Carrillo Estévez, Manuel

Usted ha estado trabajando en los factores ambientales que regulan la reproducción de la lubina, aplicando el fotoperiodo al crecimiento de las crías de lubina. ¿Podría explicarnos  qué es el fotoperiodo y cuáles han sido los resultados de sus investigaciones?

El fotoperiodo se refiere a los cambios de iluminación, tanto en duración como en periodicidad, que reciben los seres vivos como resultado de la alternancia de los días y las noches  y su duración según las estaciones y el ciclo solar y lunar. Los seres vivos y en particular los peces, regulan sus funciones biológicas usando los parámetros ambientales. Entre ellos a la luz se le considera como el factor mas regular y previsible, que permite a los organismos modificar los ciclos y procesos reproductores con un alto grado de precisión.

Por un lado hemos logrado avanzar en la comprensión de los efectos de distintos regimenes de fotoperiodo (largo, corto, constante, continuo, expandido, comprimido, etc.) sobre la alteración de los ciclos de maduración y puesta de los peces y por otro hemos avanzado en el estudio de de algunos de los mecanismos neuronales y hormonales implicados en la transducción fotoperiodica a nivel del eje cerebro-hipófisis-gónada. Este último aspecto se ha logrado gracias a una serie de herramientas histológicas, bioquímicas, celulares y moleculares desarrolladas por nuestro grupo de investigación.

¿Es esta técnica igualmente aplicable a otras especies?

La manipulación de los parámetros ambientales es una técnica natural y muy potente para alterar los ritmos reproductores de los peces y por supuesto es aplicable a otras especies. Lo que sucede es que cada especie requiere de un traje ambiental a medida. Esto quiere decir que para cada especie hay que desarrollar una serie de ajustes o calibraciones metodológicas que estan en función de las estrategias y tácticas reproductivas de especie en cuestión.

Su objetivo es reducir la precocidad de los machos para evitar una serie de problemas, como por ejemplo la susceptibilidad a contraer enfermedades. ¿Existe un equivalente para las hembras?

En muchas especies de teleosteos el macho alcanza la pubertad antes que las hembras. En la lubina por ejemplo, en la naturaleza el macho realiza su primera maduración gonadal a los dos años de edad y las hembras a los tres. Sin embargo, en condiciones de cultivo intensivo se han registrado maduraciones precoces en ambos sexos un año antes. En condiciones de cultivo, en las instalaciones industriales, el porcentaje de machos precoces suele ser, del 20 al 30% pudiendo alcanzar incluso >90% en ciertas explotaciones comerciales. El problema de la precocidad es que esta afecta el crecimiento somático posterior por causa del crecimiento prematuro de las gónadas. Así por ejemplo, en los machos de lubina, este efecto se ha podido cuantificar al segundo año de vida, poco antes del tiempo de su comercialización, dando como resultado una pérdida corporal del orden de hasta un 18% en peso, en relación con el de los controles. Esto implica una gran desventaja para la producción comercial de esta especie si en la población de partida no se pueden eliminar los animales potencialmente precoces. En cuanto a la precocidad de las hembras, que se da al segundo año de vida, ésta también tiene efectos negativos sobre el crecimiento al año subsiguiente de vida y aunque todavía no lo hemos comprobado experimentalmente, es mas que probable que la influencia negativa sobre el crecimiento sea mayor que en  los machos porque, así mismo, el desarrollo gonadal en las hembras suele ser mucho mayor que en los machos. Actualmente se está comercializando productos de tamaño grande como la lubina real (1-2Kg) e incluso la imperial (>2Kg). Para este tipo de producto el cultivo de hembras que no llegan a la precocidad, en régimen de cultivo, es fundamental.  En primer lugar porque la hembra crece más que el macho y en segundo lugar porque la hembra precoz, muy probablemente, presente una mayor afectación en el crecimiento somático posterior en comparación con los machos precoces.

Nuestro grupo ha desarrollado una metodología ambiental usando el fotoperiodo para inhibir la aparición de machos precoces. En un principio la aplicación fotoperiodica, administrada todo el año, es  altamente efectiva e inhibe la precocidad hasta valores prácticamente residuales (0-3%). Sin embargo, estudios más recientes nos han permitido identificar, con mayor precisión, un periodo fotosensible a este tratamiento mucho más corto. En consecuencia, un tratamiento de menor duración (1-2 meses), aplicado en el período crítico, también es  efectivo para reducir la precocidad. Actualmente, estamos estudiando los mecanismos hormonales inducidos por la luz y que regulan la puesta en marcha de los procesos gametogenéticos en la lubina. Ello nos ayudará a comprender mejor como se regula el inicio de la pubertad en los peces.

¿Se han implementado algunas de estas técnicas en la industria acuícola?

Las técnicas que usan el fotoperiodo en relación con el control del ciclo reproductor (desfase de puestas) se aplican en la industria de una manera rutinaria, desde hace mucho tiempo. Tambien se han usado regimenes de luz capaces de acelerar el crecimiento. No obstante, debido a la reciente identificación del período fotolábil en la lubina, todavía no se han podido implementar las investigaciones relacionadas con la inhibición de la pubertad precoz a la industria acuícola. De todas maneras, está muy claro el beneficio económico que podría representar el generar poblaciones de juveniles de lubina, en las que se ha inhibido la maduración precoz, mediante tratamientos ajustados de luz y que luego seran destinadas al pre-engorde y engorde en jaulas flotantes, para su comercialización masiva.

¿Podría relatarnos algunas de sus experiencias con la industria?

Las técnicas de manipulación ambiental se han utilizado con éxito en varias empresas de acuicultura en España, para no extenderme citare solo dos casos que considero son importantes. En uno se logró retrasar el tiempo de aparición de la pubertad, en juveniles de lubina, utilizando fotoperiodos largos constantes y en el otro se alteró con precisión la fase de los ciclos reproductores en adultos, obteniéndose puestas todos los meses del año. Estas aplicaciones a la industria se realizaron bajo el marco de un proyecto FEDER, en el primer caso y de un proyecto de transferencia tecnológica (PETRI)en el segundo. En el primer caso, se logró retrasar unos meses la aparición de la pubertad de la lubina con una ganancia neta del crecimiento somático y los resultados han sido publicados recientemente (Carrillo et al. 2010,. Aquaculture 299: 157-164).

En el segundo caso, a parte de obtener las puestas esperadas con exactitud en el intervalo de tiempo programado, la cantidad y calidad de estas mojoró con el transcurso del tiempo. Estos resultados pusieron en evidencia el proceso de domesticación que pueden experimentar los animales de granja ante la exposición, a largo plazo, a factores ambientales administrados de forma artificial.

¿Qué es más importante de controlar en el caso de la lubina: los factores internos (genéticos, hormonales) que regulan la reproducción o los factores externos (ambientales)?

Es importante controlar los dos  porque ambos están estrechamente correlacionados, todo depende del nivel al que pretendamos actuar. Estos sistemas actúan de manera jerárquica, en función de los grados de libertad que nos permita el componente genético. Por ejemplo, los cambios ambientales tienen que ser percibidos e integrados a nivel cerebral en función del tipo receptores, secreciones y conexiones internas que haya desarrollado el animal. Es muy difícil hacer una manipulación ambiental certera si no se dispone de las herramientas analíticas (bioquímicas, hormonales, moleculares) adecuadas para valorar y corregir esta manipulación. El conocimiento básico de la biología y fisiología del reproductor tiene que ser previo a cualquier manipulación ambiental para alcanzar un control adecuado de cualquier fase del proceso reproductor.

¿Cree que la manipulación de los factores externos son menos intrusivos que factores internos?

En principio, cualquier manipulación inadecuada, sea ésta ambiental u hormonal puede ser altamente intrusiva o nociva. Todo está en función del grado de intervención que se aplique (mínima dosis, menor tiempo de administración, naturaleza del factor u hormona). Quiero señalar con esto que si el factor ambiental o la hormona están bien calibrados permitirá hacer una manipulación ajustada a la fisiología del animal.

¿Cree que hay un mayor rechazo social a la manipulación genética en especies marinas que, digamos, en la agricultura?

En la medida que la acuicultura vaya ganando importancia en la generación de alimentos para la humanidad, los factores sociales irán incidiendo proporcionalmente a este crecimiento y entre ellos el rechazo a la manipulación genética en especies acuicolas. El problema está en que esta manipulación sea en agricultura, ganadería o acuicultura tendría que prestigiarse científicamente, siguiendo unos códigos éticos y de seguridad muy estrictos para que pueda difundirse ampliamente en la población y no cause alarma social.

¿Qué indicadores relacionados con la sostenibilidad podrían fijarse para las fases reproductivas y de puesta?

Uno de los indicadores más importantes para la sostenibilidad de los procesos reproductivos y de las puestas sería la conservación de los ciclos diarios y estacionales del comportamiento fisiológico de los reproductores y de sus niveles hormonales. Cualquier alteración medioambiental, sea de naturaleza física, química e incluso social, modificaría significativamente estos ritmos conductuales y hormonales. En consecuencia, los patrones normales rítmicos de estos aspectos, serían los indicadores más sensibles de la salud medioambiental y su mantenimiento normal a corto, medio y largo plazo, garantizando así la continuidad de los procesos reproductores de una manera sostenible.

En relación a la sostenibilidad, y en su opinión, ¿cómo puede implementarse este concepto a la gestión de las granjas acuícolas?

Llevar un registro de los ritmos reproductores de los peces cultivados es fundamental para poder detectar manipulaciones o simulaciones ambientales defectuosas dado que éstas alteran los patrones rítmicos normales de los animales. El disponer de indicadores biológicos sensibles a las alteraciones externas medioambientales y sociales, permitirá mejorar las condiciones de estabulación en la organización y desarrollo del stock de reproductores. En consecuencia, el poder disponer de un manejo y simulaciones ambientales, ajustadas a las necesidades fisiológicas de los animales, permitirá mantener de manera sostenible sus ritmos reproductores, tanto en cantidad como en calidad.

Cree que un mayor conocimiento por parte de los consumidores de las técnicas y procesos que se emplean  en la acuicultura española, redundarán en una mejor valoración de sus productos?

Sin duda alguna. Las técnicas y procesos que se han desarrollado siguiendo las pautas científicas anteriormente comentadas, van ha incidir sobre la sostenibilidad de los procesos, la ética y el bienestar animal y finalmente sobre la eficacia y calidad del producto. Es conveniente que el consumidor este enterado de cómo se ha llegado a ello.

¿Cómo está influyendo el desarrollo de la tecnología computacional en las investigaciones acuícolas?

De manera concluyente. Es impensable que la investigación acuícola, actualmente, no tenga integrada y desarrollada esta herramienta computacional. Es mas, se espera una mayor implementación de ésta a corto plazo.

Usted imparte clases en Masteres de recursos marinos y acuicultura. ¿Hacia donde enfocan sus intereses los alumnos? ¿Por qué especialidades se inclinan?

Mis clases están orientadas hacia la reproducción de los peces y es dentro de ésta área donde yo puedo detectar el interés de los alumnos. Dicho esto, los estudiantes muestran un gran interés sobre las modificaciones que el hombre puede hacer mediante la manipulación ambiental, hormonal o genética sobre grandes procesos de la reproducción como son el sexo, la pubertad y de los ciclos sexuales de los peces. Los estudiantes  no sólo muestran su interés para comprender los mecanismos fundamentales que rigen estos procesos, logrados a través de la investigación científica, si no también por las importantísimas aplicaciones prácticas que éstos tienen en acuicultura.

Y una pregunta que interesa a nuestros lectores iberoamericanos: ¿cuantos alumnos iberoamericanos participan en dichos Masteres?

No suele ser muy elevada aunque depende de las ediciones de los Masteres, destacando la participación de mexicanos, chilenos, brasileños y argentinos. Se tendría que promover una mayor difusión de estos Masteres y aumentar las ayudas a estos alumnos.

Ya para finalizar, ¿Conoce la Fundación Observatorio Español de Acuicultura y sus líneas de trabajo? ¿Cuál cree que puede ser el papel a jugar por esta institución a la hora de acercar la acuicultura a la sociedad y promover el estrechamiento de las relaciones entre la comunidad científica y las empresas?