Efecto de la intensidad lumínica sobre la eficiencia reproductiva del cladócero Moina sp. bajo condiciones de laboratorio

Effect of light intensity on reproductive efficiency of cladoceran Moina sp., under laboratory conditions

Efeito da intensidade da luz sobre a eficiência reprodutiva do cladócero Moina sp., sob condições de laboratório

Juan A. Ramírez-Merlano¹
Tatiana Mira-López²
Pablo E. Cruz-Casallas³

1 Profesional en Acuicultura, MSc.
2 Zootecnista, MSc, cPhD.
3 MVZ, MSc, PhD. Grupo de Investigación sobre Reproducción y Toxicología de Organismos Acuáticos - Gritox. Instituto de Acuicultura, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales, Universidad de los Llanos, Villavicencio, Meta - Colombia. Email: pecruzcasallas@unillanos.edu.co.

Recibido: Junio 15 de 2013. Aceptado: Noviembre 8 de 2013

Resumen

Los cladóceros, en especial el género Moina, son organismos de gran utilidad para la acuicultura por su valor nutricional y por ser presa fácil para larvas de peces y crustáceos. Sin embargo, su eficiencia reproductiva y velocidad de crecimiento requieren condiciones ambientales específicas, como la intensidad lumínica, la cual es necesaria conocer para definir protocolos de su cultivo, bajo condiciones controladas. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de diferentes intensidades de luz, así: T1 = 955 lm; T2 = 750 lm y T3 = 0.0 lm (ambiente totalmente oscuro), sobre algunas variables reproductivas y de crecimiento de la especie, bajo condiciones de laboratorio. Se seleccionaron ejemplares recién eclosionados, los cuales fueron asignados aleatoriamente en los diferentes tratamientos (n= 16). Se alimentaron con una suspensión de microalgas, Scenedesmus sp. (60x10⁴ células.mL^-1), durante 15 días para determinar: periodo de infertilidad Juvenil (IJ), periodo de incubación (PI), fecundidad (F), así como variables morfométricas. El menor tiempo de IJ se observó en el T2 (18.43 ± 2.30 h), siendo diferente cuando fue comparado con el T3 (P<0.05). No se observaron diferencias entre los tratamientos (P>0.05) en las demás variables evaluadas. En conclusión, el cladócero Moina sp constituye una alternativa como alimento vivo por su fácil adaptación a las condiciones de laboratorio, siendo más favorable cultivarlo bajo una intensidad lumínica de 750 lm.

Palabras clave: Alimento vivo, lumens, Moina sp., reproducción.

Abstract

The cladocerans, Moina gender especially, are very useful organisms for aquaculture because of their nutritional value and because they are easy prey for larval fish and crustaceans; however, reproductive efficiency and growth rate require specific environmental conditions such as certain light intensity, which is necessary to know in order to design appropriate protocols for cultivation under controlled conditions. Consequently, the aim of this study was to evaluate the effect of different light intensities: T1 = 955 lm, T2 =750 lm and T3 = 0.0 lm (totally dark environment), on some reproductive and growth variables of Moina sp. under laboratory conditions. Newly hatched specimens were selected, which were randomly assigned to different treatments (n=16) for 15 days were fed a suspension of the microalgae Scenedesmus sp. (60x10⁴ células.mL -1) to determine: Youth infertility period (IJ), incubation period (IP), fecundity (F) and morphometric variables. IJ Less time was observed in T2 (18.43 ± 2.30 h), being different compared to T3 (P<0.05). No differences were founded between treatments (P> 0.05) for the other variables tested. In conclusion, the cladoceran Moina sp is a good alternative as live food because of its easy adaptation to laboratory conditions, being more favorable cultivation under a light intensity of 750 lm.

Key words: Live food, lumens, Moina sp., reproduction.

Resumo

Os cladóceros, em especial os do gênero Moina, são organismos de grande utilidade para a aquicultura pelo seu valor nutricional e por ser presa fácil para larvas de peixes e crustáceos; contudo, sua eficiência reprodutiva e velocidade de crescimento, requerem condições ambientais específicas, como determinada intensidade luminosa, a qual é necessária conhecer para definir protocolos para seu cultivo sob condições controladas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes intensidades de luz: T1 = 955 lm; T2 = 750 lm e T3 = 0.0 lm (ambiente totalmente escuro), sobre algumas variáveis reprodutivas e de crescimento da Moina sp, sob condições de laboratório. Selecionaram-se exemplares que tiveram recente eclosão, os quais foram colocados aleatoriamente nos tratamentos (n= 16); durante 15 dias foram alimentados com uma suspensão de microalgas Scenedesmus sp. (60x10⁴ células.mL^-1) e se determinou: período de infertilidade Juvenil (IJ), período de incubação (PI), fecundidade (F) e variáveis morfométricas. O menor tempo de IJ foi observado em T2 (18.43 ± 2.30 h), sendo diferente quando comparado com T3 (P<0.05). Nas demais variáveis testadas, diferenças estatísticas não foram observadas (P>0.05). Concluiu-se que o cladóceros Moina sp, pela fácil adaptação às condições de laboratório, constitui uma boa alternativa como alimento vivo, sendo mais favorável cultiva-lo sob uma intensidade luminosa de 750 lm.

Palavras chave: Alimento vivo, lumens, Moina sp., reprodução.

Introducción

Los cladóceros son un grupo de organismos zooplanctónicos importante dentro de la cadena trófica por constituir una de las principales vías de transferencia de materia y energía desde los niveles productores primarios hacia los niveles consumidores superiores. Son pequeños crustáceos consumidores de algas y detritus, capaces de modular la multiplicación y el desarrollo del fitoplancton en ecosistemas acuáticos naturales. Al mismo tiempo, son presa favorita de predadores vertebrados e invertebrados (De Bernardi y Peter, 1987). Además, debido a su pequeña talla, rápido desarrollo, precocidad reproductiva, alta tasa de multiplicación, fácil manejo y considerable valor comercial (Montealegre, 1996; Prieto, 2000), resultan de utilidad para la acuicultura comercial, al constituir una fuente importante de alimento para larvas de peces y crustáceos (Lavens y Sorgeloos, 1996; Wedler, 1998; Atencio - García, 2000; Prieto, 2000).

Una de las principales limitantes en los procesos productivos acuícolas es la identificación y producción de alimentos de bajo costo, que cumplan con los requerimientos nutricionales de las especies objeto de cultivo, sean peces, crustáceos o moluscos (Torrentera y Tacon, 1989). Por lo tanto, existe interés en estudiar el comportamiento reproductivo y el valor nutricional de los cladóceros cultivados bajo condiciones controladas de laboratorio, debido a que constituyen una alternativa como fuente de alimento durante la larvicultura de muchas especies ícticas (Sipaúba-Tavares, 2001; Prieto, 2001; Kerguelen, 2001).

La multiplicación y crecimiento de un organismo zooplanctónico depende de sus características morfológicas, comportamiento alimenticio, calidad del alimento suministrado y condiciones ambientales existentes. Por ello es necesario desarrollar protocolos específicos para el cultivo de estos organismos bajo condiciones controladas. Para este propósito es fundamental conocer sus características fisiológicas, comportamiento e interacciones de competencia y predación con otros organismos, así como las condiciones ambientales requeridas para su crecimiento y reproducción (Melão, 1997).

El proceso reproductivo de los cladóceros comprende la eclosión de nuevos individuos a partir de huevos partenogenéticos diploides cuando las condiciones ambientales son favorables, o la reproducción sexuada cuando las condiciones ambientales son desfavorables (Vijverberg, 1989). Los cambios reproductivos mas importantes son: un suceso de no cruzamiento, duración del tiempo de desarrollo del huevo, tiempo entre los desoves, edad a la primera reproducción, duración del periodo reproductivo, número de huevos por postura y densidad de hembras en la población (Vijverberg, 1989). Estos cambios, así como la eficiencia reproductiva, están influenciados por las condiciones ambientales presentes (Stich y Lampert, 1984). La presencia e intensidad de luz es un factor modulador debido a que es requerida por la síntesis de lo carotenoides contenidos en los huevos. La abundancia y distribución de estas especies depende de la variación estacional, pues el número y tamaño de huevos de resistencia y la madurez sexual, es conocido que dependen de las variaciones de temperatura, salinidad y luz, entre otros factores ambientales. Por otro lado, un exceso de luz solar, reduce considerablemente una población (Torrentera y Tacon, 1989; Villarroel et al., 2000, Williamson y Zagarese, 2003).

El presente trabajo aporta información sobre algunos aspectos reproductivos de Moina sp., sometida a diferentes intensidades lumínicas, con el objeto de ampliar el conocimiento sobre su posible potencial para cultivo bajo condiciones controladas de laboratorio.

Materiales y métodos

Localización del área de estudio

La investigación fue realizada en el laboratorio de alimento vivo del Instituto de Acuicultura de la Universidad de los Llanos, Villavicencio, Colombia, a una altitud de 418 msnm, temperatura de 25 ºC, precipitación de 4050 mm y humedad relativa del 75%.

Material biológico

Se empleó una cepa de Moina sp., aislada de estanques en tierra de la estación Piscícola del Instituto de Acuicultura de la Universidad de los Llanos, capturada por medio de arrastres horizontales. Los ejemplares aislados fueron colocados en recipientes de vidrio de 1000 mL de capacidad, con un volumen útil de 500 mL y alimentadas con suspensión de microalgas Scenedesmus sp. (60x10⁴ células.mL^-1). Cada dos días se realizó renovación del 100% del agua, la cual se filtró previamente.

Inicialmente, se realizaron evaluaciones preliminares sobre un grupo de 12 ejemplares, para determinar el momento y frecuencia de cada observación. Los ejemplares fueron colocados individualmente en cámaras multiceldas con 7 mL de agua filtrada y 20x10⁴ cel.mL^-1 de Scenedesmus sp. como fuente de alimento.

Diseño experimental

Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorio, balanceado, de efecto fijo y simétrico, para evaluar tres diferentes intensidades lumínicas: T1 = 955 lm, T2 = 750 lm y T3 = 0 lm (ambiente totalmente oscuro), utilizándose 16 ejemplares (n= 16) por cada tratamiento, asignados al azar. Para los tratamientos T1 y T2 se empleó fotoperiodo de 12 horas (12:12, luz: oscuridad).

Efecto de la intensidad lumínica

Para evaluar los efectos de la intensidad lumínica sobre los aspectos reproductivos básicos de Moina sp., se tomaron ejemplares recién eclosionados y colocados en tubos de ensayo con 7 mL de agua. Estos fueron ubicados aleatoriamente en tres tipos de cajas, totalmente selladas, para no permitir entrada ni salida de luz. Se hicieron observaciones cada 4 horas bajo estereoscopio (Nikon SMZ80, Japón) durante un periodo de 15 días, determinando aspectos reproductivos como periodo de infertilidad juvenil (IJ) (tiempo transcurrido entre la emisión del individuo al medio por su madre partenogenética y su primer evento reproductivo); periodo de incubación (PI) (espacio de tiempo [h] desde la formación del huevo hasta su eclosión); fecundidad (F) (número de neonatos por hembra [nts/hembra] en cada ocasión o evento reproductivo); frecuencia reproductiva (FR) (tiempo [h] transcurrido entre un evento reproductivo y el siguiente) y tiempo generacional (TG) (tiempo [h] que transcurre desde el desarrollo del huevo, pasando por el desarrollo posembrionario hasta la puesta del primer huevo). Dentro de cada observación se determinó la temperatura en el interior de la caja y del agua por medio de una termocupla (IPl00 WBrand, USA, Precisión: 0.001 °C). Se registraron las siguientes características morfométricas sobre las hembras adultas: longitud total (LT), ancho del cuerpo (AC), longitud total del embrión (LTE), diámetro (DH) y longitud total de los huevos (LTH).

Análisis estadístico

Con base en la información colectada, se aplicó un análisis multivariado (MANOVA) seguido de pruebas de Tukey con el fin de evaluar simultáneamente las variables respuesta y compararlas entre tratamientos. Para considerar diferencias estadísticas se utilizó como criterio un valor de P<0.05. Adicionalmente se realizó un análisis descriptivo de tipo univariado y los resultados fueron expresados como media ± error estándar de la media, calculándose además el coeficiente de variación.

Resultados

Las hembras adultas de Moina sp. presentaron una LT de 1300 ± 208.1 µm, AC de 710 ± 35.3 µm, LTE de 520 ± 8.16 µm, DH= 247.5 ± 5.0, LTH= 185 ± 7.1 µm y DH= 166.67 ± 5.16 µm (Figura 1).

Las temperaturas registradas dentro de la caja y del agua se muestran en la Tabla 1.

Los ejemplares sometidos al ambiente de total oscuridad (T3) presentaron un IJ de 26.40±0.97 horas, mientras que los del tratamiento 2 presentaron el menor tiempo 18.43±2.30 horas; observándose diferencias estadísticas entre estos dos tratamientos (P<0.05) (Tabla 2).

Tabla 2

No se observaron diferencias en las demás variables reproductivas evaluadas (Tabla 2).

Discusión

El crecimiento de un organismo está en función de su morfología, comportamiento, alimento y de su capacidad de adaptación a las características del ambiente, reflejando de esta manera la importancia del conocimiento biológico de la especie para lograr su cultivo exitoso. Para Moina sp. el periodo de infertilidad juvenil (IJ) en los tratamientos 2 y 3, mostró diferencias estadísticas significativas, lo cual demuestra el efecto de factores extrínsecos como los ciclos diarios de luz y oscuridad, afectando los patrones reproductivos al retardar el desarrollo de los juveniles para alcanzar su primer evento reproductivo (Buikema 1968, Starkweather 1976). Se confirma la influencia de las condiciones ambientales sobre las características morfológicas, fisiológicas y reproductivas de los cladóceros (Bonou et al., 1991; Gordo et al., 1994).

El efecto de la temperatura está relacionado con las necesidades energéticas a bajas temperaturas, las cuales sólo permiten el crecimiento y sobrevivencia de los individuos, pero su fecundidad se ve afectada porque se requiere de mayor cantidad de energía para llevar a cabo la función reproductiva (Benider, Tifnouti y Pourriot, 2002).

La literatura no reporta información acerca de la evaluación de los efectos de la intensidad lumínica sobre los aspectos reproductivos del género Moina. Sin embargo, para otros cladóceros como Diaphanosoma, cultivada bajo una intensidad lumínica de 300 lm y alimentadas con Ankistrodesmus gracilis, se registró una fecundidad de 7.16±0.62 neonatos por hembra (Sipaúba-Tavares y Bachion, 2002). En los individuos estudiados en el presente trabajo, la fecundidad mostró valores de 6.16 a 6.85 neonatos por hembra, respuesta mayor comparada a lo reportado para M. micrura y menor que D. birgei. Otero-Paternina et al. (2007) y Prieto (2001) reportan un promedio de 2.0±0.3 y 4.16 neonatos/hembra para los cladóceros Alona sp y Moinodaphnia, respectivamente, inferiores a los observados para Moina en el presente estudio. Estos valores, confirman la utilidad del genero Moina como alimento vivo para la producción de peces, en virtud de sus características reproductivas (Torrenta y Tacon, 1989; Martínez y Gutiérrez, 1991).

Con relación a la frecuencia reproductiva (FR), se observaron intervalos de desoves consecutivos cercanos a las 24 horas, valor similar al reportado por Montealegre (1996) para Moinodaphnia macleayii (27.9 horas). Por su parte Prieto (2001) reportó una FR cercana a las 24 horas para Moinodaphnia sp.

No se observaron diferencias estadísticas en el periodo de incubación entre los tratamientos evaluados. Para Moina micrura a 300 lm, la duración de esta variable fue de 27.23±3.75 h (Sipaúba-Tavares y Bachion, 2002), similar a lo observado en este trabajo para individuos sometidos a 750 lm. En especies como Diaphanosoma birgei, estos valores superan las 40 h. Es posible que se deba al mayor tamaño de los huevos.

La longevidad de Moina macrocopa en cultivo mostró un promedio aproximado de 10 días, con valores máximos de 22 días y mínimo 2 días (Benider et al., 2002). Sipaúba-Tavares y Bachion (2002) reportan una longevidad de cinco (5) y catorce (14) días para Moina micrura y Diaphanosoma birgei, respectivamente, siendo similares los resultados (5 días) obtenidos para Moina sp. en este trabajo.

Considerando como aspecto relevante la continua presencia de alimento en el tracto digestivo de los cladóceros, que fue observada en este estudio, se comprueba que la aceptación y calidad del alimento suministrado (Scenedesmus sp.) fueron las apropiadas para los organismos.

Prieto (2006) reporta una longitud total promedio de 986.45±63,99 µm para el cladócero Moina sp., cercano al observado en este estudio, mientras que los valores fueron menores para todas las características evaluadas para Alona sp. (Otero-Paternina et al., 2007).

Los resultados de esta investigación presentan a Moina sp. como alternativa para ampliar la disponibilidad de alimento vivo utilizando una intensidad lumínica de 750 lm, condición bajo la cual se pueden obtener individuos maduros en menos tiempo (periodo de infertilidad juvenil corto); además el estudio confirma su fácil adaptación a las condiciones de laboratorio y aceptación de un alimento de fácil producción como la microalga Scenedesmus sp. Estas características realzan su potencial como especie apta para establecer programas de cultivo masivo y su uso como alimento vivo en las primeras fases de la larvicultura de peces y crustáceos de agua dulce.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Instituto de Acuicultura de la Universidad de los Llanos, al Grupo de Investigación sobre Reproducción y Toxicología de Organismos Acuáticos (Gritox), así como al profesor Luis Fernando Restrepo por su colaboración. Apoyo Financiero: CIAT-Ministerio de Agricultura-Universidad de los Llanos, contrato 015-2/06.

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