific dietary carbohydrate amount, production of starch degrading enzymes is suppressed.

As reported for other species, under different cir-cumstances, significant correlation among hepatic glycogen, glucose, lactate and pyruvate (Moraes et al., 1996; Moraes et al., 1998) was likewise observed. It is very interesting to notice that the glycogen and glucose of the liver responds directly to amylase levels of the gut. The observed correla-tion between liver and intestinal amylohydrolase shows that the starch contents greater than 3% are not the best for intestinal glucose uptake or for its storage. Such results suggest that the decrease of amylohydrolase synthesis leads to the decrease of disposable glucose at the intestinal level.

Changes in the metabolic profile of the liver and white muscle avoided some preliminary con-clusions concerning metabolic interrelationships in P. mesopotamicus. Considering the following reac-tion chain: glycogen glucose lactate amino acids, a strong correlation from glycogen to lactate in liver was seen. In muscle this chain started from glu-cose towards amino acids. Another group of posi-tive correlation was among hepatic glucose and the following muscular metabolic sequence: glu-cose lactate amino acids. Since a correlation was observed between gut amylase and metabolites in white muscle, and opposite results were observed for the liver, where these were positive and very high, we suppose that: 1) the first impact after glucose uptake is on the liver; 2) glucose is con-verted to glycogen; 3) interchange of metabolites between liver and muscle seems to take place mostly through amino acids. The interchanges between liver and muscle involve mainly the chain: hepatic amino acids muscular glucose lac-tate amino acids.

ACKNOWLEDGEMENTSThe authors are thankful to Dr. Luiz A. C. Ber-

tollo by suggestions, to all colleagues of the Aqua-culture Center for Research and Training (CEPTA–IBAMA), particularly to R.H. de S. Souza, O.A. Cantelmo and M.A.P. Ribeiro and to the Funda-ção de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

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Recibido para su publicación: Febrero de 1999.Aceptado para su publicación: Julio de 1999.

Induced changes… of the gut of Piaractus mesopotamicus

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Revista de Ictiología 8 (1/2): 53–56, 2000

Short Communication

Observações sobre a alimentação do tucunaré Cichla monoculus (Pisces, Cichlidae) em um reservatório do Sudeste brasileiro

Renata DURÃES1 – Gilmar B. SANTOS2– Paulo S. FORMAGIO3

1 Depto. de Biologia Geral, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antônio Carlos 6627, 31270–901, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil.Correo electrónico: duraes@gold.com.br2 Lab. de Ictiologia, Depto. de Zoologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais3 Estação de Hidrobiologia e Piscicultura de Furnas, Caixa Postal 120, 37947–000, Furnas, Minas Gerais, Brasil

RESUMO O artigo apresenta algumas observações sobre

a alimentação do tucunaré (Cichla monoculus), pre-dador amazônico introduzido, no reservatório de Itumbiara, rio Paranaíba, entre os Estados de Minas Gerais e Goiás, Brasil. Indivíduos jovens, com comprimento padrão até 120 mm, alimen-taram–se essencialmente de zooplanctôn (micro-crustáceos), notadamente copépodes e cladóceros, enquanto adultos acima de 200 mm apresentaram dieta basicamente piscívora, com marcante cani-balismo.

PALAVRAS CHAVE: tucunaré – Cichla monocu-lus – reservatório – alimentação – ontogenia – cani-balismo – Brasil.

ABSTRACT Durães, R. G. , B. Santos, & P. S. Formagio..

2000. On the feeding of the peacock bass Cichla monoculus (Pisces, Cichlidae), in a reservoir of southeast of Brazil. Rev.Ictiol., 8 (1/2): 53–56.

This paper presents some observations on the feeding habits of the peacock bass (Cichla mon-oculus), a introduced Amazonian predator fish, in Itumbiara Reservoir, formed by the Paranaíba River on the border of Minas Gerais and Goiás States, Brazil. Young fish with standard length up to 120 mm preyed essentially on zooplankton (microcrustaceans), especially copepods and cla-docerans, whereas those larger than 200 mm were essentially piscivorous, showing very expressive cannibalism.

KEY WORDS: peacock bass – Cichla monoculus – reservoir – feeding – ontogeny – cannibalism – Brazil.

INTRODUÇÃOA despeito do grande número de reservatórios

existentes no Brasil, os estudos ecológicos sobre sua ictiofauna, principalmente aqueles que tratam das relações tróficas, são ainda escassos (Hahn et al., 1997). A introdução de espécies predadoras tem acarretado profundas modificações na estru-tura original da ictiofauna desses ambientes aquá-ticos (Zaret & Payne, 1973; Godinho et al., 1994), sendo de extrema importância para atividades de manejo o estudo de sua ecologia trófica e dos impactos provocados por estas espécies no ecossis-tema. O tucunaré (Cichla monoculus) é um preda-dor natural da bacia Amazônica, tendo sido regis-trado pela primeira vez no reservatório de Itum-biara em 1980, quatro anos após o fechamento das comportas (Paulo S. Formagio, comunicação pessoal). Existem poucas referências sobre sua ali-mentação na literatura (Braga, 1982; Peixoto, 1982; Lowe–McConnell, 1987; Santos et al., 1994). O pre-sente estudo relata algumas observações sobre a dieta do tucunaré no reservatório de Itumbiara em duas fases distintas do seu desenvolvimento corporal.

MATERIAIS E MÉTODOSO reservatório de Itumbiara localiza–se no rio

Paranaíba, na divisa dos Estados de Minas Gerais e Goiás (18º00’–18º40’ S / 48º00’–49º00’ W). Possui 754 km2 de área alagada, sendo considerado um mega reservatório segundo classificação contida em Bernacsek (1984).

As coletas foram conduzidas através de dois métodos diferentes. Um primeiro grupo de tucu-narés foi capturado em maio de 1994 por pescado-res amadores com o uso de molinete e isca artifi-cial. Um segundo grupo de tucunarés foi captu-rado entre março e setembro de 1996, com auxílio

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de redes de emalhar com 20 metros de compri-mento e tamanho de malha de 3 cm entre nós opostos, armadas perpendicularmente à margem. Ambas as coletas foram conduzidas na porção mediana do reservatório, no rio Paranaíba, pró-ximo ao município de Tupaciguara, Estado de Minas Gerais.

Os peixes foram fixados, em campo, em solução de formaldeído 10%. No laboratório, foram obti-dos para cada exemplar o comprimento padrão (CP, em mm) e o peso corporal (PC, em g). Os estômagos foram retirados e dissecados. Peixes dilacerados, com estômagos rompidos ou vazios foram descartados. O conteúdo estomacal foi ana-lisado em lupa e microscópio. Os itens alimenta-res foram identificados até o menor nível taxonô-mico possível e tiveram seu peso úmido determi-nado em balança analítica. A massa de zooplânc-ton presente em cada estômago foi pesada como um único item. Os peixes encontrados nos estô-magos foram medidos, pesados e identificados quando possível.

Foi realizada uma análise de correlação entre o tamanho corporal do predador e do peixe pre-dado, considerando–se a presa de maior compri-mento quando haviam sido ingeridas mais de uma. Devido ao fato das variâncias serem hetero-gêneas, optou–se por utilizar o coeficiente de cor-relação não–paramétrico de Spearman.

Para cada item i foram calculados a freqüência de ocorrência (Fi = nº de estômagos em que ocorre o item i / total de estômagos com alimento) e seu peso relativo (Pi = peso total do item i / peso total de todos os itens). O índice de Importância Alimentar (IA) de cada item foi obtido segundo Kawakami & Vazzoler (1980):

, onde:

IAi = índice alimentar do item i; Fi = frequência de ocorrência do item i; Pi = peso do item i.

RESULTADOSOs indivíduos capturados através de rede de

emalhar apresentaram comprimento padrão entre 79 e 120 mm (média ± DP = 90 ± 8 mm, N = 693) e peso corporal entre 7,0 e 32,0 g (média ± DP = 11,6 ± 3,2 g), enquanto aqueles capturados com moli-nete apresentaram comprimento padrão entre 200 e 490 mm (média ± DP = 315 ± 68 mm, N = 65) e peso corporal entre 150,0 e 3000,0 g (média ± DP = 833,0 ± 572,0 g). Com base no tamanho de primeira maturação sugerido por Zaret (1980) para esta espécie, ou seja, por volta de 230 mm de comprimento padrão, classificou–se o primeiro e o segundo grupos como sendo constituídos pre-

dominantemente por indivíduos adultos e jovens, respectivamente.

Tucunarés jovens – Entre os indivíduos captu-rados, 132 apresentavam algum alimento no estô-mago e foram considerados na análise. A maior parte destes indivíduos apresentava estômagos semi–cheios. Foram encontrados apenas itens de origem animal. Microcrustáceos zooplanctônicos constituíram o item mais importante, seguidos por peixes jovens/escamas do tipo ciclóide e larvas/ninfas de insetos aquáticos (Tabela 1). Dentre os microcrustáceos, as principais presas foram copé-podes das sub–ordens Calanoida e Ciclopoida e os cladóceros Daphnia sp. e Diaphanosoma sp., itens pertencentes ao mesozooplâncton. Itens perten-centes ao microzooplâncton (rotíferos e os cladó-ceros Bosmina sp. e Ceriodaphnia sp.) ocorreram em pequena quantidade. A presença de peixes na dieta foi observada apenas em quatro exemplares com comprimento padrão entre 87 e 220 mm, dos quais o maior apresentava início de proeminên-cia pós–occipital, uma característica secundária

R. Durães – G. B. Santos – P. S. Formagio Rev. Ictiol. 8 (1/2): 53–56, 2000

Tabela 1: Índices de Importância Alimentar (IA) para itens do conteúdo estomacal de tucunarés adultos e juvenis coletados no reservatório de Itumbiara, Brasil. A frequência de ocorrência (FO) para itens do zooplânc-ton na dieta dos juvenis é indicada.

Estágio corporal Itens alimentares IA (%) FO (%)

Adultos Cichlidae Cichla monoculus 82 Tilapia rendalii / Oreochromis niloticus 2 Geophagus brasiliensis 0,2 Ciclídeos não identificados 0,5 Pimelodidae Iheringichthys labrosus 0,6 Pimelodídeos não identificados 0,4 Anostomidae Schizodon nasutus 0,4 Erithrinidae Hoplias sp. < 0,1 Peixes não identificados 14 Odonata < 0,1 Macrófitas aquáticas < 0,1Juvenis Zooplâncton 91 Calanoida 78 Ciclopoida 20 Cladocera Daphnia sp. 58 Diaphanosoma sp. 44 Bosmina sp. 1 Ceriodaphnia sp. 1 Rotifera 1 Peixes / escamas 7 Insetos aquáticos 2

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Alimentaçao do tucunaré Cichla monoculus em Brasil

do macho que denota maturação sexual (Fonte-nelle, 1982). As presas foram tilápias (no reservató-rio ocorrem duas espécies, Oreochromis niloticus e Tilapia rendalii ) e tucunarés (C. monoculus) engoli-dos inteiros, a partir da cabeça, com comprimento total variando entre 30 e 50 mm. Insetos consumi-dos pertenciam principalmente à ordem Epheme-roptera, seguidos por Diptera e Hemiptera.

Tucunarés adultos – Foram considerados na análise 64 indivíduos, que apresentaram dieta essencialmente piscívora, com pequena participa-ção de insetos e macrófitas. Os peixes foram inge-ridos inteiros, a partir da cabeça, sendo freqüen-temente encontrados dois, três e até quatro indiví-duos dentro de um mesmo estômago. A espécie de peixe mais predada foi Cichla monoculus, repre-sentando quase a totalidade dos itens alimenta-res. Outros ciclídeos tiveram pequena participa-ção: tilápias (T. rendalii, O. niloticus), Geophagus brasiliensis e ciclídeos não identificados. Iheringi-chthys labrosus e pimelodídeos não identificados, Schizodon nasutus, Hoplias sp. (no reservatório ocor-rem duas espécies, H. malabaricus e H. lacerdae) e peixes não–identificados responderam pelos demais peixes predados. Em relação às famílias, Cichlidae representou 89% do índice de Impor-tância Alimentar, Pimelodidae, Anostomidae e Erithrinidae representaram juntas 2% do I.A. e peixes não identificados representaram 9%. Além de peixes, outros itens consumidos foram ninfas de Odonata e macrófitas. Os peixes predados apre-sentaram entre 45 e 175 mm de comprimento padrão. Foi encontrada uma baixa correlação entre o comprimento do predador e sua maior presa (r = 0,40, n = 53).

DISCUSSÃOOs alevinos de tucunaré começam a se alimen-

tar ativamente tão logo iniciam a natação, por volta do 4º ou 5º dia após a eclosão, indepen-dentemente da absorção do saco vitelínico (Braga, 1982). A dieta zooplanctófaga, rica em proteínas, lhes permite rápido crescimento (Zavala–Camin, 1996) e persiste durante todo o período em que os jovens permanecem com os pais, aproximada-mente de 8 a 10 semanas ou até os peixes atin-girem 60–70 mm de CP (Zaret, 1980). No grupo de peixes observado, a fase zooplanctófaga persis-tiu pelo menos até os peixes terem atingido cerca de 120 mm de CP, apesar de ter sido observada a ingestão de peixes por um indivíduo de apenas 87 mm.

Os indivíduos acima de 200 mm apresentaram dieta estritamente ictiófaga. A transição da planc-tofagia para a ictiofagia está associada a uma série de mudanças morfológicas e comportamen-tais (Popova, 1978). Entretanto, não foi possível observar como se dá esta transição em C. monocu-lus por não terem sido amostrados indivíduos com

comprimento intermediário entre as duas classes de tamanho consideradas. Segundo Zaret (1980), todavia, entre 60 e 200 mm (CP) os jovens passa-riam a ingerir insetos, camarões e peixes peque-nos, permanecendo em cardumes, e acima deste tamanho, os peixes adultos se tornariam solitá-rios, passando a alimentar–se de peixes maiores. Santos et al. (1994) registraram dieta já predomi-nantemente ictiófaga para tucunarés menores que 10 cm nos reservatórios de Furnas e Marimbondo, também pertencentes ao sistema Alto–Paraná, o que indica que as mudanças ontogenéticas na ali-mentação tenham possivelmente um componente ambiental, além do genético.

Os adultos amostrados apresentaram caniba-lismo bastante expressivo. C. monoculus foi a espé-cie mais predada e os ciclídeos responderam, juntos, por aproximadamente 85% da dieta. Cani-balismo é freqüentemente observado entre peixes de água doce, principalmente predadores (Zaret, 1977; Hecht & Appelbaum, 1988). Existem várias hipóteses para explicar as vantagens ecológicas deste comportamento. Peixes canibais consomem uma dieta de alta qualidade e quimicamente muito parecida com sua própria constituição, o que lhes permite um crescimento mais rápido e maior fecundidade (Wootton, 1990). A predação de indivíduos aparentados poderia também ser uma estratégia de reprodução competitiva desen-volvida como mecanismo de seleção da prole ou de redução do sucesso reprodutivo de competi-dores (Fox, 1975; Polis, 1981). Um terceiro possí-vel papel do canibalismo seria como mecanismo de auto–controle populacional, com caráter densi-dade–dependente, acentuando–se quando as con-dições nutricionais ou espaciais são inadequadas (Zaret, 1977; Polis, 1981; Hecht & Appelbaum, 1988; Zavala–Camin,1996).

O tucunaré é um peixe altamente prolífico e que se adapta muito bem às condições lênticas (Zaret, 1980), motivos pelos quais suas popula-ções se expandem rapidamente em reservatórios. Em Itumbiara esta espécie ocupa o primeiro lugar na pesca esportiva (Paulo Formaggio, observação pessoal). No reservatório ocorrem ainda várias outras espécies de predadores nativos, das quais as mais abundantes são a pirambeba (Serrasalmus spilopleura) e o peixe–cigarra (Galeocharax knerii), além do dourado (Salminus maxillosus) e de duas espécies de traíras (Hoplias lacerdae e H. mala-baricus), entre outras (Gilmar B. Santos, observa-ção pessoal). É interessante notar que, das seis espécies mais abundantes no reservatório, quatro (Moenkhausia intermedia, Iheringichthys labrosus, Lepo-rinus friderici, Astyanax bimaculatus) representam presas potenciais para o tucunaré e respondem por quase 45% da coleta por unidade de esforço em número (CPUEn) na estação Itumbiara, rio Paranaíba (Gilmar Santos, observação pessoal).

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Assim, a competição entre as espécies predadoras poderia ser um fator desencadeador do caniba-lismo, uma vez que, a priori, é grande a dispo-nibilidade de presas potenciais no reservatório. Entretanto, como a amostragem neste estudo foi pontual, não é possível afirmar se o canibalismo em tucunarés é um comportamento transitório ou permanente. Zaret (1980) observou que, na Amazônia, Cichla ocellaris raramente exerce cani-balismo e apenas sobre jovens de até 10 semanas, atribuindo aos desenhos e ao colorido que apare-cem nestes peixes após essa fase a função de aler-tar indivíduos maiores no sentido de evitar a pre-dação intraespecífica.

A baixa correlação entre o tamanho corporal do predador e do maior peixe predado por este demonstra o comportamento oportunista apresen-tado por C. monoculus no reservatório estudado. Indivíduos maiores não selecionaram presas pro-porcionalmente maiores, ingerindo tanto peixes grandes quanto pequenos.

AGRADECIMENTOS Os autores expressam seus agradecimentos a

Furnas Centrais Elétricas S/A na pessoa de Dirceu Marzulo Ribeiro pelo suporte técnico; a Fábio Vieira e Paulo Pompeu dos Santos pelas sugestões e críticas; Dr. Nilo Bazzoli pela cessão do laborató-rio; Alexandre Lima Godinho, Maria Letícia Mal-donado, Douglas Yanega e ao referee anônimo pelas revisões.

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Recibido para su publicación: Mayo de 1999.Aceptado para su publicación: Octubre de 1999.

R. Durães – G. B. Santos – P. S. Formagio Rev. Ictiol. 8 (1/2): 53–56, 2000