Desarrollo de un sistema de cría para Cheirodon interruptus: una alternativa a la explotación de poblaciones silvestres y para el uso de la especie en bioensayos de toxicidad

Abstract

La “mojarra” Cheirodon interruptus (Ostariophysi: Characidae) es una especie autóctona que presenta una amplia distribución en Argentina, especialmente en la región pampeana, abarcando tanto ambientes lóticos como lénticos. Su talla máxima promedia los 55 mm para los machos y 65 mm en las hembras. Por ser una especie abundante, eurioica y muy resistente, C. interruptus es la especie más utilizada como carnada por la mayoría de los pescadores aficionados a la pesca del pejerrey con caña. La extracción de ejemplares salvajes, para abastecer este vasto mercado, se realiza con redes de arrastre de malla fina, produciendo un impacto sobre las comunidades de peces y un deterioro de los ambientes someros de arroyos, bañados o lagunas. Estas áreas constituyen hábitats de cría para muchas especies de peces y otros organismos que no sólo son capturados y descartados durante la extracción de mojarras, sino que también ven reducidas sus posibilidades de supervivencia debido a que su ambiente es perturbado y desestructurado. Los vendedores de carnada en su mayoría compran mojarras provenientes de zonas distantes siendo las más lejanas Tres Arroyos, Buenos Aires y Tanti, Córdoba, observándose dificultades en el traslado y el mantenimiento de los ejemplares. Las grandes distancias y las pobres condiciones de traslado y mantenimiento representan un riesgo en la propagación de hongos y parásitos de importancia en acuicultura. El objetivo general de esta tesis fue generar el conocimiento biotecnológico necesario para desarrollar sistemas de producción para el carácido autóctono, C. interruptus, que permitan ofrecer una alternativa a la pesca de poblaciones naturales para su utilización como carnada y posibilite el acceso a un stock permanente y estandarizado de individuos para realizar evaluaciones de toxicidad mediante ensayos de laboratorio. A estos efectos se realizaron una serie de pruebas y experimentos orientados a resolver la problemática planteada. En primer lugar se realizaron experiencias tendientes a evaluar el rendimiento de diferentes tipos de sistemas para la obtención de desoves y larvas, a diferentes escalas de volumen y condiciones ambientales a fin de identificar las posibilidades y limitaciones de cada uno. El sistema de acuarios fue el que mostró mejores resultados en cuanto a la cantidad de huevos embrionados y juveniles de un mes de vida obtenidos por pareja reproductora y el sistema de estanques es el que permitió obtener la mayor cantidad de juveniles por evento reproductivo. C. interruptus se reprodujo exitosamente en todos los sistemas ensayados y en un amplio rango de parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad y temperatura) lo que evidencia la potencialidad de la especie para la acuicultura. En segunda instancia se realizaron experimentos destinados a profundizar el conocimiento de la biología reproductiva de C. interruptus. Se desarrolló un sistema de recirculación de agua con capacidad de controlar el fotoperíodo y la temperatura en 12 acuarios para la realización de 4 tratamientos por triplicado. Se realizó un primer experimento para evaluar la influencia de diferentes regímenes de fotoperíodo artificial sobre la maduración ovárica en C. interruptus. Considerando los resultados obtenidos se realizó un segundo experimento combinando el fotoperíodo y la temperatura. Los resultados en el primer experimento no sólo indicaron que los tratamientos fotoperiódicos pueden afectar el desarrollo de los ovarios sino también evidenciaron diferentes respuestas en los parámetros reproductivos evaluados. Los resultados del tratamiento de fotoperíodo progresivo en el cual se comprimió la función del incremento de horas de luz diaria observado en la transición invierno-primavera, afirman la idea de que el control del fotoperíodo puede promover la maduración ovárica en C. interruptus debido a que en este tratamiento se registraron los valores significativamente superiores en los parámetros reproductivos evaluados. La exposición a iluminación permanente, evidenció una disminución generalizada de los valores del índice gonadosomático, alcanzando los valores más bajos con la menor dispersión de todo el experimento. En cambio, el tratamiento 12 horas luz-día no indujo ningún cambio en el tejido gonadal. Los resultados del segundo experimento fueron consistentes con lo observado anteriormente. El tratamiento de fotoperíodo y temperatura progresiva alcanzó el valor máximo de IGS representando un avance en el desarrollo gonadal cercano al 20% con respecto al alcanzado en el tratamiento de fotoperíodo progresivo sin incremento de temperatura del experimento anterior. Esto sugiere que la temperatura tiene una influencia en el desarrollo ovárico en C. interruptus acelerando los procesos de cambio generados por el fotoperíodo, ya que se obtuvo una mayor maduración en el mismo intervalo de tiempo. De acuerdo a los resultados de este estudio, el fotoperíodo y la temperatura deberían ser considerados como herramientas de manejo relevantes en el desarrollo de técnicas de cultivo para la especie. En una tercera etapa se trató el crecimiento individual de C. interruptus que es uno de los aspectos más relevantes para la comprensión de la ecología y el cultivo de esta especie. Se calcularon los principales estimadores de crecimiento instantáneos en diferentes sistemas de cultivo a partir de experimentos en que se realizó la cría de ejemplares de pocos días hasta su adultez en acuarios y estanques. Se evaluaron diferentes modelos matemáticos para describir la dinámica del crecimiento individual de la especie. Además se analizó el rol del fotoperíodo y la temperatura en el crecimiento. Se obtuvieron resultados semejantes de crecimiento a lo largo de todo el periodo de cultivo en los sistemas evaluados. Se propone la utilización del modelo Logístico para la descripción del crecimiento en C. interruptus en función del tiempo, especialmente si se incluyen la primeras etapas de la ontogenia, debido a que mostró el mejor ajuste a los datos provenientes de los sistemas de cultivo según criterios elegidos. El modelo seleccionado indica que el tiempo requerido para llegar al primer tamaño de venta es de 83 a 100 días dependiendo del sistema utilizado, posibilitando la obtención de 3 o 4 ciclos productivos al año utilizando las mismas instalaciones. También se corroboró el crecimiento diferencial por sexo en C. interruptus donde se observa una mayor longitud final alcanzada en hembras y una tasa de crecimiento mayor en machos. En los experimentos en los que se manipuló el fotoperíodo y la temperatura, se observó que la longitud final alcanzada por los peces en el tratamiento de iluminación permanente fue máxima. Fotoperíodos artificiales largos sumado al incremento de temperatura estimulan el crecimiento somático en C. interruptus por lo que deben ser considerados como herramientas para aumentar la eficiencia de la producción. Finalmente se evaluó el uso de la especie como modelo para la realización de bioensayos de toxicidad. Se calcularon concentraciones letal cincuenta (CL50) promedio para plaguicidas de amplia utilización en cultivos de soja (lambdacialotrina, clorpirifos y cipermetrina). C. interruptus mostró una alta sensibilidad a lambdacialotrina situándose en el 10 % de las especies más sensibles a este compuesto para los ensayos con recambio de medio. Para clorpirifos y cipermetrina se observó una sensibilidad media. El desarrollo de estudios con especies autóctonas permite comprender de una mejor manera la estructura y la dinámica de los sistemas. Teniendo en cuenta la resistencia a la manipulación, su amplia distribución, la representatividad que tiene en diferentes ambientes pampeanos y la sensibilidad observada a lambdacialotrina, es una especie adecuada para ser utilizada como un organismo centinela para la evaluación del riesgo ambiental. La tolerancia a la manipulación y la rápida adaptación a distintas condiciones de mantenimiento en adición a la factibilidad de su reproducción en distintos sistemas de cultivo señalan a C. interruptus como un candidato adecuado para desarrollar emprendimientos acuícolas a gran escala en distintas zonas de la región pampeana. De esta manera es factible ofrecer una alternativa a la explotación de poblaciones naturales y disponer de un stock estandarizado para su utilización en bioensayos de toxicidad.

The "mojarra" Cheirodon interruptus (Ostariophysi: Characidae) is an autochthonous species that has a wide distribution in Argentina, especially in the Pampean region, covering both lotic and lentic environments. Its maximum size averages 55 mm for males and 65 mm for females. Because it is an abundant species, eurioic and very resistant, C. interruptus is the species most commonly used as bait by most fishermen who are fond of fishing silversides by angling. The extraction of wild specimens, to supply this vast market, is done with fine mesh trawls, producing an impact on the fish communities and a deterioration of the shallow environments of streams, marshes or lagoons. These areas are breeding habitats for many species of fish and other organisms that are not only caught and discarded during the extraction of “mojarras”, but also their chances of survival are reduced because their environment is disturbed and unstructured. Bait sellers mostly buy C. nterruptus from distant areas, being the most remote Tres Arroyos, Buenos Aires and Tanti, Córdoba, where difficulties are observed in the transfer and maintenance of the specimens. Large distances and poor transport and maintenance conditions represent a risk in the propagation of fungi and parasites of importance in aquaculture. The general objective of this thesis was to generate the necessary biotechnological knowledge to develop production systems for the native characid C. interruptus, that will allow to offer an alternative to the fishing of natural populations for it use as bait and to allow the access to a permanent stock and standardized individuals to perform toxicity assessments through laboratory tests. To this end, a series of tests and experiments were carried out aimed at solving these problems. In the first place, experiments were carried out to evaluate the performance of different types of systems for obtaining spawn and larvae, at different scales of volume and environmental conditions in order to identify the possibilities and limitations of each one. The aquarium system was the one that showed the best results in terms of the number of fertilized and juvenile eggs of one month of life obtained per breeding pair and the system of ponds was the one that allowed to obtain the largest number of juveniles per reproductive event. C. interruptus were successfully bred in all systems tested and in a wide range of physicochemical parameters (pH, conductivity and temperature) which shows the potential of the species for aquaculture. In a second instance, experiments were carried out to deepen the knowledge of the reproductive biology of C. interruptus. A water recirculation system was developed with the capacity to control the photoperiod and temperature in 12 aquariums to carry out 4 treatments in triplicate. A first experiment was conducted to evaluate the influence of different artificial photoperiod regimens on ovarian maturation in C. interruptus. Considering the results obtained, a second experiment was carried out combining photoperiod and temperature. The results in the first experiment not only indicated that photoperiodic treatments can affect the development of the ovaries but also showed different responses in the reproductive parameters evaluated. The results of the progressive photoperiod treatment in which the function of the increase in daylight hours observed in the winter-spring transition was compressed, affirm the idea that control of the photoperiod can promote ovarian maturation in C. interruptus because in this treatment, significantly higher values were recorded in the reproductive parameters evaluated. Exposure to permanent illumination, showed a generalized decrease in the values of the gonadosomatic index, reaching the lowest values with the lowest dispersion of the whole experiment. In contrast, the treatment of 12 hours of light-day did not induce any change in the gonadal tissue. The results of the second experiment were consistent with what was observed previously. The treatment of photoperiod and progressive temperature reached the maximum value of GSI representing an advance in gonadal development close to 20% with respect to that achieved in the treatment of progressive photoperiod without temperature increase of the previous experiment. This suggests that the temperature has an influence on the ovarian development in C. interruptus by accelerating the processes of change generated by the photoperiod, since greater maturation was obtained in the same time interval. According to the results of this study, the photoperiod and temperature should be considered as relevant management tools in the development of cultivation techniques for the species. In a third stage, the individual growth of C. interruptus was treated, which is one of the most relevant aspects for the understanding of the ecology and culture of this species. The main instantaneous growth estimators in different farming systems were calculated from experiments in which the breeding of specimens from a few days until adulthood was carried out in aquariums and ponds. Different mathematical models were evaluated to describe the dynamics of individual growth of the species. In addition, the role of photoperiod and temperature in growth was analysed. Similar growth results were obtained throughout the cultivation period in the systems evaluated. We propose the use of the Logistic model for the description of the growth in C. interruptus as a function of time, especially if the first stages of ontogeny are included, because it showed the best fit to the data coming from the culture systems according to the criteria chosen. The selected model indicates that the time required to reach the first sales size is 83 to 100 days depending on the system used, making it possible to obtain 3 or 4 production cycles per year using the same installations. The differential growth by sex in C. interruptus was also corroborated, showing a greater final length reached in females and a higher growth rate in males. In the experiments in which the photoperiod and temperature were manipulated, it was observed that the final length reached by the fish in the permanent lighting treatment was maximum. Long artificial photoperiods in addition to the increase in temperature stimulate somatic growth in C. interruptus, which is why they should be considered as tools to increase the efficiency of production. Finally, the use of the species as a model for conducting toxicity bioassays was evaluated. Average lethal fifty (LC50) concentrations were calculated for widely used pesticides in soybean crops (lambda-cyhalothrin, chlorpyrifos and cypermethrin). C. interruptus showed a high sensitivity to lambda-cyhalothrin, being in 10% of the species most sensitive to this compound for the tests with medium replacement. For chlorpyrifos and cypermethrin, an average sensitivity was observed. The development of studies with native species allows to understand in a better way the structure and dynamics of the systems. Taking into account the resistance to manipulation, its wide distribution, the representativeness it has in different Pampean environments and the observed sensitivity to lambdacyhalothrin, is a suitable species to be used as a sentinel organism for environmental risk assessment. The tolerance to manipulation and the rapid adaptation to different maintenance conditions in addition to the feasibility of their reproduction in different farming systems indicate C. interruptus as an adequate candidate to develop large-scale aquaculture ventures in different areas of the Pampas region. In this way it is feasible to offer an alternative to the exploitation of natural populations and have a standardized stock for use in toxicity bioassays.