Desarrollo osteológico de la columna vertebral y del complejo caudal de larvas de Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) en condiciones de cultivo
Osteological development of the vertebral column and caudal complex of Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) larvae under rearing conditions
Luz Estela Rodríguez-Ibarra1*, María Isabel Abdo-de la Parra1, Gabriela Aguilar-Zárate1, Gabriela Velasco-Blanco1 & Leonardo Ibarra-Castro1 ]]>
Abstract
The spotted rose snapper (Lutjanus guttatus) is an important commercial species in Mexico with good culture potential. The osteological study at early stages in this species is an important tool to confirm normal bone structure and for the detection of malformations that may occur during early development. This study was carried out in order to evaluate and describe the normal osteological development of the vertebral column and caudal complex of this species grown under controlled conditions. For this, a total of ]]>
L. guttatus, between 2.1 and 17.5mm of total length (TL), were cultured during 36 days; culture conditions were 28ºC, 5.74mg/L oxygen and 32.2ups salinity with standard feeding rates. To detect growth changes, a sample of 15 organisms was daily taken from day one until day 36 of post-hatch (DPH). Samples were processed following standard techniques of clearing, and cartilage (alcian blue) and bone staining (alizarin red). Results showed that the vertebral column is composed of ten vertebrae in the abdominal region, and 14 vertebrae including the urostyle in the caudal region. The development ]]>
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El pargo flamenco (Lutjanus guttatus) es una especie de importancia comercial en México con un gran potencial para su cultivo. El estudio osteológico en estadios tempranos de esta especie bajo condiciones controladas, es una herramienta importante para el conocimiento de su estructura ósea normal y poder detectar las malformaciones que se puedan ]]>
Palabras clave:Lutjanus guttatus, ]]>
El pargo flamenco Lutjanus guttatus (Steindachner, 1869), es una especie que se distribuye a lo largo de ]]>
Esta especie junto con sus congéneres, representan un recurso pesquero muy importante para los pescadores de la región del Pacífico Oriental, pero la constante captura ha dado lugar a una elevada tasa de explotación, lo cual ha puesto en peligro su disponibilidad. Por lo tanto, para amortiguar un poco este problema y dada la demanda que tiene esta especie en el mercado, se ha visualizado una alternativa ]]>
Sin embargo, durante años en diversos ciclos de cultivo de esta especie en las instalaciones de la unidad Mazatlán del Centro de Investigación en ]]>
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Estas deformidades comúnmente son asociadas a los sistemas de producción intensiva en criaderos y representan un grave problema para la acuicultura (Fraser, Anderson, & de Nys, 2004; Hernández, Santinón, Sánchez, & Domitrovic, 2013). El estudio temprano del desarrollo de los peces cultivados, permite el conocimiento de los caracteres merísticos y morfológicos del sistema osteológico de la columna vertebral y el complejo caudal, lo cual da la oportunidad de detectar y eliminar oportunamente a los peces que presenten malformaciones esqueléticas ]]>
A la fecha no existe información disponible del desarrollo osteológico de la columna vertebral y del complejo caudal del pargo flamenco Lutjanus guttatus
. Se han realizado estudios similares en especies pertenecientes a la familia Sparidae (Koumoundouros et al., 1997; Koumoundouros, Divanach, & Kentouri, 1999) y algunos peces planos (Gavaia, Dinis, & Cancela, 2002; Lewis-McCrea et al., 2004), pero éste sería el primer trabajo que se hace con un miembro de la familia Lutjanidae en etapa larvaria. El objetivo del presente trabajo fue describir a detalle el desarrollo osteológico normal de la columna vertebral y del complejo caudal de las larvas de
L. guttatus; lo cual, servirá de base para poder evaluar en futuras investigaciones la calidad de las larvas, y detectar las posibles malformaciones que se puedan presentar durante la fase del cultivo larvario.
Materiales y Métodos ]]>
Cultivo larvario: El cultivo larvario de L. guttatus se realizó en el área de larvicultura del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) en la unidad Mazatlán, donde los huevos se obtuvieron del lote de reproductores en cautiverio que se encuentran ]]>
2 y salinidad de 32.2UPS, utilizando el protocolo de Abdo-de la Parra et al. (2010) con algunas modificaciones.
Las larvas fueron cultivadas usando ]]>
Nannochloropsis oculata (500 000 células/mL) e Isochrysis galbana. (50 000 células/mL). Del segundo hasta el sexto DDE se añadieron 10 rotíferos/mL (
Brachionus rotundiformis) aumentando a 20 rotíferos/mL a partir del 7 hasta el 15 DDE; y finalmente se redujo a 10 rotíferos/mL cuando se añadieron los nauplios de Artemia sp. (0.5/mL) los cuales se incrementaron gradualmente hasta 4 rotíferos/mL. Asimismo, a partir de los dos DDE hasta el 15 DDE se agregó una concentración de 0.5 copépodos/mL de la especie Tisbe ]]>
. El alimento vivo presente en cada tanque se contó diariamente para ajustarlo a la cantidad requerida, la proporción suministrada por día de los rotíferos y de los nauplios de Artemia sp. fue 50% por la mañana, 25% a medio día y 25% por la tarde.
El destete, o el ]]>
Artemia sp., hasta sustituirlos completamente por la dieta artificial.
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Las larvas se cultivaron utilizando luz continua las 24h durante los primeros 15 DDE. A partir del 16 DDE, el fotoperiodo se redujo a 12:12 h de luz: oscuridad. Del uno al 13 DDE se hizo un recambio de agua de un 30% (aproximadamente 180L) antes de abrirse el flujo, para mantener una buena calidad del agua. A los 14 DDE se suministró flujo continuo para obtener un recambió de 0.2 volúmenes de agua al día y se aumentó gradualmente hasta recambiar tres volúmenes al día. El flujo de aire se mantuvo a 0.5L/min del uno a 15 DDE y se ]]>
Recolecta de muestras y técnica de tinción de cartílagos y huesos: Para la descripción del desarrollo osteológico de larvas de L. guttatus, se evaluaron larvas que presentaron desarrollo normal y fue preciso tomar una muestra de 15 organismos (cinco de cada tanque) diariamente, a partir del día uno y hasta el 36 DDE a los cuales se les registró su longitud total (LT) con un vernier digital con precisión de 0.01±0.03mm. Posteriormente, se sacrificaron con una sobredosis (0.1ml/L) del anestésico 2-fenoxietanol (Sigma Aldrich), para someterlos al protocolo de tinción de cartílago y hueso (Potthoff, 1984) que a continuación se describe:
• Fijación por 24 horas en formol (Hycel) al 4% en buffer fosfato.
• Deshidratación por 24 horas en etanol al 50% (Fisher) y transferencia a etanol 100% otras 24 ]]>
• Tinción de cartílago de uno a dos días (de acuerdo al tamaño) utilizando (70mL etanol absoluto, 30mL ácido acético (JT Baker) y 20mg de azul aciano (Fluka).
• Neutralización 12 horas ]]>
• Blanqueamiento 40 minutos en 15mL de peróxido (H2O2) (Fermont) al 3% y 85mL hidróxido de potasio (KOH) (Fisher) al 1%; en organismos pequeños se ]]>
• Aclaramiento con una solución de 35mL Na2B4O7 saturado, 65mL agua destilada y tripsina 1mg (Sigma Aldrich). El tiempo que duró el organismo fue directamente proporcional al tiempo de digestión de la enzima sobre el músculo, y se detuvo la reacción cuando ]]>
• Tinción de hueso, se utilizó 100mL KOH y 10mg rojo alizarina (Sigma Aldrich) de uno a cuatro días, de acuerdo al tamaño del organismo.
• Transparentar con ]]>
• Decoloración con KOH 1%. El tiempo fue directamente proporcional al tamaño del organismo. Se hicieron recambios de la solución cada 10 días o ]]>
• Preservación, se utilizó glicerina a diferentes concentraciones, primero al 30%, después al 60% en KOH, y finalmente al 100%.
Después de ]]>
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Resultados
Columna vertebral y complejo caudal: En el presente trabajo fueron procesados un total de 540 organismos con un rango de tallas de 2.1 a 17.3mm (LT), los cuales fueron cultivados hasta el 36 DDE que es cuando los organismos se cosechan para pasar a la etapa de pre-engorda. Después de ]]>
L. guttatus está compuesta por 21 vértebras centrales, 21 arcos y espinas neurales, 11 arcos y espinas hemales, ocho costillas ventrales y cinco parapófisis. Asimismo, el complejo caudal se compone de dos centros preurales (vértebras), urostilo, tres epurales, cinco hipurales, un parahipural, un arco y espina neural, dos arcos y ]]>
Fig. 1).
La columna vertebral se divide principalmente en dos regiones, la abdominal y la caudal, diez vértebras son abdominales y 14 caudales incluyendo el urostilo. Cada vértebra abdominal se compone por su parte dorsal de un arco y espina neural, mientras que por la parte ventral, cinco vertebras están equipadas con parapófisis (lugar donde se forman algunas costillas ventrales). Las vértebras caudales están equipadas con arcos y espinas neurales dorsalmente y, por arcos y espinas hemales ventralmente. La última espina neural (espina neural modificada) y las dos hemales (espina hemal modificada), se prolongan para dar soporte a los radios de la aleta caudal (Fig. 1).
En el cuadro 1 se enlistan los nombres y abreviaturas de los elementos que componen la columna vertebral y el complejo caudal.
Desarrollo de las estructuras de la columna vertebral y del complejo caudal durante el cultivo larvario: Durante los primeros días de desarrollo de las larvas no se observó presencia de elementos vertebrales, siendo el notocordio la única estructura presente de la suspensión axial.
Se observó la presencia de estructuras cartilaginosas en la columna vertebral a partir del 12 DDE cuando la larva registró una LT promedio de 3.8mm. Se observó la aparición de los arcos neurales del uno al cuatro y del 10 al 13, y los arcos hemales del uno al cinco (Fig. 2a). Estos arcos, se desarrollan inicialmente como dos brotes de cada lado del notocordio, los cuales posteriormente se prolongan y se unen entre sí, para dar origen a cada uno de los arcos.
A los 14 DDE (4.1mm LT), inició la formación de los elementos que conformaron el complejo caudal, se observó la presencia de los hipurales uno y dos y el parahipural. También inició la formación de lo que daría origen a los primeros parapófisis del seis al ocho, en esta etapa se han formado los arcos neurales uno al 17 y los hemales uno al ocho y es poco visible el nueve (Fig. 2b).
A los 16 DDE (5.3mm LT), ya se observó la presencia de la mayoría de los elementos cartilaginosos de la columna vertebral; en el complejo caudal faltan por formarse algunos y el notocordio sigue recto. En la columna vertebral ya se han formado los 21 arcos y espinas neurales y los 11 arcos y espinas hemales. El complejo caudal ya se observa por su parte dorsal, el arco de la espina neural modificada y el arco neural especializado y los tres epurales. Por la parte ventral, se ha formado una de las dos espinas hemales modificadas y solo el arco de una de ellas, así como el parahipural, y los hipurales uno al cuatro, y se observó la presencia de los radios caudales que se encuentran en la parte distal de los hipurales (Fig. 2c). Cabe señalar que el parahipural y los cuatro hipurales, se encuentran separados entre ellos.
A los 18 DDE (5.8mm LT) se empieza a flexionar el notocordio (pre-flexión) (Fig. 2d), y en el día 22 DE ya se encuentra flexionada completamente y las larvas presentan una LT promedio de 6.3mm. También se observó la presencia del hipural cinco y todos los radios caudales ya se encuentran presentes, sin estar calcificados, y ya se observa la unión de sus bases de los hipurales uno y dos con el parahipural (Fig. 2e).
El día 24 DE (9.5mm LT), se observó osificación de las primeras cuatro vértebras centrales de la región abdominal (en dirección a caudal) y algunos arcos neurales (del uno al siete). Asimismo, se observó el desarrollo de las tres primeras costillas ventrales. Entre el día 26 y 27 DE (10.2mm LT), se observó osificación en todas las vértebras centrales de la región abdominal y caudal, además de los arcos neurales uno al 21 y los nueve arcos hemales, al igual que las bases de los radios de la aleta caudal principal, y se observó la presencia de las ocho costillas ventrales.
A los 28 DDE (11.2mm LT), se observó la osificación de casi toda la región abdominal (vértebras abdominales con sus respectivos arcos neurales y parapófisis), así como caudal (centros preurales y urostilo, los hipurales, parahipurales y en las espinas hemales modificadas). A los 32 DDE (15.5mm LT), se completó la osificación de los radios de la aleta caudal, además de 12 de las 21 espinas neurales y tres hemales. La parte distal de las hipurales, epurales y espinas hemales y neurales del complejo caudal, permaneció cartilaginosa y es justo donde se articulan con los radios de la aleta caudal (Fig. 2f).
Para el 36 DDE (17.3mm LT) último día del experimento, la mayoría de las estructuras de la columna vertebral y del complejo caudal presentaron osificación a excepción de las espinas neurales 14 a 21 y hemales 5 a 11 y las epurales.
Conforme la parte final de la columna vertebral se va haciendo curva en sentido dorsal, debido a la flexión del notocordio, los elementos hipurales sufren una separación entre ellos, quedando en la parte baja los hipurales uno y dos, y en la parte superior del tres al cinco. Los radios principales de la aleta caudal también llamada lepidotriquia (L) se conformó por 18 radios, nueve en la parte inferior, los cuales se encuentran distribuidos y apoyados de la siguiente manera en las estructuras del complejo caudal: En la parte inferior, el radio uno y dos se apoyan en la segunda espina hemal modificada (Ehm), el tres y parte del cuatro en la parahipural (Ph), parte del cuatro al siete en el hipural uno (H1), y el radio ocho y nueve en el hipural dos (H2). El número de radios en la parte superior fue de nueve y se distribuyen de la siguiente manera: uno, dos y parte del tres en el hipural tres (H3), parte del tres al ocho en el hipural cuatro (H4) y en el hipural cinco (H5) se apoya el radio número nueve. La aleta caudal también cuenta con radios blandos que son llamados dermatotriquia (D), y se encuentran distribuidos en los extremos de los radios principales; en la parte dorsal se encuentran distribuidos en los epurales (E) y en la parte ventral se encuentra sobre la primera espina hemal modificada (Ehm) y sobre una estructura llamada accesorio cartilaginoso (Fig. 3).
Discusión ]]>
En especies cultivables y con una alta demanda económica como Sparus aurata, Solea senegalensis, Lates calcarifer e Hippoglossus hippoglossus y en el caso particular del Lutjanus guttatus
, se han manifestado malformaciones del esqueleto de dichos organismos desde edades tempranas (Fernández et al., 2008; Fraser et al., 2004; Gavaia et al., 2002; Koumoundouros et al., 1997; Lewis-McCrea et al., 2004; Rodríguez-Ibarra et al., 2013a). En general, estas deformidades morfológicas influyen directamente en el bajo rendimiento de los criaderos de peces, reflejado en baja tasa de supervivencia, poco crecimiento, escasa competencia por el alimento y un aumento considerable a estrés y enfermedad. Asimismo, estas anomalías de la columna vertebral ]]>
En el presente trabajo se describió el desarrollo osteológico de la columna vertebral y el complejo caudal del pargo flamenco L. guttatus, durante los primeros estadios de vida bajo condiciones controladas de cultivo. Sin embargo, existen diversas causas que provocan alteraciones en el desarrollo normal del esqueleto en peces cultivados, como factores ambientales, genéticos, sistemas intensivos de cría y en menor cantidad por el efecto de contaminantes (Fernández et al. 2008; Hernández et al., 2013). Por lo tanto, el conocimiento del desarrollo osteológico normal de esta especie de pargo, es una ]]>
El desarrollo de las estructuras que componen el sistema óseo del pargo inicia después de ]]>
Sparus aurata, Pagrus pagrus, Diplodus sargus, donde su cultivo ]]>
El complejo caudal o uróforo, es una estructura que juega un papel sumamente ]]>
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El contar con la descripción del desarrollo osteológico normal de esta especie, será la base para trabajos futuros en los cuales se pueda evaluar el efecto de diversos protocolos de alimentación, y factores abióticos como temperatura y salinidad que puedan incidir en las malformaciones de las larvas; todo esto con la finalidad de optimizar la larvicultura de esta especie y aumentar el número de juveniles de calidad producidos en cautiverio.
Se concluye que, el conocimiento del desarrollo osteológico de la columna vertebral y del complejo caudal de las larvas de L. guttatus, es una herramienta útil para estudiar los procesos detallados de la ontogenia de la ]]>
Agradecimientos
Los autores agradecen a V. Williams ]]>
Referencias
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