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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE CIENCIAS EFECTO DE LA ABLACIÓN UNILATERAL DEL PEDÚNCULO OCULAR SOBRE EL CRECIMIENTO Y BIOENERGÉTICA DEL ACOCIL Procambarus bouvieri T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: B I Ó L O G A P R E S E N T A : DAFNE ESTEFANY BONILLA CERQUEDO DIRECTOR DE TESIS: DR. JOSÉ ROMÁN LATOURNERIÉ CERVERA 2013 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. Hoja de Datos del Jurado 1. Datos del alumno Bonilla Cerquedo Dafne Estefany 56939460 Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ciencias Biología 305121169 2. Datos del tutor Dr. José Román Latournerié Cervera 3. Datos del sinodal 1 Dra. María Luisa Fanjúl Peña 4. Datos del sinodal 2 Dr. José Luis Villalobos Hiriart 5. Datos del sinodal 3 Dra. Elsa Guadalupe Escamilla Chimal 6. Datos del sinodal 4 M. en C. Maricela Elena Vicencio Aguilar 7. Datos del trabajo escrito. Efecto de la ablación unilateral del pedúnculo ocular sobre el crecimiento y bioenergética del acocil Procambarus bouvieri. 85 p 2013 ~ i ~ Agradecimientos Quiero expresar mi más profundo agradecimiento a las personas que hicieron posible la conclusión de esta meta: mi familia y amigos, ya que sin su apoyo moral esto no hubiese sido posible. Gracias a la UNAM, a la Facultad de Ciencias y al laboratorio de Acuacultura y Producción Acuática, por permitirme llevar a cabo mi formación profesional. Al Dr. José Román Latournerié Cervera, por ser mi tutor, maestro, amigo y una gran persona, muchas gracias por darme la oportunidad de trabajar con usted y de formar un gran equipo, por la paciencia, la confianza, la motivación, los consejos, todo ese conocimiento y experiencias compartidos, que han sido puntos clave en mi formación académica y personal. Es una gran alegría para mí, saber que cuento con su apoyo, y es así, como se ve reflejado en este trabajo. A la Lic. en Econ. Alma Rosa Estrada Ortega, por ser una excelente maestra, amiga y persona, y por haberme permitido formar parte su equipo de trabajo, sobre todo gracias por mostrarme una visión diferente e integral de lo que es y puede ser la Biología, que además se convirtió en uno de los principios más importantes que me han formado académica y personalmente. A la M. en C. Yamel Nacif, por el apoyo brindado en este trabajo y todos esos consejos, la experiencia y atención, que fueron una parte muy significativa durante mi transcurso en el laboratorio. A los miembros del jurado: Dra. María Luisa Fanjúl Peña, Dra. Elsa Escamilla Chimal, M. en C. Maricela Vicencio Aguilar y al Dr. José Luis Villalobos Hiriart, por la atención y consejos brindados que contribuyeron a mejorar el presente escrito. Al Dr. René Rosiles y al laboratorio de Toxicología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM, que me permitió realizar los análisis de concentración de iones, y en especial, gracias por el apoyo y los consejos. Al Dr. René Cárdenas y al laboratorio de Biología Animal Experimental, por facilitarnos el uso de material y equipo requeridos para llevar a cabo este trabajo. Un agradecimiento muy especial a unas niñas muy especiales, Verónica Morales y Edith García del laboratorio de Acuacultura y Producción Acuática, por haberme apoyado en lo más pesado del desarrollo experimental y no desanimarse, en especial por esos días de respirometría, que aún más que compañeras se convirtieron en buenas amigas. Particularmente te doy muchas gracias Verito por estar siempre que fue necesario, por esos ánimos, esas risas que siempre hacen mejores los momentos de trabajo y sobre todos por esas ganas de hacer las cosas que, desde te conozco, te han caracterizado, sigue siempre así alegre y dedicada a tu trabajo, verás que todo ese esfuerzo es siempre bien recompensado. ~ ii ~ Dedicatorias A mi familia y a mis amigos A mi abuelita Matilde Carrasco, de no ser por ti, simplemente no sería la persona que ahora cumple esta meta, mis palabras nunca bastarán para expresar todo lo que te quiero, lo que te admiro y lo agradecida que estoy de ser tu nieta, todo esto te lo debo. ¡Te amo abuelita! A mi mamá Elena Cerquedo, todas las gracias que pueda darte no alcanzarán jamás, a tu cariño, trabajo y entrega para conmigo, sabes que eres una parte muy importante en mi vida y que todo esto es pieza de tu esfuerzo, y es para ti. ¡Te amo mamá! A mi mami Ana Cerquedo, te estoy infinitamente agradecida por todo tu cariño, confianza, dedicación y esfuerzo, por ese gran equipo que formamos, por toda la paciencia y los consejos que han sido tan importantes en mi vida y que gracias a todo eso he llegado a este momento, este logro es también tuyo. ¡Te amo mami! A Leticia Cerquedo, hermanita muchas gracias por todo tu afecto, por todo lo que me has cuidado y todo el tiempo que me has apoyado, por escucharme y por tus consejos, eres alguien verdaderamente especial en mi vida. A Lázaro Cerquedo, gracias hermano por estar cuando te he necesitado, muchas gracias por tus consejos, que de no ser por todo lo que me has apoyado siempre, mucho de esto no sería igual, que también ¡va por ti! A Francisco Cerquedo, sabes enano que si no fuera por estar ahí y apoyarme en muchos de los momentos más críticos, mucho de esto quizá no hubiese sucedido, gracias hermano. A mi tío Pablo Cerquedo, gracias por todo tu apoyo y estar ahí cuando lo he necesitado. A mis primos Alan, Sahara, Daniel, Diego, Fabricio y Midori, que éste sea un precedente y sepan que esforzándose lograran alcanzar todas las metas que se propongan. ¡Los quiero niñas y niños! Gracias a toda la familia Cerquedo Carrasco, por contar con su apoyo, que de un modo u otro han contribuido al cumplimiento de esta meta. Y por supuesto a Yuno, por recibirme alegre siempre que llego a casa y ser una gran compañera. ~ iii ~ A mi gran amigo y compañero de trabajo Óscar de Lázaro, gracias por estos años de paciencia, aprendizaje, buenos momentos y por formar un super equipo, sabes que, de no haber sido por tu apoyo gran parte de esto no habría sido, de verdad gracias por compartir este tiempo y que muchos de nuestros sueños no se queden en eso, creo vamos por buen camino, sigue así siempre con ese ánimo de trabajar, que el futuro te traerá cosas mejores. A mis amigos, y hermanos Eunice Molina, Luis López, Yair Castañeda, Mayra Sosa, Gustavo Gorgua, Jessica Mayen, Diana Quiroz y Delia Perales, por todos estos años de risas y felicidad, definitivamente sin ustedes la preparatoria y la universidad no hubiesen sido lo mismo, mil gracias por todo este tiempo compartido, que han sido de los mejores en mi vida. ¡Los quiero mucho! Especialmente a Eunice, Luis y Yair gracias por estar siempre conmigo en las buenas y en las malas, por apoyarme y escucharmecuando lo he necesitado, gracias por sus consejos y siempre buenos deseos, que éste sea un logro de tantos que aún faltan y que también vengan muchos por parte de ustedes, sigan siendo auténticos, esforzándose y riendo como siempre, verán que todo lo que sucede será para un bien mayor. ¡Los amo hermanitos! Al chico imperturbable David Rodríguez, gracias por llegar a mi vida en uno de los momentos más importantes, de verdad me has hecho muy feliz, gracias por tu apoyo y este tiempo que has compartido conmigo, por hacerme reír y olvidar un rato mis problemas, sobre todo gracias por ser quien eres, se siempre tú. ¡Te quiero muchísimo! ~ iv ~ El genio de la multitud Hay suficiente traición y odio, violencia. Necedad en el ser humano corriente como para abastecer cualquier ejercito o cualquier jornada. Y los mejores asesinos son aquellos que predican en su contra. Y los que mejor odian son aquellos que predican amor. Y los que mejor luchan en la guerra son -AL FINAL- aquellos que predican PAZ. Aquellos que hablan de Dios. Necesitan a Dios Aquellos que predican paz No tienen paz. Aquellos que predican amor No tienen amor. Cuidado con los predicadores cuidado con los que saben. Cuidado con Aquellos que Están siempre Leyendo Libros. Cuidado con aquellos que detestan la pobreza o están orgullosos de ella. Cuidado con aquellos de alabanza rápida pues necesitan que se les alabe a cambio. Cuidado con aquellos que censuran con rapidez: tienen miedo de lo que no conocen. Cuidado con aquellos que buscan constantes multitudes; no son nada solos. Cuidado con El hombre corriente Con la mujer corriente Cuidado con su amor. Su amor es corriente, busca lo corriente. Pero es un genio al odiar es lo suficientemente genial al odiar como para matarte, como para matar a cualquiera. ~ v ~ Al no querer la soledad al no entender la soledad intentarán destruir cualquier cosa que difiera de lo suyo. Al no ser capaces de crear arte no entenderán el arte. Considerarán su fracaso como creadores sólo como un fracaso del mundo. Al no ser capaces de amar plenamente creerán que tu amor es incompleto y entonces te odiarán. Y su odio será perfecto como un diamante resplandeciente como una navaja como una montaña como un tigre como cicuta Su mejor ARTE.- C. Bukouski ~ vi ~ EFECTO DE LA ABLACIÓN UNILATERAL DEL PEDÚNCULO OCULAR SOBRE EL CRECIMIENTO Y BIOENERGÉTICA DEL ACOCIL Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909). RESUMEN Se determinó el efecto de la ablación unilateral del pedúnculo ocular sobre el crecimiento, composición del tejido, regulación iónica y bioenergética del acocil Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909). Los organismos se recolectaron en la presa Caltzontzin, Uruapan, Michoacán. Fueron separados por sexo (♀/♂) y clases talla (CT1/CT2): cinco ♀ CT1 medianas ( 2.7 g ± 0.5 g) y cinco ♀ CT2 grandes ( 4.3 g ± 0.8 g). En el caso de los machos quedaron fraccionados en: seis ♂ CT1 medianos ( 5.8 g ± 0.7 g) y cuatro ♂ CT2 grandes ( 9.1 g ± 2.5 g). Se seleccionó de forma aleatoria a los acociles que se les realizó la ablación, cortando desde la base del pedúnculo ocular. Mientras el otro grupo de organismos íntegros, formaron el control, y se mantuvieron por 60 días en cámaras individuales, alimentados con “camaronina” y zanahoria, al 5% de su peso corporal. Respecto al crecimiento, se evaluó para ambos tratamientos el cambio en el peso húmedo total del organismo (∆PHTORG), así como el peso correspondiente a las fracciones del cefalotórax (PHCFT) y de la cola (PHCOLA), donde se encontraron diferencias significativas (p <0.03). Además se calcularon los modelos de las relaciones entre: PHCFT–PHTORG, PHCFT– PHCOLA y PHCOLA–PHTORG, altamente significativas (p <0.001). En cuanto a la composición de tejido: porcentaje de agua (%H2O), materia orgánica y cenizas (MO y Ce); nitrógeno total (NT) y proteína cruda; así como contenido calórico del tejido, no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos. El balance de energía para los grupos ablación/control fue: P = 45.2%♀–49.7%♂ / 37.2%♀– 50.7%♂, de la energía directa para producción, R = 49.2%♀– 46.4%♂ / 54.8%♀–45.3%♂, de energía invertida en respiración, F = 2.0%♀– 0.89%♂ / 0.1%♀– 2.3%♂, y U = 3.6%♀–2.9%♂ / 3.5%♀–2.8%♂, de energía perdida como heces y excreción de productos nitrogenados, respectivamente. Respecto a la energía asimilada (A): P + R, los animales con ablación presentaron: 85.4 ♀ y 97.2 ♂ cal/gPS x día -1 , mientras que los controles: 92 ♀ y 96 ♂ cal/gPS x día -1 . Se evaluó la concentración de iones en hemolinfa (mEq/l) de los siguientes elementos: Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ . Se encontró que para el caso del Na + Mg 2+ y los acociles con ablación presentan diferencias significativas (p <0.05). Entre los iones K + y Ca 2+ , no se encontraron diferencias significativas (p >0.05) entre tratamientos. El conocimiento generado en este estudio sienta las bases de futuras investigaciones sobre la biología de la especie, tendientes a formular propuestas de manejo, con miras a desarrollar posibles tecnologías de cultivo para su aprovechamiento comercial. Palabras clave: Procambarus (Mexicambarus) bouvieri, acocil, efecto de la ablación, crecimiento, aumento en peso, balance de energía. Contribución No. 153. (Tesis de Licenciatura). Laboratorio de Acuacultura y Producción Acuática. Departamento de Biología Comparada (DBC). Facultad de Ciencias, UNAM, (2013). ~ vii ~ CONTENIDO Página RESUMEN vi LISTA DE FIGURAS xi LISTA DE TABLAS xiii LISTA DE ABREVIATURAS xiv I. INTRODUCCIÓN 1 II. MARCO TEÓRICO 2 II.1 Aspectos biológicos y ecológicos. 2 II.2 Aspectos neuroendócrinos y fisiológicos. 7 III. ANTECEDENTES 12 IV. JUSTIFICACIÓN 17 V. HIPÓTESIS 17 VI. OBJETIVOS 18 VI.1 Objetivo general. 18 VII.2 Objetivos particulares. 18 ~ viii ~ VII. MATERIALESY MÉTODOS 19 VII.1 Trabajo de campo. 19 VII.1.1 Área de colecta. 19 VII.1.2 Colecta de los organismos. 20 VII.2 Trabajo de laboratorio. 21 VII.2.1 Aclimatación y selección de los organismos. 21 VII.2.2 Análisis de los parámetros físico-químicos 22 de la calidad del agua. VII.2.3 Ablación unilateral del pedúnculo ocular. 23 VII.2.4 Crecimiento. 24 VII.2.4.1 Cambio en Peso Húmedo Total (∆PHT), Peso Húmedo del Cefalotórax (PHCFT) y Peso Húmedo de la Cola (PC). 23 VII.2.5 Análisis del tejido. 24 VII.2.5.1 Contenido de agua en el tejido. 24 VII.2.5.2 Materia orgánica y cenizas. 25 VII.2.5.3 Nitrógeno total y proteína. 25 VII.2.5.4 Contenido calórico del tejido. 25 VII.2.6 Evaluación de los elementos de la ecuación general del balance de energía: (C = P + R + F + U). 26 VII.2.7 Análisis del medio interno: concentración de iones (Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ ) en hemolinfa. 28 VII.2.7.1 Extracción y determinación de iones en hemolinfa. 28 VII.2.8 Análisis estadístico. 29 ~ ix ~ VIII. RESULTADOS 30 VIII.1 Análisis de los parámetros físico-químicos de la calidad del agua. 30 VIII.2 Crecimiento. 30 VIII.2.1 Cambio en Peso Húmedo Total del Organismo (∆PHTORG), Peso Húmedo del Cefalotórax (PCFT) y Peso de la Cola (PC). 30 VIII.3 Análisis del tejido. 33 VIII.3.1 Contenido de agua en el tejido. 33 VIII.3.1.1 Análisis del contenido de agua en el tejido. 33 VIII.3.2 Materia orgánica y cenizas. 34 VIII.3.2.1 Análisis de la materia orgánica y cenizas. 35 VIII.3.3 Nitrógeno total y proteína cruda. 35 VIII.3.3.1 Análisis del, nitrógeno total y proteína cruda. 35 VIII.3.4 Contenido calórico del tejido. 37 VIII.3.4.1 Análisis del contenido calórico del tejido. 38 VIII.4 Evaluación de los elementos de la ecuación general del balance de energía: (C = P + R + F + U). 38 VIII.4.1 Integración del balance de energía (C = P + R + F + U). 42 VIII.5 Análisis del medio interno: concentración de iones (Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ ) en hemolinfa. 43 VIII.6 Análisis discriminante. 45 ~ x ~ IX. DISCUSIÓN 47 IX.1 Análisis de los parámetros físico-químicos de la calidad del agua. 47 IX.2 Crecimiento. 47 IX.2.1 Cambio en el Peso Húmedo Total del Organismo (∆PHTORG), Peso Húmedo del Cefalotórax (PHCFT) y Peso Húmedo de la Cola (PHC). 47 IX.3 Análisis del tejido. 49 IX.2 Evaluación de los elementos de la ecuación general del balance de energía: (C = P + R + F + U). 50 IX.3 Análisis del medio interno: concentración de iones (Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ ) en hemolinfa. 54 X. CONCLUSIONES 56 XI. LITERATURA CITADA 57 XII. ANEXOS 69 XII.I Cuadro I 69 ~ xi ~ LISTA DE FIGURAS Figura Página 1 Morfología general de un acocil. 3 2 A. Morfología general de Procambarus (Mexicambarus) bouvieri. B. Caracteres diagnósticos. 7 3 A. Ubicación de las principales estructuras endócrinas y neuroendócrinas en crustáceos. B. Ampliación de las estructuras que forman la glándula sinusal. 9 4 Localización de la presa Caltzontzin, Uruapan, Michoacán. 19 5 Área de muestreo en la presa Caltzontzin. 21 6 Proceso de la ablación unilateral del pedúnculo ocular en Procambarus (Mexicambarus) bouvieri. 23 7 Comparación de promedios del: PHT, PHCFT y PHCOLA. 31 8 Relación entre: PHCFT–PHTORG, PHCFT–PHCOLA y PHCOLA– PHTORG.32 9 Medias del % de agua en tejido. 34 10 Medias del % de Materia Orgánica (MO) en tejido. 35 11 Medias del % de Cenizas (Ce) en tejido. 35 12 Medias del contenido de NT en tejido (mg/L). 36 13 Medias del % de proteína cruda en tejido. 37 ~ xii ~ 14 Medias contenido energético en tejido (cal/g). 38 15 Contenido de energía promedio en heces (cal/gPS). 39 16 QO2 (mgO2/gPS/h -1 ) promedio. 40 17 Relaciones entre: QO2-PS y PS-PH. 41 18 Balance de energía en P. (M) bouvieri (%cal/gPS/día -1 ). 43 19 Concentración de iones (mEq/l): Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ en hemolinfa. 44 20 Análisis discriminante de las variables canónicas en machos/hembras, ablación/control. 46 ~ xiii ~ LISTA DE TABLAS Tabla Página 1 Parámetros físico–químicos de la calidad del agua. 30 2 Porcentaje del contenido de agua en tejido. 33 3 Porcentaje del contenido de MO y Ce en tejido. 34 4 Porcentaje del contenido de NT y Proteína cruda en tejido. 36 5 Contenido calórico del tejido (cal/g). 37 6 Elementos de la ecuación del balance de energía (cal/gPS/día-1). 42 7 Promedios por tratamiento y sexo de las variables usadas en el análisis discriminante. 45 8 Factores excluyentes del análisis discriminante, valores de F y P. 46 ~ xiv ~ LISTA DE ABREVIATURAS Abreviatura Significado ∆PHTORG Cambio en peso húmedo total del organismo. Ce Cenizas. CE Contenido energético. CHH Hormona hiperglucémica de crustáceos. CT Clase talla. CT1 Clase talla mediana. CT2 Clase talla grande. GIH Hormona inhibidora de la gónada. MIH Hormona inhibidora de la muda. Mo Materia orgánica. MPH Hormona promotora de la muda. NT Nitrógeno total. PH Peso húmedo. PHCFT Peso húmedo del cefalotórax. PHCOLA Peso húmedo de la cola. PHTORG Peso húmedo total del organismo. PO Pedúnculo ocular. PS Peso seco. VIH Hormona inhibidora de la vitelogénesis. [1] I. INTRODUCCIÓN Uno de los mayores problemas que presentan los hábitats dulceacuícolas a nivel mundial es la diminución o extinción acelerada de su flora y fauna debido a la fuerte presión de las actividades humanas. Éste tipo de ambientes es especialmente vulnerable, ya que albergan recursos bióticos sumamente importantes, además de ser uno de los hábitat con mayores niveles de productividad primaria; así la mayor parte de estos sistemas sostienen en forma considerable a la economía internacional, al representar una fuente crucial de servicios ambientales. Por lo que es necesario brindarle mayor atención a los cuerpos de agua y a las especies que en ellos se encuentran, para generar alternativas que den sustentabilidad a los mismos. Dentro de este conflicto, las poblaciones naturales de muchas especies de crustáceos han sido significativamente reducidas en abundancia, o llevadas a la extinción por la alteración de su hábitat, debido a la contaminación química, perturbaciones antropogénicas, o sobreexplotadas por pesquerías locales (Gutiérrez-Yurrita y Latournerié, 1999). Por otra parte la introducción de especies exóticas, como las provenientes de Australia, resulta en una competencia por recursos e indirectamente alteran la producción total del ecosistema (Momot, 1995; Gutiérrez-Yurrita, et al., 1997). En especial, los crustáceos decápodos representan un grupo diverso que incluye a los camarones, langostas, cangrejos marinos y de río, que tienen gran potencial en la acuicultura y representan un considerable sostén económico a través de las pesquerías (Khazraeenia y Khazraiinia, 2009). Los cangrejos de río se han logrado distribuir en todos los continentes, en cuerpos de agua dulce lóticos, lénticos e hipogeos, por lo que son considerados organismos cosmopolitas. Viven tanto en climas templados como subtropicales, siendo los miembros más importantes, grandes y longevos de las comunidades bentónicas dulceacuícolas (Clifford y Brick 1979). Así han logrado invadir exitosamente una gran diversidad de hábitats, ya que son resistentes a los cambios de humedad y temperatura, presentando importantes adaptaciones que les [2] permiten subsistir aun cuando se encuentren secos los cuerpos de agua (Rodríguez– Serna, 1991), de modo que desempeñan un papel trascendental en los proceso de transformación y flujo de energía, así como en los ciclos de materia orgánica de los ecosistemas dulceacuícolas (Hobbs, 1991). Debido a la importancia ecológica y económica de éstos, se han conducido diversas investigaciones, tendientes a profundizar en el conocimiento de su biología como requerimiento básico para su aprovechamiento (Rodríguez–Serna, 1999). Así, el cultivo de crustáceos ha tenido éxito en varias partes de nuestro país y su consumo es aceptado por los pobladores, por lo que constituye una alternativa que ayuda a mejorar su nutrición, sobre todo en zonas rurales. Teniendo en cuenta que la acuicultura aporta casi el 50% de productos pesqueros destinados a la alimentación, representa una alternativa real para ampliar la oferta alimentaria, favoreciendo la creación de fuentes permanentes de empleo, estimulando como consecuencia el desarrollo económico regional (Rendón, 1993; Montero, 2005; Aguilar–Román, 2011). No obstante para fortalecer y consolidar esta actividad, se requiere de promover la diversificación y tecnificación de la misma, orientándola a incrementar su eficiencia productiva; reducir los posibles impactos ambientales; ampliar las líneas de producción e incrementar la rentabilidad económica y social. Con el objetivo de lograrlo, es necesario llevar a cabo investigaciones que permitan manejar o modificar diferentes factores nutricionales, ambientales y/o genéticos sobre loscultivos de interés (Montero, 2005). II. MARCO TEÓRICO II.1 Aspectos biológicos y ecológicos. Los cambáridos son conocidos en nuestro país como acociles (náhuatl), mazan, makaxil (maya), chapos o cangrejos de río según la región que se trate. En la época prehispánica, los acociles eran bien conocidos y consumidos regularmente por los aztecas y otros grupos asentados en la cuenca de México. Esta tradición aún continúa y en los poblados cercanos al Distrito Federal, Michoacán e Hidalgo es común observar la venta de estos crustáceos (Villalobos–Hiriart, et al., 1993). [3] La morfología general es parecida a la de una langosta pequeña, e igualmente, su cuerpo está dividido en tres tagmas o secciones principales: la cabeza o cefalón, el tórax (cefalotórax) y el abdomen, que incluye a la cola (fig. 1). El cuerpo del acocil está dividido en 19 segmentos, también llamados somitas, los cuales son más visibles en la parte caudal, mientras que los 19 pares de apéndices están adheridos a las somitas y se arreglan funcionalmente (Arrignon y Ackefors, 2012). Figura 1. Morfología general de un acocil (Modificado de Hobbs, 1991). Hábitos. Son organismos que ocupan todo tipo de hábitats acuáticos, tanto en cuerpos de agua temporales como permanentes. Todos los acociles excavan madrigueras cortas, las cuales son simples tubos a los que asocian fragmentos de rocas. Pueden vivir hasta cinco metros de profundidad, aunque es más frecuente encontrarlos entre los 0.3 y 2.5 m en lugares ricos en calcio, roca, grava y en aguas turbias de corrientes bajas (Hobbs, 1981; Huner y Barr, 1991; Castañón, et al., 1996). Los acociles son de hábitos nocturnos, omnívoros y depredadores ocasionales, donde el canibalismo es común. Como muchos organismos, se alimentan principalmente de detritus enriquecido con microorganismos degradadores, donde los fragmentos de hojas son predominantes, así como raíces y micro algas, por lo que sus hábitos alimenticios se definen como politróficos. Así, pueden modificar las cadenas [4] tróficas al cambiar su tipo de alimentación, ser depredadores o presas de diversos organismos de acuerdo a las diferentes etapas de su desarrollo, y es ahí donde radica su gran importancia ecológica (Pennack, 1978; Huner, 1981; Mc Harney, 1984; Nyström, et al., 1996; Dorn y Wojdak, 2004; Cortés, 2010). Reproducción. Los acociles presentan un marcado dimorfismo sexual y un ciclo de vida directo sin fases larvales. En los machos, los dos primeros pares de apéndices abdominales están modificados para transferir el esperma al receptáculo seminal de la hembra, y en la mayoría de los casos, el macho presenta un mayor tamaño de las quelas y la transformación y esclerotización del primer y segundo par de pleópodos, lo que facilita el sexado de los animales (Avault y Huner, 1985). La fertilización es externa y no siempre es inmediata, ya que las hembras pueden almacenar el esperma por más de seis meses; los huevos una vez fertilizados se adhieren a los pleópodos de la hembra, la cual se encarga de incubarlos durante dos o tres semanas. Una vez que desova, permanece refugiada en túneles con vegetación, debajo de piedras o cualquier otro sustrato que sirva de refugio. La fecundidad depende de la especie y el tamaño de la hembra. La mayoría de los acociles se reproducen una vez al año, al final de la primavera, alcanzando la madurez sexual en menos de seis meses (Avault y Huner, 1985). Distribución natural y clasificación taxonómica. Dentro del orden Decápoda, se reconocen tres familias de acociles: Astacidae, Cambaridae y Parastacidae (Hobbs, et al., 1989). La familia Cambaridae es la más diversa de las tres con doce géneros (Hunner, 1981), teniendo una amplia distribución latitudinal (Villalobos, 1983). De acuerdo con Villalobos–Hiriart y colaboradores (1993), se han registrado 132 especies de decápodos en nuestro país, que pueden separarse en dos grandes componentes zoogeográficos, las formas provenientes de la región neártica y neotropical. [5] La familia Cambaridae incluye al género Procambarus, el cual es el más ampliamente distribuido en Norte América, y el norte de América Central y Cuba (Hobbs, 1991). La especie Procambarus bouvieri (Ortmann, 1909), es endémica de la Meseta Central – Occidental Mexicana (Villalobos, 1955). En la zona sur de la meseta Purépecha, en Michoacán, se conoce comúnmente como “chapo” (Rendón, 1993; Rojas, 1998). Conforme a Villalobos (1946), la especie fue descrita en el año de 1909 por Ortmann como Cambarus (Cambarus) bouvieri, sin embargo después de varias consideraciones, en 1942 Hobbs propone que el género Cambarus de Ortmann quede en uno sólo como Procambarus, y en el año 1972, éste mismo plantea que hay un subgénero Mexicambarus; así la especie queda definida como Procambarus (Mexicambarus) bouvieri. De modo que la posición taxonómica es la siguiente: Reino Animalia Phylum Arthropoda Clase Malacostraca Orden Decapoda Familia Cambaridae Género Procambarus (Ortmann, 1905) Subgénero Mexicambarus (Hobbs, 1972) Nombre Científico Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909) Diagnosis. Se describen, de acuerdo a Villalobos (1955), como cambáridos de talla mediana ( = 7 a 85 mm); rostro de la forma sexualmente madura del macho (forma I = fma. I) y de la hembra cóncavo y sin espinas laterales; areola estrecha; sin espinas laterales en el caparazón; quelas aplanadas; ganchos en los isquiópodos del tercer par pereiópodos (fig. 2A). [6] Machos fma I. Presentan el primer par de pleópodos largos y medianamente robustos, con una espina y una placa cóncava en forma de “casco de caballo” (fig. 2B, 6 y 7 b); placa arrollada en espiral al borde externo de la placa cóncava; no existe hombro claramente formado. En adultos el caparazón se presenta gruesamente granulado en las regiones branquial y hepática, mientras que las regiones cardíaca y gástrica ostentan puntuaciones grandes y abundantes. El primer par de pereiópodos están armados con pinzas fuertes y en general la quela es aplanada (fig. 2B, 2), presentando la arista interna armada de tubérculos triangulares; por el contrario la arista externa posee tubérculos en forma de escamas y más numerosos quelas de la interna (fig. 2B, 4). La superficie del rostro es francamente acanalada y las puntuaciones de la porción cefálica dorsal, invaden el tercio posterior de la superficie del rostro; el resto de ella es liso (Fig. 2B, 3). La escama antenal tiene forma alargada; la espina antenal es robusta y poco puntiaguda (fig. 2B, 12). Los órganos copuladores (primer par de pleópodos), son rectos y poco robustos; sus partes apicales tocan la región posterior de los coxopodios del segundo par de pereiópodos, encontrándose ambas ramas del apéndice estrechamente unidas (fig. 2B, 8, 9, 10). El abdomen presenta la superficie de los segmentos ligeramente punteada; el epistoma es de contorno heptagonal, con bordes que presentan escotaduras y lo hacen asimétrico; su superficie está provista de cerdas pequeñas (fig. 2B, 5). Hembras. Ejemplares de talla poco menor que los machos (menos robustas); caparazón densamente granulado en las porciones laterales, quela acorazonada, con dientes en el borde interno y en menor cantidad que en machos (fig. 2B, 1). El annulus ventralis es asimétrico formado por dos piezas en forma de U (semicircular), que se unen por sus extremos libres y en el centro el receptáculo seminal presenta una fosa (fig. 2B, 11). [7] Figura 2. A) Morfología general de Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909). B) Caracteres diagnósticos. 1, Quela de la hembra; 2, quela del macho fma. I; 3, vista dorsal del caparazón; 4, tubérculos subescuamiformes del caparazón; 5, epístoma del macho fma. I; 6 y 7, distintasvistas de la porción apical de uno de los primeros pares de pleópodos del macho fma. I. a, proceso mesial; b, proceso cefálico; c, proyección central; f, proceso centrocefálico; e, proceso centrocaudal; d, proceso caudal; 8, vista caudal del primer par de pleópodos del macho fma. I; 9 y 10, vistas mesial y lateral del primer par de pleópodos; 11, annulus ventralis; 12, escama antenal del macho fma. I. (Modificado de Villalobos, 1955). II.2 Aspectos neuroendócrinos y fisiológicos Complejo órgano–X–glándula sinusal. Uno de los centros de mayor actividad neuroendócrina en crustáceos decápodos es la glándula sinusal, localizada en el pedúnculo ocular (PO) (fig. 3 A), por lo que se le ha llamado “Sistema del Pedúnculo ocular”, mejor conocido como el “Complejo órgano– [8] X–glándula sinusal” (Kamemoto, 1976). En el complejo que forma a la glándula sinusal, se sintetizan, almacenan y liberan a las hormonas, como la inhibidora de la gónada (GIH), y la hormona inhibidora de la muda (MIH) hacia la hemolinfa, por lo que la remoción del pedúnculo ocular (ablación) conduce a un incremento en la tasa del desarrollo gonadal, mudas precoces y mayor crecimiento (Laufer, et al., 1993; Chang, 1992). Aumenta la secreción de la hormona promotora de la muda (MPH), que se encuentra en otro órgano conocido como “órgano–Y” localizado en los segmentos maxilares de todos los crustáceos (Skinner, 1985; Van Herp y Soyes, 1997). El principal ganglio del pedúnculo ocular en crustáceos, incluye a la lámina ganglionaris, y a las médulas externa, interna y terminalis (fig. 3 B). El órgano X, en la médula terminalis, está compuesto de los somas de células neurosecretoras, denominadas así ya que retienen características de neuronas, y generan productos de excreción que modulan numerosos procesos fisiológicos. Estos productos se liberan en las ternimales axónicas de estas células, las cuales forman la glándula sinusal (Skinner, 1985). Es conocido que la ablación del PO es uno de los factores más importantes que promueven el crecimiento (Brito y Díaz, 1987) y que esta estimulación es dependiente de la interacción de los factores ambientales, así como la edad y el estadío de muda del animal (Bliss y Boyer, 1964; Laubier-Bonichon y Laubier, 1976; Emmerson, 1980; 1983). Sin embargo provoca un desequilibrio hormonal y tiene efectos diversos en procesos, como en el metabolismo de carbohidratos y lípidos, altera la alimentación y conducta de los animales (Scudamore, 1947; Chang y O’ Connor, 1983; Choy, 1987; Chang, 1992). [9] Figura 3. A) Ubicación de las principales estructuras endócrinas y neuroendócrinas en crustáceos. B) Ampliación de las estructuras que forman el complejo órgano–X–glándula sinusal: terminales axónicas de la glándula sinusal (SG). Células de la médula terminalis, órgano–X (MTGXO). Lámina ganglionaris (LG); médula externa (ME); médula interna (MI); médula terminalis (MT). (Modificado de Laufer y Homola, 1992; Jaros, 1978). Metabolismo y el balance de energía. El metabolismo se ve esencialmente regulado por la actividad de las hormonas neurosecretoras del complejo órgano–X–glándula sinusal, que al ser removido trastorna la producción de la hormona hiperglucémica de crustáceos (CHH) involucrada en la regulación metabólica, la cual baja su producción, causando un efecto hipoglucémico, que va acompañado con la producción de ecdiesteroides que incrementa antes de la muda o ecdisis (Chang y O’Connor, 1983). Estudiar los posibles efectos de la remoción del sistema del PO desde el punto de vista energético, permite evaluar la eficiencia metabólica de la especie y la transformación de la energía, de modo que se puede conocer como sucede la distribución de energía en varios procesos metabólicos, por medio de analizar el balance [10] entre el gasto y la ganancia de energía contenida en los componentes del alimento y la capacidad de usarlos como combustible, sustancias de reserva, en formación de tejido o producción de gametos (Lucas, 1996). La distribución de energía para el metabolismo y el crecimiento de los organismos se describe, termodinámicamente, mediante la ecuación general del balance de energía propuesta por Grodzinski (1975): C = P + R + F + U Donde (C) es la energía ingerida a través del alimento consumido. (P) es la fracción de la energía que corresponde al campo de crecimiento en los organismos juveniles o producción de gametos en los adultos. (R) es la porción de energía que se canaliza en los procesos de respiración y la locomoción entre otros. (F) es la parte de la energía ingerida que se pierde como heces y (U) es la parte de la energía asimilada, que se excreta como productos nitrogenados. Los componentes de la ecuación como (R) y (U) son estimados a través de la determinación del consumo de oxígeno (QO2) y la excreción nitrogenada (QNH4). Este modelo indica las rutas principales que la energía contenida en el alimento sigue a través del organismo, así como las vías de distribución de ésta. Cada uno de los pasos con sus valores apropiados, pueden verse modificados positiva o negativamente, debido a la influencia de factores tanto bióticos como abióticos, como son el sexo y la talla del organismo, estado del ciclo de muda, la temperatura, la época del año, el fotoperiodo, la calidad del alimento, entre otros; éstos cambios se verán reflejados directamente en el desempeño del organismo (Talbot, 1985). Regulación osmótica y iónica. En los organismos acuáticos, la capacidad de osmorregulación se puede definir como la diferencia existente en el gradiente osmótico entre la hemolinfa y el medio externo (Charmantier et al., 1988).En el agua dulce todos los crustáceos son hiperosmóticos [11] respecto a su ambiente, es decir, que la osmolaridad del agua dulce es inferior a la mantenida en el medio interno del animal. Los principales problemas que enfrentan son, el control del volumen de la hemolinfa, la prevención de pérdida de sales, y la captación compensatoria de sal del medio. Por ello la permeabilidad es suficientemente alta y mantienen una concentración relativamente mayor en la hemolinfa, produciendo grandes cantidades de orina diluida para minimizar la pérdida de sales. Los movimientos de agua y sal son minimizados por la reducción en el área y permeabilidad en las superficies de intercambio, como son las branquias (Mantel y Farmer, 1983). Ningún animal puede mantener una completa permeabilidad, sin embargo, en el epitelio se permite el intercambio de gases, la eliminación de desechos y captación de nutrientes; la permeabilidad puede disminuir pero no eliminar los gastos energéticos por el transporte activo compensatorio. De modo que la composición iónica de la hemolinfa difiere del medio, usualmente hay un exceso de Na + , una mayor concentración de K + y un déficit de Cl - en la hemolinfa, comparado con el medio; la regulación de los iones divalentes como el Ca 2+ y Mg 2+ es más compleja, parte de ellos entrelazan proteínas u otros iones (Mantel y Farmer, 1983). Los mecanismos de regulación iónica y osmótica, se encuentran aparentemente bajo el control neuroendócrino, la remoción del complejo órgano–X–glándula sinusal tiene un considerable efecto en la osmorregulación y ha sido demostrado de diversas maneras: (1) un incremento en tamaño y peso (contenido de agua) y muda, (2) cambios en la osmolaridad de la hemolinfa y la concentración de iones de cloro (incremento o disminución dependiendo del medio ambiente), (3) incremento en el flujo de orina, (4) disminución en la permeabilidad del agua en el estómago, (5) incremento en la irrigación de agua a través del intestino y (6) incremento en los aminoácidos libres intracelulares. Estos cambios se deben presumiblemente a la liberaciónde las hormonas neuroendócrinas de la glándula sinusal (Kamemoto, 1976). Existen fases del crecimiento, en las cuales, la ablación puede ser causante de alta mortalidad, sin embargo en las más avanzadas la sobrevivencia es mayor (García y Rivera, 1989). De tal modo que en el proceso de la ablación, la alimentación juega un [12] papel importante al ser una de las fuentes principales para llevar a cabo la mineralización (Travis y Frieberg, 1963; Travis, 1965; Adiyodi, 1960; Lipcius y Hernkind, 1983; Sarda y Cros, 1984; Greenaway,1982, 1985; Harpaz, et al., 1987), que con una actividad osmótica que va en aumento, establece gradientes osmóticos locales para soportar el influjo de agua y permitir el transporte de iones (Kulkarni, 1983; Dehn, et al., 1985; Towle y Mangum, 1985; Meyran y Graf, 1986). Generar conocimientos que permitan controlar la técnica de ablación, cobra un mayor interés al pretender maximizar el crecimiento de los organismos, acelerar la muda y la maduración de gónadas en hembras. Por tanto la aplicación de métodos fiables que actúen como inductores o desencadenadores del desarrollo delos organismos, se hace atractivo a nivel de cultivos ya que elevaría los beneficios en aspectos productivos y económicos (García y Rivera 1989). I. ANTECEDENTES Particularmente en Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909), se han realizado estudios enfocados en el aislamiento, purificación, caracterización y estructura bioquímica de las hormonas de la glándula sinusal, como la hormona hiperglucemiante de crustáceos (CHH) y la hormona inhibidora de la vitelogénesis (VIH). En la primera, se designaron dos isoformas de la hormona, B y C, se determinó su masa molecular, así como la secuencia de aminoácidos (8300–8400 Da, 72 aa, seis cisteínas que forman tres puentes disulfuro, y la falta de histidina, metionina y triptófano). Además se caracterizaron los péptidos CHH I y II, de la neurohormona, donde la primera se encuentra en mayor cantidad y se encontró que tienen actividad hiperglucémica tanto en animales con ablación, como en intactos. Para la VIH se determinó el peso molecular (8388 Da), así como la composición de aminoácidos (72–74 aa), con los mismos faltantes que en la CHH (Huberman y Aguilar, 1986, 1988, 1989; Hubermann et al., 1993, 1995; Aguilar et al., 1992, 1995, 1996). Otros estudios en esta especie, se han enfocado a describir las características de los ritmos circadianos en respuestas motoras y de células retinulares (electroretinograma, [13] ERG), donde se observó que a una temperatura y luz constante, los fotorreceptores muestran un ritmo circadiano en respuesta a la luz, así como una independencia de éstos hacia la temperatura, no obstante se mostró una relación constante de la actividad motora y ERG (Fuentes e Inclán, 1981). También se han estudiado las respuestas a pulsos monocromáticos de luz en ERG, las cuales son predominantes hacia la luz verde y azul que avanzan hacia la fase de transferencia, mientras que la luz roja se retrasa (Inclán, 1991). Estudios adicionales, se enfocan a los efectos de diversas pulsaciones de luz, o a la modificación de los ritmos del óxido de deuterio, tanto en el animal íntegro como en porciones aisladas del ganglio cerebral o PO, en los cuales se afecta el ritmo, disminuyéndolo, o bien, se da una respuesta de acoplamiento del ERG, denotando las adaptaciones del sistema ocular de éstos organismos en diferentes niveles (Baltazar y Abasta 1977; Baltazar, 1978; Fuentes y Moreno, 1988). Respecto a la ecología y bioenergética de Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909), se ha caracterizado el hábitat, en las presa Caltzontzin y el bordo Cuitzitan, en Uruapan, Michoacán. Así como los requerimientos energéticos de la especie, los cuales han abarcado desde factores como la estacionalidad, así como condiciones de laboratorio. Se encontró que las demandas energéticas de la especie están relacionadas con la estacionalidad en el bordo Cuitzitan, y en temporada de estiaje presentan una desaceleración de su metabolismo para enfrentar la escasez de alimento, así como un incremento del mismo cuando las condiciones son más favorables como lo es en la época de lluvias, que además coincide con el periodo reproductivo del acocil. Así mismo estas temporadas están relacionadas con la exposición a la luz, por lo que, se ha encontrado que el organismo es metabólicamente más activo en la fase de luz, durante la época de lluvias (Amaya et. al., 1999). En cuanto al estado de las poblaciones silvestres, se ha descrito su dinámica en la presa Caltzontzin (Rodríguez–Virgen, 2003; De Lázaro, 2013), en los cuales se han medido la proporción de sexos, composición de edades: crías, juveniles, adultos, o el tamaño donde alcanzan la madurez sexual. También se ha relacionado ésta con la estacionalidad. Se ha encontrado que en temporadas contrastantes (estiaje–lluvias), las hembras se encuentran en mayor proporción a los machos (2:1) en el periodo de lluvias y esta relación se invierte durante la estación seca; en cuanto a la composición por tallas, ésta tiende a ser más [14] heterogénea, puesto que se encuentran todas las cohortes de individuos y por lo tanto éstas se traslapan, durante la mayor parte del año, resultados que se aproximan a los encontrados en Cuitzitan (Gutierrez–Yurrita y Latournerie, 1999), en el que se describe a la especie, con un tipo de “selección–r”, a la vez que se especificó su crecimiento, como alométrico (i.e. crece más en longitud, que en peso). De modo que estas investigaciones han contribuido a entender las respuestas de la especie hacia su ambiente y la adaptabilidad de la misma. Estudios relacionados con la descripción de efectos adversos de la ablación del PO y aparentes beneficios enfocados a un sistema comercial, como es el caso de la maduración precoz de las gónadas y el crecimiento, se han orientado a diversas especies de crustáceos decápodos, no obstante la información sobre éste tema es muy escaso, o prácticamente nulo en Procambarus (Mexicambarus) bouvieri. En trabajos con Homarus americanus (H. Milne Edwards, 1837) y Panulirus argus (Latrielle, 1804), la ablación del PO no resultó en una aceleración del ciclo de muda (Travis, 1962; Sochasky et al., 1973). Por otra parte no se observó un aumento en el crecimiento de Paralithodes camtschatica (Tilesius) y Rhithropanopeus harrisii (Gould, 1841), (Costlow, 1966; Molyneaux y Shirley, 1988). En contraste Castell y colaboradores (1976), reportan que la ablación puede aumentar la tasa de crecimiento en H. americanus (H. Milne Edwards, 1837). Koshio y colaboradores (1992), han demostrado que el crecimiento del langostino de agua dulce Macrobachium rosenbergii (De Man, 1897), puede ser acelerado por la ablación unilateral. También Fan–Hua y colaboradores (1993), encontraron que la ablación unilateral del pedúnculo ocular puede acelerar el crecimiento, visto como el aumento de peso húmedo en Penaeus monodon (Fabricius, 1798). Resultados afines se reportaron en Penaeus canaliculatus (Bate, 1888), que obtuvo un mayor crecimiento y un aumento en la frecuencia de muda (Choy, 1987). Pérez y colaboradores (1995), encontraron resultados similares en el aumento en peso luego de la ablación, además observaron que la energía en juveniles del langostinos M. rosenbergii, es canalizada hacia el crecimiento incrementado del 5.39 al [15] 17.26% de su peso corporal. Esto también se reportó en Macrobachium lanchesteri (De Man, 1911). Sin embargo, no se encontró una marcada diferencia en el consumo de alimento, la producción de heces, la pérdida de energía por muda, ni en la asimilación o metabolización del alimento, aunque hubo un incremento considerable en la energía convertida hacia la generación de tejido (Ponnuchamy,et al., 1981). Por otro lado en Penaeus notialis (Pérez-Farfante, 1967), se describió que existe un efecto del sexo en la ablación y en hembras es mayor la tasa respiratoria, respecto a los organismos intactos, mientras que en machos sin PO se registró un incremento en el nivel metabólico y en energía fisiológica usada. También causó un aumento en la ingesta de alimento, energía asimilada y en la energía canalizada al crecimiento en ambos sexos, sugiriendo que la ablación no provoca una eficiencia en el proceso de maduración (Rosas, et al., 1993). Dentro los efectos post–ablación sobre la existencia de osmorregulación neuroendócrina en el organismo, se tiene el trabajo realizado por Scudamore (1947), que estudió los cambios fisiológicos que acompañan a la muda en el acocil Cambarus immunis (Hagen, 1901), donde notó que la remoción del pedúnculo ocular (PO) o glándula sinusal resultó en el incremento del peso corporal del animal y que particularmente se incrementa el contenido de agua en el tejido. Resultados similares (Carlise, 1955), muestran un incremento en peso después de la remoción del PO en el cangrejo Carcinus maenas (Linnaeus, 1758), y en Gecarcinus lateralis (Fremville, 1835), se mostró, que al encontrarse oclusados los nefroporos se previene la eliminación de orina y se refleja en un gran incremento en el peso de los animales, comparado con los nefroporos de los animales normales (Bliss et al., 1966), hecho que también encontraron Kato y Kamemoto (1969), en otras especies como Eriocheir sinensis (H. Milne Edwards, 1853) y Metopograpsus messor (Farsskal, 1775). La importancia del sistema ganglionar del PO en la regulación del agua y movimiento de iones ha sido demostrada, en especies como Uca puligator (Bosc, 1802), en la que al remover el PO se produjo una baja de Na + en hemolinfa (Heit y Fingerman, 1975), debido a un disipado flujo de Na + , que resultó en un incremento de la permeabilidad del ión (Davis y Hagardorn, 1982). En acociles, las neurohormonas previenen la reducción de Cl - en la hemolinfa, como lo observaron, Kamemoto y Ono (1969), y aparentemente, mediante la reducción de la entrada de agua a través de las [16] branquias, se redujo la pérdida neta de iones por la estimulación de mecanismos de transporte (Ehrenfeld y Isaia, 1974). Charmantier et al. (1984) y Charmantier–Daures et al. (1988), reportaron que hay regulación neurohormonal del PO, en las concentraciones de Na + y Cl - en la hemolinfa de Homarus americanus. Ésta capacidad osmorreguladora de los crustáceos ha sido probada luego de la ablación del PO, exponiéndolos a distintas concentraciones osmóticas, como en Metopograpsus messor, donde se observó un incremento en el flujo de agua después de la ligación del PO, y ser expuesto a un medio hiposmótico (Kato y Kamemoto; 1969). En otro estudio con Macrobachium olfersii (Wiegman, 1836), se observó el efecto de la remoción del PO y el tiempo de exposición en un medio hiperosmótico, sobre la concentración de Na + , la cual fue de un 15 al 30% menor que en organismos intactos (Mc Namara, et al., 1990). Todas estas investigaciones muestran que los efectos de la remoción del PO son muy variados y en ocasiones contradictorios. Muchos de estos resultados son reflejo de la acción de múltiples hormonas que regulan el metabolismo, el crecimiento, la maduración, balance de sal y agua, entre otros procesos, por lo que refleja las diferentes adaptaciones neuroendócrinas de animales que viven en variados ambientes. Cabe mencionar que la fisiología, la estacionalidad y los ciclos diurnos de los animales pueden contribuir a las variaciones en los resultados (Kamemoto, 1976). [17] II. JUSTIFICACION Los estudios sobre los efectos de la ablación peduncular en cambáridos son escasos y aún más en especies de Procambarus, así en esta especie Procambarus (Mexicambarus) bouvieri, no hay registros de estudios que involucren sus efectos en el crecimiento, en las demandas bioenergéticas, u otros procesos fisiológicos. De modo que, en esta investigación se plantea el uso de la técnica de ablación unilateral del pedúnculo ocular para comprobar si existe un mayor crecimiento y determinar algunas de las posibles consecuencias en la fisiología del organismo. Considerando que este estudio ayudará en la generación de conocimiento para el manejo integral de la especie y en el futuro desarrollar la tecnología de su cultivo, que permita su reintroducción en su hábitat natural o bien con fines comerciales puesto que Procambarus (M.) bouvieri (Ortmann, 1909), tiene un gran potencial como alimento de excelente calidad. III. HIPÓTESIS El complejo órgano–X–glándula sinusal, encontrado en el pedúnculo ocular, es un centro productor de neurohormonas, y todo este conjunto está involucrado en la regulación de diversos procesos fisiológicos como el desarrollo gonadal, aumento en peso (debido al incremento de agua en los tejidos), mayor actividad metabólica, cambio en las concentraciones iónicas del medio interno, entre otros. Por ende, la remoción del complejo órgano–X–glándula sinusal, afectará el equilibrio hormonal del organismo. Tales cambios se verán reflejados en las respuestas funcionales del animal y, a la vez, sus demandas energéticas serán diferentes a las de un organismo intacto, ya que se enfrenta a regular aquellos cambios fisiológicos. Por lo tanto, esto indicará que hubo un efecto modulador sobre el desempeño de los acociles, por la ausencia de éstas neurohormonas. [18] IV. OBJETIVOS IV.1 Objetivo general Evaluar los efectos de la ablación unilateral del pedúnculo ocular sobre el crecimiento, los requerimientos de energía, regulación iónica y algunos índices fisiológicos en el acocil Procambarus (Mexicambarus) bouvieri (Ortmann, 1909), de la presa Caltzontzin, Uruapan, Michoacán. IV.2 Objetivos particulares Comprobar los efectos de la ablación unilateral en el crecimiento, medido como el aumento en peso. Establecer las demandas bioenergéticas de la especie sometida a la ablación en comparación con los ejemplares íntegros, por medio de la ecuación general del balance energético: C=P+R+F+U (Grodzinski, 1975). Demostrar las consecuencias de la ablación sobre la composición del tejido y la regulación iónica y osmótica. Determinar la funcionalidad de la técnica así como una propuesta de manejo para la especie. [19] V. MATERIALES Y MÉTODOS VII.1 Trabajo de campo. VII.1.1 Área de recolecta. Los organismos empleados en el presente estudio fueron recolectados en la presa Caltzontzin, que se ubica dentro de la zona urbana de la ciudad de Uruapan, Michoacán, en las coordenadas 19° 32’ 20’’ N y 101° 38’ 40’’ O (fig. 4). Figura4. Localización de la presa Caltzontzin, Uruapan, Michoacán (Modificado de Rodríguez–Virgen, 2003). [20] La presa tiene una superficie aproximada de dos hectáreas. Al norte colinda con la zona federal de río Santa Bárbara ocupado por el balneario Villa Paraíso; al sur con el mismo río que nace en los manantiales de Santa Catarina; al oriente con el terreno del ejido El Toreo; y al poniente con la colonia 12 de Diciembre. La fuente principal de agua y porción inicial del sistema de riego son los manantiales de Santa Catarina, próximos a la presa Caltzontzin (Comisión Nacional del Agua, 1998). Conforme al sistema de clasificación de Köppen, la zona presenta un clima tipo semicálido húmedo con abundantes lluvias en verano (A)C(m) y (A)C(m)(w), con una temperatura media anual de 20 a 24ºC. La precipitación anual varía entre 1200 y 2000 mm (Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, 1985; 1994). Particularmente, la presa Caltzontzin es uno de los limitadoscuerpos de agua en los que se encuentra distribuida la especie, y donde se tiene libre acceso, por lo que adquiriere una mayor importancia al encontrarse una de las zonas donde quedaron circunscritas por los plegamientos de la Sierra Madre Occidental, entre el Cretácico Medio y Superior (Armendariz, 2011). VII.1.2 Recolecta de los organismos. Se realizó una visita a mediados del mes de septiembre del 2012, con la finalidad de colectar acociles de la especie Procambarus (Mexicambarus) bouvieri. Estos fueron capturados con redes de cuchara de forma triangular de 1 mm de luz de malla. Los organismos se recolectaron en la zona límite de la presa, dese el inicio del manantial hasta el término del riachuelo, donde desemboca hacia la cubeta de la presa (fig. 5), entre las 10:00 y 14:00 horas. Posteriormente se instalaron en contenedores térmicos recubiertos de plástico con agua del medio y oxígeno a saturación por medio de aireadores de flujo constante, para su traslado al área de acuarios del Laboratorio de Acuacultura y Producción Acuática de la Facultad de Ciencias, UNAM. [21] Figura 5. Área de muestreo en la presa Caltzontzin: A) zona inicial de la presa; B) desembocadura a la cubeta de la presa (Modificado de ©Google Earth, ©INEGI, 2012). VII.2 Trabajo de laboratorio VII.2.1 Aclimatación y selección de los organismos. Al término del traslado los acociles fueron distribuidos en reservorios de 120 L, con 80% de agua de la presa y 20% de agua corriente a temperatura ambiente (19 ± 1°C), aireación constante y vegetación del sito de colecta. Con la finalidad de aminorar el estrés de los organismos se manipularon hasta dos días después y así se eligieron a hembras y a machos de manera aleatoria. Debido a que la población natural de la presa Caltzontzin se encuentra vulnerada, la disponibilidad de organismos para experimentación es reducida. De modo que se formó un grupo de 20 organismos, que fue dividido en clases tallas (CT), tomando en cuenta los siguientes índices morfométricos: Longitud total (LT: desde la punta del rosto hasta [22] la parte final del telson), Longitud del cefalotórax (LCT: desde la espina de la antena, hasta la parte final del cefalotórax en la región dorsal media), estas fueron tomadas con un vernier (± 0.01 mm) Caliper y el Peso húmedo (PH), con una balanza (± 0.01g) OHAUS, Scout Pro. Las hembras quedaron dividas en dos clases talla: cinco♀ CT1 medianas ( =2.7g ± 0.5g) y cinco♀ CT2 grandes ( =4.3g ± 0.8g). En el caso de los machos quedaron fraccionados en: seis♂ CT1 medianos ( =5.8g ± 0.7g) y cuatro♂ CT2 grandes ( = 9.1g ± 2.5g). Cada uno de los grupos se colocó en peceras de 40 L con los organismos individualizados en cámaras de 1000 ml con aireación constante, de modo que el agua por fuera de las cámaras las cubría hasta un 80% de su nivel. Para mantener una temperatura constante entre 19 y 21 ± 1°C, tanto dentro como fuera de las cámaras, se instalaron termostatos SUNNY de 300 watts, de modo que cada día se iba monitoreando la temperatura hasta ser constante y así se mantuvo durante toda la fase experimental. La dieta suministrada consistió en alimento comercial para camarón, “Camaronina” con 40% de proteína y zanahoria, con una ración al 5% de su peso corporal, éstos se intercambiaron cada tercer día y a la par había un recambio del 20% de agua en las peceras y cámaras. VII.2.2 Análisis de los parámetros físico-químicos de la calidad del agua. Se midió directamente en cada una de las cámaras, la temperatura (± 0.05°C) y pH, con un potenciómetro (HI 98129) y el oxígeno disuelto con un oxímetro (YSI 55/50), previamente calibrado (± 0.05 mg/O2/l).El registro de estos factores se realizó de manera semanal. [23] VII.2.3 Ablación unilateral del pedúnculo ocular. Después de cuatro semanas de aclimatación, los organismos se seleccionaron aleatoriamente de dos a tres ejemplares de cada una de las CT formadas, los cuales formaron un grupo de 11 ejemplares, para llevar a cabo el procedimiento de ablación, mientras los organismos restantes (9 acociles íntegros), constituyeron el grupo control. Antes de llevar a cabo la ablación, a cada organismo se le indujo a un estado de letargo por medio de un choque hipotérmico, colocándolos en una cámara con agua a 5 ± 1°C durante un tiempo promedio de 5 minutos, enseguida se cubrió al ejemplar con una toalla de papel a la altura del cefalotórax con la finalidad de inmovilizarlo, así se prosiguió sujetando el pedúnculo ocular con pinzas, de modo que dejara el espacio visible para hacer el corte desde el tallo del pedúnculo ocular con ayuda de un bisturí quirúrgico (fig. 6). Seguido de la ablación se le colocó sobre la herida un parche de adhesivo kolaloka® para evitar la pérdida excesiva de hemolinfa o alguna infección emergente. Figura 6. Proceso de la ablación unilateral del pedúnculo ocular en Procambarus (Mexicambarus) bouvieri. [24] Al finalizar los acociles fueron trasladados de nuevo a sus respectivas cámaras con las mismas condiciones de temperatura y aireación en las que se encontraban, se alimentaron luego de 24 horas siguiendo la dieta anterior. VII.2.4 Crecimiento. VII.2.4.1 Cambio en Peso Húmedo Total (∆PHT), Peso Húmedo del Cefalotórax (PHCFT) y Peso Húmedo de la Cola (PHC). El cambio en PH Total se evaluó mensualmente, se obtuvo por la diferencia entre peso inicial y peso final de cada mes (∆PHT = Pf – Pi), hasta el término de la fase experimental, que constó de 60 días. Una vez sacrificado el organismo por medio de un choque hipotérmico (-20°C), luego de la extracción de hemolinfa (ver pág. 28), se procedió a separar la porción del cefalotórax y la cola, haciendo un corte desde la parte dorsal, e inmediatamente se pesó cada fracción, para obtener su porcentaje en relación al peso total del animal. VII.2.5 Análisis del tejido. VII.2.5.1 Contenido de agua en el tejido. Los organismos fraccionados se desecaron en una estufa (Lindberg/Blue M), a 60 °C, hasta alcanzar un peso seco (PS) constante. Una vez desecados, se pesó cada porción y con estos datos se calculó el porcentaje de agua en el tejido. Después se pulverizaron por medio de un mortero hasta quedar totalmente homogenizados. [25] VII.2.5.2 Materia Orgánica y cenizas. De cada organismo previamente homogenizado, se pesó una muestra de 100 mg, en una balanza digital Sargent–Welch 400D (± 0.0001 g). La materia orgánica y cenizas fueron determinadas por medio de la técnica de incineración, cada muestra se colocó en un horno de alta temperatura (Thermolyne), a 550 °C durante cuatro horas y posteriormente se pesaron las cenizas. La materia orgánica se calculó por diferencia (MO= peso de la muestra - peso de las cenizas), con ambos datos se obtuvo el porcentaje correspondiente al PS del animal. VII.2.5.3 Nitrógeno total y proteína. Las mediciones del nitrógeno total se realizaron directamente en una muestra de 50 mg en un equipo HACH DR/870 y el reactor DRB 2000, utilizando el método de Silicato 10023 (0.02–2.50 mg/L NH3–N). Los valores de absorbancia de cada muestra permitieron calcular la cantidad de nitrógeno total del tejido. Los valores obtenidos fueron multiplicados por el factor 6.25 de acuerdo al método Número 976.06 de la AOAC Analysis Methods (1995), para determinar la cantidad de proteína total en el tejido. VII.2.5.4 Contenido calórico del tejido. Se estimó el contenido calórico o contenido de energía del tejido mediante el procedimiento de calorimetría directa. Para ello se requirió de una muestra de 100 mg, de la cual se hizo un pellet y enseguida se secó en estufa a 60°C hasta llegar a peso constante. El pellet se colocó en una bomba calorimétrica Parr, previamente estandarizadacon ácido benzoico. Con los datos obtenidos de cada una de las determinaciones se realizaron las transformaciones a calorías por gramo (cal/g) del ejemplar. [26] VII.2.6 Evaluación de los elementos de la ecuación general del balance de energía: (C = P + R + F + U) Cada uno de los elementos de la ecuación del balance de energía se evaluó de acuerdo a los factores: tratamiento y sexo: ♀/♂ con ablación y ♀/♂ control (íntegros). La energía utilizada en un día, se expresó como: cal/ gPS/día -1 , para un animal de PS promedio de cada tratamiento y sexo. Consumo (C). La energía obtenida a través de la ingestión, se determinó a través de la suma de las variables P, R, F y U de la ecuación (C = P + R + F + U), así la energía canalizada a cada una, denota las calorías que el organismo necesitó consumir por medio del alimento. Heces (F). La pérdida energética por heces, se obtuvo al medir su producción, luego del tratamiento de ablación hasta el final del experimento. De modo que cada tercer día, antes de alimentarlos se recolectaron las heces al sifonearlas del fondo de cada cámara, el agua se filtró con una malla de <0.5 mm de luz, separándolas así de otros residuos. Las heces fueron puestas a secar en una estufa a 60°C, hasta llegar a un peso constante, su producción se cuantificó de forma global (i. e. el total producido en 60 días), y se determinó el contenido energético por medio de la bomba calorimétrica, de modo que la energía perdida, corresponde a la fracción de un día. Producción (P). Se calculó a través del peso ganado de cada organismo (∆PHT) y de la calorimetría directa del tejido (ver análisis del tejido/contenido calórico del tejido), así del total de energía contenida en tejido, se determinó la porción correspondiente al crecimiento. Tasa metabólica (R). Esta se evaluó a través del consumo de oxígeno (QO2), expresado como la tasa del metabolismo de rutina: mg O2 /g PS/h -1 . [27] Medición del metabolismo de rutina. Consumo de oxígeno. Transcurridos 60 días después de la ablación, se continuó con la estimación del consumo de oxígeno por medio de un ciclo de respirometría. Debido a que ocurrieron decesos en el transcurso del experimento, se llegó a esta fase final con 13 organismos (7 con ablación y 6 controles). Se montaron las cámaras correspondientes donde se encontraban a modo de un respirométro semi–abierto, éstas se colocaron en un contenedor de plástico de 120 L, sumergiéndolas hasta el nivel del cierre de la tapa de la cámara, y enseguida se suspendió el suministro de alimento por 24 horas, dejando la aireación constante en cada compartimiento. Luego de este periodo se tomaron de manera secuencial las primeras muestras de agua (100 ml) de cada cámara, donde se midió el oxígeno disuelto (mgO2/l) con el oxímetro previamente calibrado; el volumen de agua retirado se recuperó de un contenedor de agua a la misma temperatura (21 ± 1°C) y enseguida se cerraron secuencialmente. Las cámaras permanecieron cerradas por espacio de 120 minutos y después se abrieron para seguir el procedimiento anterior, después las cámaras se mantuvieron de nuevo con aireación por 60 minutos para repetir la medición y continuar con el siguiente tiempo de medición. El ciclo de la repirometría constó de tres lapsos divididos de la siguiente forma: T1 (10:00 – 12:00 h.), T2 (13:00 – 15:00 h.) y T3 (16:00 – 18:00 h.). - Tasa metabólica de rutina (QO2). El metabolismo de rutina (QO2) se obtuvo por diferencia de las concentraciones de oxígeno disuelto en las muestras para cada lapso inicial y final (∆O2 = Of– Oi); así como de la diferencia entre los tiempos de medición (∆t = tf – ti). Con estos datos más el PH, se calculó el QO2 de cada ejemplar por hora expresado como: mgO2/gPS/h -1 , que al ser multiplicado por 24 se expresa en un día (mgO2/gPS/día -1 ). Luego se hizo la transformación de los datos promedio del consumo de oxígeno, a unidades de energía mediante el uso del equivalente oxicalórico (QOx): 3.31 cal/mgO2, (Brafield y Solomon, [28] 1972) para un organismo promedio de cada tratamiento y sexo, estimando así la fracción de energía corporal destinada a la respiración. Excreción nitrogenada (U). La energía perdida por excreción nitrogenada se obtuvo indirectamente utilizando modelos de regresión lineal previamente elaborados para ésta especie, así con la ecuación general: QN–NH4 = 0.047 ± 0.003 (PS) -0.012 ± 0.005 (De Lázaro, 2013), se calculó para ambos tratamientos. Con los datos obtenidos se hizo la transformación a unidades de energía, mediante el uso del coeficiente de excreción nitrogenda (Qex): 4.05 cal/mg N– NH4 + (Kay y Brafield, 1973), para estimar la fracción de energía corporal destinada a la excreción. VII.2.7 Análisis del medio interno: concentración de iones (Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ ) en hemolinfa. VII.2.7.1 Extracción y determinación de iones en hemolinfa. Al término de la evaluación del metabolismo de rutina, se indujo a los organismos un choque hipotérmico, colocándolos en una cámara con agua a 5 ± 1°C durante un tiempo promedio de 5 minutos, con la finalidad de aletargarlos. Luego se cubrió con una toalla de papel al acocil, sujetándolo entre el cuarto par de pereiópodos y el primer par de pleópodos, de modo que éste permaneció en una posición arqueada, dejando expuesta el área muscular correspondiente a la zona pericárdica. Enseguida se insertó una pipeta Pasteur previamente enjuagada con solución anticoagulante (oxalato de amonio al 1%), procurando que llegara a la cavidad pericárdica, así la hemolinfa recolectada se colocó en tubos Eppendorf y fue almacenada a -40°C para su posterior análisis. Al término los organismos fueron sacrificados por medio de otro choque hipotérmico a –20°C, para el análisis de tejido (ver págs. 24-25). Para determinar la concentración de iones en la hemolinfa, se desfibrinó la muestra previamente descongelada; se agitó uniformemente por dos minutos con una aguja de disección previamente esterilizada, después se centrifugó a 10,000 rpm por 10 minutos [29] en una centrifugadora (Hermle Z320), terminado el tiempo, se tomaron 50 µl del plasma, que fueron diluidos en 5 ml de agua desionizada. Finalmente, las muestras fueron analizadas en un espectrofotómetro de absorción atómica, en el laboratorio de Toxicología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM, donde se determinó la concentración (mEq/l) de: Na + , K + , Ca 2+ , y Mg 2+ . VII.2.8 Análisis estadístico. Para el análisis del crecimiento, el diseño de esta investigación se planteó por medio de un estudio factorial de efectos fijos, considerando las variables: Tratamiento (Ablación/Control), Clase Talla (CT1/CT2) y Sexo (♀/♂). En primera instancia se abordó el factorial completo con sus interacciones, posteriormente se trabajó con un factorial reducido, explorando la concatenación de las variables: Tratamiento–CT y Tratamiento–Sexo, a partir de lo anterior se seleccionó el modelo con los efectos más significativos siendo este: Tratamiento–CT y sexo. Los diversos indicadores del tejido y los requerimientos de energía por metabolismo aerobio se evaluaron a través de un modelo factorial: Tratamiento–Sexo y CT. La tasa respiratoria y de excreción nitrogenada, de los acociles se analizó por medio de modelos de regresión lineal y potencial, considerando los valores promedio de estas respuestas vs el peso corporal de los especímenes. También se calcularon modelos de regresión entre los cambios en PHT, PHCFT y PHCOLA y sus interrelaciones. La calidad del agua durante la fase experimental se evaluó empleando ANOVA unifactorial entre los parámetros medidos y los tiempos de medición, (Zar, 1974). Por último para visualizar el efecto de las diversas variables medidas en el desempeño de Procambarus
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