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EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO REPRODUCTIVO DEL BOCACHICO Prochilodus magdalenae CULTIVADO CON TECNOLOGÍA BIOFLOC ARNOL LUIS ROA LAZARO UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA DIVISIÓN DE POSTGRADOS SISTEMA DE UNIVERSIDADES ESTATALES DEL CARIBE COLOMBIANO MAESTRÍA EN CIENCIAS AMBIENTALES MONTERÍA - CÓRDOBA 2021 2 EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO REPRODUCTIVO DEL BOCACHICO Prochilodus magdalenae CULTIVADO CON TECNOLOGÍA BIOFLOC ARNOL LUIS ROA LAZARO Trabajo de investigación presentado como requisito para optar al título de Magíster en Ciencias Ambientales Directores VÍCTOR ATENCIO GARCÍA, MSc VICENTE PERTUZ BUELVAS, MSc GRUPO DE INVESTIGACIÓN CINPIC UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA DIVISIÓN DE POSTGRADOS SISTEMA DE UNIVERSIDADES ESTATALES DEL CARIBE COLOMBIANO MAESTRÍA EN CIENCIAS AMBIENTALES MONTERÍA - CÓRDOBA 2020 3 El jurado del trabajo no será responsable de las ideas emitidas por el autor (Articulo 46, acuerdo 006 del 29 de mayo de 1997 del Consejo Superior) 4 NOTA DE ACEPTACIÓN ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ JURADO ______________________________ JURADO Montería, 2020 5 DEDICATORIA A Dios por permitirme la vida y acompañarme en cada momento de la vida, a mi esposa María y mis hijos María Camila y Luis Mario por ser el motor de mi vida, a mis padres Gerardo y Yadira por su motivación y su incondicional ayuda y a todas las personas que me ayudaron a lograr esta meta. 6 AGRADECIMIENTOS A la Vicerrectoría de Investigación y Extensión de la Universidad de Córdoba por la financiación de la presente investigación en el marco del proyecto de Evaluación del desempeño productivo del bocachico Prochilodus magdalenae en cultivo biofloc (Código FMVZ 002-14). Al Instituto de Investigación Piscícola de la Universidad de Córdoba CINPIC por su contribución con infraestructura, equipos y materiales que fueron necesarios para realizar esta investigación. A mis directores, profesores Víctor Atencio García y Vicente Pertúz Buelvas por sus orientaciones, respaldo y confianza, en un camino de aprendizaje y de formación profesional. A mis colegas y amigos José Alonso Espinosa, Danilo Cogollo, Faber Hernández, Reinaldo Cano, Juan Carlos Salas y Soad Cabrales por su colaboración en la parte experimental de este estudio. 7 TABLA DE CONTENIDO Pág. RESUMEN 13 1. INTRODUCCIÓN 14 2. OBJETIVOS 16 2.1 OBJETIVO GENERAL 16 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 16 3. MARCO TEÓORICO 17 3.1 BIOECOLOGÍA Y CULTIVO DE BOCACHICO Prochilodus magdalenae. 17 3.1.1 Clasificación taxonómica 17 3.1.2 Cultivo 18 3.1.3 Reproducción 18 3.2 ESCALA DE MADURACIÓN GONADAL 19 3.2.1 Ovarios 19 Estadio A, inmaduro o virgen 19 Estadio B, en maduración 20 Estadio C, maduro 20 Estadio D, desovado en recuperación 21 Estadio E, reposo 21 3.2.2 Testículos 22 Reposo 22 Maduración 22 Maduración I 22 Maduración II 23 Maduración III 23 Maduración IV 23 Maduro 23 Regresión 24 3.3 TECNOLOGÍA BIOFLOC 24 8 3.3.1 Ruta de los compuestos nitrogenados en cultivos biofloc 26 3.3.2 Relación carbono nitrógeno (C:N). 26 3.3.3 Levante de reproductores en tecnología BFT 27 4 METODOLOGÍA 29 4.1 LOCALIZACIÓN 29 4.2 TRATAMIENTOS Y UNIDADES EXPERIMENTALES 29 4.3 PREPARACIÓN DEL SISTEMA DE CULTIVO BIOFLOC 31 4.4 SELECCIÓN Y MANEJO DE REPRODUCTORES 32 4.4.1 Protocolo de inducción 32 4.4.2 Desempeño reproductivo 32 4.4.3 Histología de gónadas 33 4.4.4 Calidad seminal 33 4.5 CALIDAD DE AGUA 34 4.6 DISEÑO ESTADÍSTICO 35 5 RESULTADOS 36 5.1 CALIDAD DEL AGUA 36 5.1.1 Oxígeno disuelto, temperatura y pH 36 5.1.2 Alcalinidad total y dureza total 38 5.1.3 Nitrógeno amoniacal total (TAN). 39 5.1.4 Amonio no ionizado (NH3). 39 5.1.5 Nitritos (NO2-) 40 5.1.6 Nitrato (NO3-) 41 5.1.7 Sólidos sedimentables totales (SST) 42 5.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS SEXUALES 43 5.2.1 CALIDAD SEMINAL 43 5.3 DESEMPEÑO REPRODUCTIVO 44 5.4 BIOPSIA OVÁRICA E HISTOLOGÍA DE GÓNADAS 45 5.4.1 Ovarios 46 5.4.2 Testículos 48 6 DISCUSIÓN 49 9 6.1 CALIDAD DE AGUA 49 6.2 CALIDAD DE PRODUCTOS SEXUALES 53 6.2.1 Semen 53 6.3 DESEMPEÑO REPRODUCTIVO 55 7. CONCLUSIONES 59 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 60 10 LISTA DE TABLAS Pág. 1. Características seminales del bocachico cultivado en sistema BFT a tres densidades de siembra. 44 2. Desempeño reproductivo del bocachico en sistema BFT a tres densidades de siembra. 45 3. Lectura de biopsia ovárica de las hembras de bocachico en sistema BFT a tres densidades de siembra. 45 11 LISTA DE FIGURAS Pág. 1. Ejemplar adulto de bocachico Prochilodus magdalenae. Fotografía Instituto de Investigaciones Piscícolas de la Universidad de Córdoba (CINPIC). 18 2. Instituto de investigación piscícola de la Universidad de Córdoba (CINPIC). 29 3. Piletas rectangulares utilizadas como unidades experimentales para el mantenimiento de los bocachicos. 30 4. Valores promedio de oxígeno disuelto (OD) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 36 5. Valores promedio de temperatura durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 37 6. Valores promedio de pH durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 37 7. Valores promedio de alcalinidad durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 38 8. Valores promedio de dureza total durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 38 9. Valores promedio de TAN durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 39 10. Valores promedio de amonio no ionizado (NH3) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 40 11. Valores promedio Nitrito (NO2-) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 41 12. Variaciones de Nitrato (NO3-) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 42 13. Valores promedio de SST durante el cultivo de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 43 14. A) Ovocito migrando, con presencia de núcleo definido (N), gránulos de vitelo (V). Microscopio objetivo 10X. B) Fase de quiebre de la vesícula 46 12 germinativa. Micrópilo (M), teca (T), capa folicular (CF) Microscopio objetivo 40X. 15. A) Núcleo en posición central (N), gránulos de vitelo (V), zona radiata (ZR). Microscopio objetivo 10X. B) Núcleo (N), gránulos de vitelo (V) Microscopio objetivo 40X. 47 16. A) Ovocito atrésico, sin presencia de núcleo definido y zona radiata (ZR) fragmentada. Microscopio objetivo 10X. B) reabsorción del vitelo, folículos vacíos. Microscopio objetivo 10X. 47 17. Histología gonadal de machos de bocachico, en estado de maduración final. (A) Microscopio objetivo 10X, (B) Microscopio 40X. Septos (s) que separan el compartimento germinativo (cg) del compartimento intersticial (ci) y Z espermatozoides. 48 13 RESUMEN La tecnología de cultivo biofloc (BFT) se caracteriza por el bajo consumo de agua y suelo, pero altas densidades; sin embargo, no hay reportes del uso de esta tecnología para el manejo de reproductores de peces nativos.El objetivo del estudio fue evaluar el desempeño reproductivo de bocachico levantado con tecnología BFT. En la instalaciones del CINPIC, se sembraron alevinos con peso promedio de 1.6±0.2 g a densidades de 5 (T1), 10 (T2) y 20 peces/m3 (T3) en nueve tanques de 6.6 m3 (tres/tratamientos), con aireación permanente y cubiertos con polisombra. Después de 10 meses fueron seleccionados nueve hembras y nueve machos maduros sexualmente por tratamiento; los cuales fueron inducidos con extracto pituitario de carpa (EPC) a razón de 7 mg EPC/Kg para las hembras (dos aplicaciones) y una aplicación única para los machos (5 mg EPC/Kg de peso). Los productos sexuales fueron colectados seis horas pos-inducción y la fertilización se realizó in vitro. Se estimó fecundidad relativa (FR), índice de ovulación (IO), tasas de fertilización (TF) y eclosión (TE). Además, se evalúo la calidad del semen (5 machos/tratamiento). El semen fue colectado en tubos Eppendorf y medido el volumen; además se estimó la movilidad total (Mt), progresividad total (Pt), velocidad curvilínea (VCL), velocidad lineal (VSL) y tiempo de activación con ayuda del programa Sperm Class Analyzer (Microptic, SCA, España) y un microscopio de contraste de fase (Nikon, E50i, Japón). Fue utilizado un diseño completamente al azar (DCA), todas las variables estudiadas fueron sometidas a pruebas de normalidad y homogeneidad de varianza, luego fue aplicado un análisis de varianza (ANOVA) seguido de una prueba de rango múltiple. Los resultados muestran que los animales maduraron en todos los tratamientos, en T2 se obtuvieron los mayores registros de IO (67%), TF (45.5±16.3%) y TE (21±0.7%) observándose diferencia estadística con los demás tratamientos (p<0.05); mientras que T1 registró la mejor FR (3338.5±898.5 huevos/g de hembra). El volumen seminal osciló entre 0.37±0.21 mL (T1) y 0.24±0.17 mL (T2), Mt osciló entre 99.1±1.1% (T3) y 92.6±8.4% (T2), Pt osciló entre 76.5±11.4% (T3) y 66.4±18.8% (T2), VCL osciló entre 126.3±15.8 µm/seg (T3) y 112.2±28.0 µm/seg (T2), VSL entre 57.9±7.6 µm/seg (T3) y 52.0±13.6 µm/seg (T2), en ninguno de estos parámetros se observaron diferencias significativas entre los tratamientos (p>0.05). La calidad del semen de bocachico cultivado con BFT se encontró en el rango reportado para la especie cuando es mantenido en estanques en tierra a bajas densidades (< 1 pez/m2). Los resultados sugieren que bocachico cultivado con BFT a densidades entre 5 y 10 peces/m3 pueden ser utilizados como reproductores con buenos resultados de desempeño reproductivo. Palabras claves: espermatozoides, fecundidad, peces nativos, prochilodóntido, reproducción 14 1. INTRODUCCIÓN El bocachico Prochilodus magdalenae (Steindachner, 1879) es la principal especie de la pesquería continental colombiana; sin embargo, en los últimos años ha sufrido una disminución del 90%, por lo que ha sido categorizada como una especie vulnerable (Mojica et al., 2012). Esta especie ha sido considerada como alternativa para la piscicultura extensiva y semi-intensiva por las ventajas que representa su régimen alimentario detritívoro. Su cultivo se maneja en estanque en tierra a bajas densidades (menores de 1 pez/m2) y es común encontrarla asociada a los cultivos de especies omnívoras como cachama blanca Piaractus spp, cachama negra Colossoma macropomum, tilapia nilótica Oreochromis niloticus y tilapia roja Oreochromis spp (García et al., 2011). El bocachico, al igual que las otras especies migratorias de la cuenca del río Sinú, ha sido afectado por la construcción de la Hidroeléctrica URRÁ (Kerguelén-Durango & Atencio-García, 2015). El repoblamiento ha sido una de las acciones impulsadas para atenuar estos impactos; lo cual ha incrementado la demanda de alevinos de esta especie. Los alevinos utilizados tanto para los cultivos de engorde como para los programas de repoblamientos son obtenidos por reproducción artificial mediante tratamientos hormonales, principalmente con extracto pituitario de carpa (EPC) con animales mantenidos en cautiverio. Los reproductores de bocachico son mantenidos en estanques en tierra a baja densidad (menor de 1 pez/m2) y su reproducción se realiza durante el periodo lluvioso entre los meses de abril y octubre (Kerguelén-Durango & Atencio-García, 2015). La tecnología cultivo biofloc (Biofloc Technology o BFT) es una alternativa de intensificación que reduce el uso del agua y el suelo. Esta tecnología se base en el reciclado y reutilización de nutrientes de manera continua, manejo de la calidad de agua y aumento de la producción, fuente de alimento in situ para los animales de cultivo (Crab et al., 2012), disminución de la relación en la conversión del alimento, 15 y el manejo de densidades de siembra entre los 80 a 120 peces/m3 (Ray et al., 2010b); por lo que constituye una alternativa de producción encaminada hacia la sostenibilidad ambiental, desarrollo y crecimiento de la piscicultura de especies nativas, proporcionando un método relativamente eficaz para la absorción de los residuos originados por el exceso de nutrientes, manejo de calidad de agua y mitigación de impactos ambientales por efecto de efluentes. La implementación de la tecnología biofloc se está impulsando para intensificar los cultivos de peces de interés comercial, pero hay pocos estudios que consideran esta tecnología para el levante y mantenimiento de reproductores, mucho menos de especies nativas, por lo que el propósito del presente estudio levantar reproductores de bocachico Prochilodus magdalenae en sistemas BFT en un ambiente de mayor densidad de siembra para evaluar su desempeño reproductivo. 16 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Evaluar el desempeño reproductivo del bocachico Prochilodus magdalenae en sistema de cultivo biofloc sometidos a tres densidades de siembra. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ➢ Evaluar la calidad del semen de bocachico mediante la movilidad total, velocidad, progresividad y tiempo de activación cultivados con tecnología biofloc sometidos a tres densidades de siembra. ➢ Evaluar el índice de ovulación, fecundidad absoluta, fecundidad relativa, tasa de fecundación y tasa de eclosión del bocachico cultivado con tecnología biofloc. ➢ Analizar histológicamente las gónadas de bocachico cultivados con tecnología biofloc a tres densidades de siembra. ➢ Determinar la influencia de las densidades de siembra en el desempeño reproductivo del bocachico cultivados en sistema biofloc. 17 3. MARCO TEÓRICO 3.1 BIOECOLOGÍA Y CULTIVO DE BOCACHICO Prochilodus magdalenae 3.1.1 Clasificación taxonómica Reino: Animalia Filo: Chordata Clase: Actinopterygii Subclase: Neopterygii Orden: Characiformes Familia: Prochilodontidae Género: Prochilodus Especie: Prochilodus magdalenae (Steindachner, 1879) El bocachico Prochilodus magdalenae (figura 1), es una especie de talla mediana que alcanza hasta 50 cm de longitud total (Mojica et al., 2012). Su hábitat lo identifica como un pez de agua dulce y de clima tropical, permanece cerca al fondo y obtiene su alimento succionando las superficies donde se adhiere el detritus (Atencio- García, 2000). Según Mojica et al. (2012) se distribuye en todas las zonas bajas de los sistemas del Magdalena, Sinú y Atrato hasta aproximadamente 1000 msnm, pero se ha reportado hasta los 1500 msnm en la cuenca del río Cauca. Es una especie migratoria cuyo ciclo de vida está relacionado con los patrones hidrológicos de inundación y sequía de la cuenca del río (Mojica et al., 2012). Durante la mayor parte del periodo lluvioso e inicios del periodo seco, permanece en las ciénagas alimentándose del detritus proveniente de la descomposición de materia orgánica. 18 Figura 1. Ejemplar adulto de bocachico Prochilodus magdalenae. FotografíaInstituto de Investigaciones Piscícolas de la Universidad de Córdoba (CINPIC). 3.1.2 Cultivo. El cultivo tradicional de bocachico se caracteriza por bajas densidades de siembra menores de 1 pez/m2, en estanques en tierra de grandes áreas, en mono o policultivo (Hahn & Grajales, 2007; García et al., 2011; Graeff et al., 2013); sin embargo, la tecnología biofloc se perfila como una alternativa para el cultivo de esta especie a altas densidades de siembra (entre 5 y 20 peces/m3), con menor y mejor utilización del espacio, mayor control de la calidad de agua para su cultivo y la disponibilidad de alimento generado in situ (macroagregados de floc), ya que los macroagregados presentan características deseables para el hábito alimenticio del bocachico (detritus, materia orgánica, zooplancton, entre otras). 3.1.3 Reproducción. El ciclo reproductivo de los peces puede ser dividido en dos grandes fases: la primera fase la componen la proliferación, crecimiento y diferenciación de los gametos (espermatogénesis y vitelogénesis); mientras que la maduración y preparación del ovocito y espermatozoide para la liberación y fecundación constituyen la segunda fase (espermiación y maduración final del ovocito) (Mylonas et al., 2010). En cautiverio cuando las condiciones ambientales y el manejo del cultivo son adecuados, las hembras de bocachico completan la vitelogénesis e inician la 19 maduración final; mientras que, los machos alcanzan la fase de espermiación (Atencio-García et al., 2013); sin embargo, no se reproducen en cautiverio porque las hembras no ovulan ni desovan y los machos disminuyen su volumen seminal (Atencio-García et al, 2013). Su reproducción en cautiverio se logra mediante la hipofización principalmente con extracto pituitario de carpa (EPC) (Atencio-García, 2001). Los criterios para la selección de reproductores maduros se realizan mediante el diagnóstico presuntivo basados en las características morfológicas externas y/o mediante el diagnóstico confirmativo, usualmente basado en el análisis de muestras de ovocitos obtenidas mediante la técnica de biopsia ovárica (Atencio-García 2001). 3.2 ESCALA DE MADURACIÓN GONADAL 3.2.1 Ovarios Durante el desarrollo ovocitario, las células ovocitarias evolucionan de una fase pre- vitelogénica, constituidas por las células germinativas jóvenes y ovocitos de stock de reserva, en la cual el citoplasma se muestra basófilo en las preparaciones histológicas, a una fase vitelogénica desencadenada por la acción de hormonas hipofisiarias. A pesar de ser el desarrollo ovocitario un proceso continuo y cíclico, este es descrito en fases artificiales, los estadios de madurez, siendo que el número de estos estadios varía de acuerdo al tipo de desove y al grado de conocimiento sobre el proceso reproductivo de cada especie. Vazzoler (1996) presentó una escala que tiene aplicación general. • Estadio A, inmaduro o virgen. Los ovarios son muy pequeños, ocupando un tercio de la cavidad celomática; no filamentosos, traslúcidos y no se observan ovocitos a simple vista. Las gónadas no alcanzan el poro genital, estando ligadas a este por los oviductos, de diámetros muy reducidos. Histológicamente son 20 caracterizadas por la organización, presentando lamelas ovulígeras en disposición casi paralela que parten de la región de la cápsula, próximo a los grandes vasos; estas lamelas son recubiertas por células basófilas, los ovocitos de stock de reserva. En algunas regiones del epitelio germinativo, en general próximo a los pequeños vasos, aparecen nidos de células germinativas jóvenes y a veces en división (fase I). • Estadio B, en maduración. Los ovarios son mayores, ocupando de un tercio a dos tercios de la cavidad celómica, intensamente vascularizada, aproximándose más al poro genital, siendo que el oviducto se presenta como una lámina delgada en forma de tubo, transparente y vacía. A simple vista se pueden observar ovocitos opacos, pequeños y medios. Histológicamente esta fase de desarrollo gonadal se caracteriza por presentar ocurrencias simultaneas de varias fases ovocitarias (II, III y IV); inicialmente aparecen ovocitos de stock de reserva (II) y en vítelogénesis lipídica (III) y posteriormente evolucionando para la fase de vítelogénesis lipídica y proteica algunos ovocitos con vitelogénesis completa (fase V); ocurren frecuentemente ovocitos en absorción. Histológicamente este estadio puede ser dividido en dos sub-estadios: en maduración inicial por la presencia marcada de ovocitos en la fase II y III, y maduración final, por la ocurrencia a lo largo de este de ovocitos en la fase IV y algunos en la V; macroscópicamente esta diferenciación es difícil de caracterizar. • Estadio C, maduro. Los ovarios se presentan hinchados, ocupando de dos tercios a prácticamente toda la cavidad celómica, siendo visible un gran número de ovocitos grandes opacos y/o translúcidos que pueden ocupar, inclusive, los oviductos; su vascularización inicialmente es reducida y al final se torna imperceptible. En peces de agua dulce la presencia de estas grandes cantidades de ovocitos grandes y opacos que ocupan inclusive los oviductos, es señal que los ovarios presentan su desarrollo pleno. Histológicamente la característica fundamental de este estadio es la alta frecuencia de ovocitos en la fase V, puesto 21 que se muestran en baja frecuencia en el estadio anterior. Pero ahora son más desarrollados, presentando un aumento en su diámetro (volumen). Las lamelas ovulígeras están distendidas para tener el espacio requerido por estos ovocitos maduros, que al aire parecen opacos. Los ovocitos del stock de reserva (fase II) continúan presentes. Los ovocitos en fase III son escasos, prácticamente no muestran ovocitos en la fase IV lo que sugiere que la misma es rápida. • Estadio D, desovado en recuperación. Los ovarios se presentan flácidos, con membranas distendidas. De tamaño relativamente grande pero no voluminosos, ocupando menos de la mitad de la cavidad celomática. Se observan pocos ovocitos, en estado de absorción muchas veces forman grumos blanquecinos; la característica más sobresaliente es la presencia de zonas hemorrágicas. Histológicamente presentan aspecto desordenado y vacío; las lamelas ovulígeras, distendidas en el estadio anterior por los ovocitos maduros, dejan ahora enormes espacios vacíos entre sí. Muestran restos foliculares en grandes cantidades y en algunos casos folículos atrésicos, en absorción próximo a la inserción de los vasos. Proliferan células macrofágicas y linfocitos. Esparcidos por todo el parénquima, que irán a absorber los restos celulares que permanecerán después del desove. Aparecen vasos sanguíneos dilatados, siendo comunes derrame de sangre, que dan aspecto hemorrágico a estos ovarios. Nidos de células germinativas jóvenes (fase I) y ovocitos de stock de reserva (II) aumentan en número, indicando la ocurrencia de procesos que llevaran a una reorganización de los ovarios y al estadio de reposo, antes del inicio de un nuevo ciclo. • Estadio E, reposo. Los ovarios presentan tamaño reducido, ocupando cerca de un tercio de la cavidad celómica siendo claramente mayor que los inmaduros (A), son translucidos, con baja vascularización. No se observan ovocitos a simple vista. Histológicamente son bastante similares a los inmaduros (estadio A); muestran células germinativas jóvenes (Fase I) ovocitos de stock de reserva 22 (Fase II) las lamelas ovulígera son más largas debido al aumento del volumen sufrido en el recorrido del ciclo anterior; no siempre vuelven a presentar la misma disposición tan ordenada como la de los ovarios inmaduros. Lo que caracteriza a los ovarios en estadio E es el diámetro de su sección transversal, siempre marcadamente superior a las gónadas inmaduras (Vazzoler, 1996). 3.2.2 TestículosZaiden (2000) estableció para Brycon hilarii la escala de maduración gonadal, teniendo en consideración las características macro y microscópicas identificadas en las regiones craneal, mediana y caudal de los testículos; además de la variación del índice gonadosomático (IGS). Para esta especie fue identificada una cierta asincronía en el desarrollo de estas regiones, siendo la maduración más avanzada en la región caudal, seguida de la mediana y craneal, la maduración ocurre de la región central de la gónada hacia la periférica. • Reposo. Testículos delgados, de coloración traslucida y casi ninguna irrigación sanguínea periférica. Histológicamente, hay presencia de muchas espermatogonias primarias y secundarias, siempre acompañadas por células císticas en las regiones periféricas de las estructuras seminíferas, donde el lumen no es visible. Estas estructuras son de tamaño reducido con relación a los estados posteriores. El tejido conjuntivo presente, entre las estructuras seminíferas, se mostró expresivo y con vascularización sanguínea discreta. • Maduración. Es posible subdividirlo en los siguientes estados: • Maduración I. Testículos con engrosamiento en las tres regiones, siendo más intensa en la región mediana. Coloración blanca e irrigación sanguínea periférica evidente. Microscópicamente, hay predominancia de espermatogonias primarias y cistos de espermatogonias secundarias. Presencia de cistos de espermatocitos primarios y pocos cistos de 23 espermátidas. Lúmen emergente discretamente en los lóbulos seminíferos. Tejido conjuntivo expresivo y vascularización sanguínea evidente. • Maduración II. Engrosamiento de la región mediana, seguido de la región caudal y craneal de los testículos. Coloración blanca e irrigación sanguínea periférica evidente, en toda la extensión de las gónadas. Estructuralmente, predominancia de cistos de espermatocitos primarios, en varias fases de división celular en relación a las demás células de linaje germinativa. Presencia considerable de cistos de espermátidas y discreto de espermatozoides. Tejido conjuntivo discreto, muestra pequeños grupos de células intersticiales de Leydig y vascularización más evidente. • Maduración III. Testículos con coloración blanca, engrosamiento de la región mediana y caudal, más pronunciada que la región caudal. Rica vascularización sanguínea superficial. Predominancia de cistos de espermátidas, en relación a los demás y mayor facilidad para visualización de algunos cistos de espermatocitos secundarios. Lúmen de las estructuras seminíferas con líquido acidófilo positivo ya evidente y algunos cistos de espermatozoides. • Maduración IV. Testículos con coloración blanca, región mediana más larga que la caudal y región craneal más delgada. Rica vascularización sanguínea superficial. Muchos cistos contienen espermatozoides y gran cantidad de espermatozoides libres en la luz de las estructuras seminíferas, bañados en líquido acidófilo positivo. Presencia de espermatogonias, cistos con espermatocitos y cistos con espermátides en las estructuras seminíferas. Tejido conjuntivo muy discreto. • Maduro. Apariencia macroscópica semejante a la fase anterior, con coloración blanca, intensa irrigación sanguínea, espesura y pesos máximos. Estructuras 24 seminíferas con una luz de amplitud máxima y se observan abundantes por espermatozoides libres, bañados en líquido acidófilo positivo. Presencia de algunas espermatogonias y cistos espermatogénicos, en diferentes fases de desarrollo. Tejido conjuntivo muy discreto. En este estado es que lo machos son aptos para inducción hormonal. • Regresión. Testículos con aspecto flácido, espesura y peso menor que en el estadío anterior, coloración blanca y vascularización superficial reducida. Presencia de espermatozoides residuales dentro del líquido acidófilo positivo, en la luz de las estructuras seminíferas, que todavía se mostraban amplias. Espermatogonias esparcidas en las paredes de estas, junto con cistos espermatogénicos que no consiguieron terminar el proceso de maduración. Tejido conjuntivo más evidente que en la fase anterior (Zaiden, 2000). 3.3 TECNOLOGÍA BIOFLOC La tecnología biofloc (BFT) se basa en la manipulación de la comunidad microbiana bajo condiciones controladas en el sistema de cultivo, facilitando la producción de los animales acuáticos de manera sostenible y biosegura. Su fundamento se centra en las relaciones de óxido-reducción del ciclo del nitrógeno y se caracteriza por emplear altas densidades de siembra, aireación continua, estanques aislados del suelo (en concreto o revestidos con plástico de alta densidad), mínimo recambio de agua y permanente adición de sustratos ricos en carbono (melaza, harina de yuca, glicerol, entre otros) (Vinatea, 2010). La tecnología biofloc, es considerada como una tecnología alternativa, sostenible y eficaz (Ebeling et al., 2006; Avnimelech, 2007; Crab et al., 2012; Emerenciano et al., 2012); en la cual los nutrientes dentro del sistema, principalmente los compuestos nitrogenados, pueden ser reciclados y reutilizados continuamente. El enfoque sostenible de este sistema se basa en el crecimiento de microorganismos, 25 macroagregados de floc, en el medio de cultivo, beneficiado por el recambio mínimo o cero de agua, los cuales permiten el mantenimiento de la calidad del agua, por la absorción de compuestos de nitrógeno de generación in situ y su transformación en proteína microbiana, la cual se aprovecha en la alimentación de las especies de cultivo, reduciendo la relación en la conversión del alimento (Ray et al., 2010a). Los macroagregados de flocs microbianos consisten en una mezcla heterogénea de microorganismos (formadores de flocs y bacterias filamentosas), partículas, coloides, polímeros orgánicos, cationes y células muertas que pueden alcanzar más de 1000 μm en tamaño (Ekasari et al., 2010). La importancia de la biota asociada a sustratos ha sido destacada por autores (Burford et al., 2004a; Ray et al., 2010a, 2010b; Monroy-Dosta et al., 2013; Ayazo-Genes et al., 2019), así como la contribución del material floculado, incluyendo microorganismos, para la alimentación de camarones y peces (Burford et al., 2004b; Wasielsky et al., 2006; Ray et al., 2010a). La transformación de la materia orgánica particulada y otros organismos en la cadena trófica microbiana, se han propuesto como los posibles actores en el suministro de dichas fuentes de alimentos en los sistemas de cultivo biofloc, caracterizando a los macroagregados de floc como una rica fuente natural de proteína y lípido a disposición in situ las 24 horas del día (Avnimelech, 2007). En la reutilización de este material particulado, se produce una interacción compleja entre la materia orgánica, el sustrato físico y una amplia gama de microorganismos como microalgas, bacterias libres y adheridas, agregados de la materia orgánica y herbívoros tales como rotíferos, ciliados, protozoos flagelados y copépodos (Ray et al., 2010a) participando tanto en la remoción de compuestos nitrogenados del sistema como en la alimentación de los animales en cultivo (Ekasari et al., 2010; Crab et al., 2012). 26 3.3.1 Ruta de los compuestos nitrogenados en cultivos biofloc. La BFT busca maximizar el potencial de los procesos microbianos ya que la variedad de bacterias en un tanque, son capaces de degradar las diferentes formas de nitrógeno incluidas las más nocivas para los peces (Avnimelech, 2009). Tres grupos de microbíota de remoción de los compuestos nitrogenados del agua son ampliamente conocidas, todas ellas en diferente grado pueden interactuar en sistemas biofloc, así: asimilación por algas, oxidación por bacterias quimioautótrofas y asimilación por bacterias heterotróficas (Ray & Lotz, 2014); a las cuales si se les suma otrosorganismos como zooplancton, hongos y nematodos, todos abundantes por la capacidad reproductiva que poseen, los cuales en conjunto consiguen el control de los desechos nitrogenados (Monroy-Dosta et al., 2013; Wilén et al., 2008; Jorand et al., 1995). Tanto en ambientes acuáticos naturales como en cultivo, los organismos relacionados con el ciclo del nitrógeno recuperan los nutrientes que van al agua, al degradar los restos de alimento no consumido, las excretas y heces (Moss, 2002, Crab et al., 2010), manteniendo la calidad del agua (Tzachi et al., 2012; Ebeling et al., 2006) y posiblemente sirvan como alimento a la gigantesca red trófica que nace de ellos y que podría terminar nutriendo a los peces en cultivo (Abreu et al., 2007) y controlando los patógenos (De Schryver et al., 2008, Crab et al., 2007). 3.3.2 Relación carbono nitrógeno (C:N). La fijación de los compuestos nitrogenados en proteína microbial se da gracias a la elevada relación C:N necesaria para la funcionalidad de estos sistemas, por el carbono proveniente de fuentes ricas en carbohidratos que funcionan como fuente energética para los microrganismos (Ahmad et al., 2017, Xu et al., 2018). Esta relación C:N debe ser mayor a 10, garantizando un cultivo bacteriano heterotrófico y baja generación de algas, pues se busca que la población bacteriana cambie de autótrofa a heterótrofa (Alzate 2017) la cual controla más eficientemente la concentración de productos nitrogenados (Browdy et al., 2001). El carbono es el factor que limita el crecimiento 27 de las bacterias heterótrofas, cuando la relación C:N se mantiene entre 15-20, habrá un desarrollo más notorio de este tipo de microorganismos y la fijación de nitrógeno será mucho más eficiente (Browdy et al., 2001). En este sentido, la producción de biofloc depende de la calidad de sustrato añadido y su relación C:N (Avnimelech, 2007). El empleo de diferentes fuentes de hidratos de carbono (glucosa, harina de yuca, polvo de celulosa, melaza) son destinados en gran parte mejoramiento la producción bacteriana (Avnimelech, 2007; Buford et al., 2004b). La relación C:N de los residuos dependerá, en gran medida, de los niveles de proteína de la ración que sea utilizada. Cuanto mayor sea el porcentaje de proteína, mayor será el nivel de nitrógeno en la ración, resultando en residuos con baja relación C:N. Una ración con 16% de proteína cruda, posee una relación C:N próxima a 20:1, ideal para la formación de biofloc. Sin embargo, las raciones empleadas en los cultivos de peces generalmente contienen niveles de proteína cruda por encima de 28%, o sea una relación C:N menor de 11:1. Así, el carbono termina siendo un elemento limitante para el desarrollo de la biomasa bacteriana y la formación de los flocs (Avnimelech, 2009). 3.3.3 Levante de reproductores en tecnología BFT. Se ha informado que los bioflocos contienen algunos nutrientes esenciales en el crecimiento óptimo de los peces y del éxito reproductivo, tales como: aminoácidos esenciales, ácidos grasos esenciales, antioxidantes y vitaminas (Ekasari et al., 2015b; Ju et al., 2008; Kuhn et al., 2009). Además, el consumo de bioflocos por los animales podría liberar algunos componentes microbianos conocidos como patrones moleculares asociados a microbios (MAMP) que se reconocen como inmunoestimulantes, tales como ß-1,3- glucano, lipopolisacáridos y peptidoglicano (Ekasari et al., 2014). En la literatura se reportan evidencias indican sobre los efectos inmunoestimulantes de los sistemas biofloc sobre los organismos cultivados (Xu & Pan 2013, Ekasari et al., 2014, Kim 28 et al., 2014, Xu & Pan 2014, Kumar et al., 2015; Long et al., 2015; Zhang et al., 2016; De Souza et al., 2016; Verma et al., 2016). 29 4. METODOLOGÍA 4.1 LOCALIZACIÓN El estudio se realizó en el Instituto de Investigación Piscícola de la Universidad de Córdoba (CINPIC) ubicado en el municipio de Montería, departamento de Córdoba (figura 2), con coordenadas geográficas de 8°47'30.47" de latitud norte y 75°51'51.10" de longitud oeste, a altitud de 15 msnm y valores anuales promedio de temperatura, humedad relativa y precipitación de 27.5ºC, 85% y 1100mm, respectivamente. Figura 2. Instituto de Investigación Piscícola de la Universidad de Córdoba (CINPIC). 4.2 TRATAMIENTOS Y UNIDADES EXPERIMENTALES Se utilizaron alevinos de bocachico, obtenidos mediante reproducción artificial y levantados en estanques de cultivo en el CINPIC, los cuales fueron cultivados en sistema biofloc durante 10 meses a tres densidades de siembra: 5 (T1), 10 (T2) y 30 20 peces/m3 (T3). Cada tratamiento se evaluó por triplicado en un diseño completamente aleatorizado. Como unidades experimentales se utilizaron nueve tanques rectangulares de 12 m2 (6 m x 2 m) con volumen útil de 6m3, de concreto y revestidas en su interior con baldosa de porcelana, por lo tanto en cada unidad experimental fueron sembrados 30 peces (T1), 60 peces (T2) y 120 peces (T3). La aireación era suministrada por un blower de 1.5 HP y distribuida con manguera polidifusora en las unidades experimentales. Todas las unidades experimentales fueron cubiertas con malla polisombra para reducir la entrada de la luz y protección contra predadores (figura 3). Figura 3. Piletas rectangulares utilizadas como unidades experimentales para el mantenimiento de los bocachicos. Durante el cultivo, se suministró alimento molido de 24% de proteína bruta (PB), a saciedad dos veces al día, durante los primeros 45 días de cultivo y una vez al día hasta que finalizó el cultivo. La ración fue ajustada mensualmente y estimada con base al 8% de la biomasa. Mensualmente fueron realizados muestreos de peso total 31 (Wt) y longitud total (Lt) en cada una de las unidades experimentales. Se midió el 10% de la población. Para la medición de Lt fue utilizado un ictiómetro en cm y para la estimación del peso se utilizó una balanza digital con capacidad de 5000 g (Electronic Scale, China); además en cada muestreo se realizaban observaciones de los animales para determinar el estado de maduración de los mismos. 4.3 PREPARACIÓN DEL SISTEMA DE CULTIVO BIOFLOC El inóculo inicial para establecer el sistema biofloc, fue establecido en un tanque de 1000 L con agua superficial de un estanque en tierra utilizados para el mantenimiento de reproductores de cachama blanca Piaractus brachypomus en el CINPIC. Las bacterias nitrificantes y heterotróficas, se logró a partir de la adición de melaza como fuente de carbono para mantener la relación C:N cercana a 20:1, siendo su suministro, sujeto a la cantidad de proteína contenida en el alimento concentrado suministrado a los peces en cultivo (24% PB) y a los valores de amonio total y nitrito en el agua de cultivo. Para calcular la cantidad de melaza (g/día) se utilizó la siguiente ecuación: Melaza (g) = NT * (20 – 12); donde, 20 es la relación teórica de C: N 20:1 en el manejo de los sistemas de cultivo BFT y 12 es la relación C: N 12:12, como aporte de raciones alimenticias de 24% PB (Avnimelech, 2009). Luego de un periodo de 14 días de estabilización del inóculo inicial, basados en el manejo de los compuestos nitrogenados y por la caracterización cualitativa y cuantitativa de los microorganismos presentes en el inóculo, se procedió a transferir 600 L de este a cada unidad experimental, y luego llevarlo hasta 6 m3, utilizando agua del sistema de distribución del CINPIC. 32 4.4 SELECCIÓN Y MANEJO DE REPRODUCTORES Al final del cultivo fue evaluado el estado de maduración de bocachico, seleccionando tres hembras y tres machos de cada unidad experimental, para un total de nueve ejemplares por cada tratamiento. Para realizar la inducción hormonal, fueron seleccionadas hembras que presentabanpapila urogenital enrojecida y dilatada, abdomen abultado y flácido; seguidamente se realizó biopsia ovárica para verificar el estado de maduración de las hembras. Los machos fueron seleccionados cuando al ejercer presión abdominal liberaron fluido seminal. Posteriormente los reproductores fueron pesados, marcados y mantenidos en piletas circulares de 2.1 m3 con flujo constante de 2 a 3 L/min. 4.4.1 Protocolo de inducción. Las hembras fueron inducidas con 7 mg de EPC/Kg de peso, colocadas en dos aplicaciones, la primera equivalente al 10% de la dosis y doce horas después el 90% restante. A los machos se les aplicó una dosis única de 5 mg de EPC/Kg de peso al momento de aplicación de la segunda dosis de las hembras. 4.4.2 Desempeño reproductivo. El desempeño reproductivo fue evaluado a través del índice de ovulación (IO), fecundidad relativa (FR), tasa de fertilización (TF) y tasa de eclosión (TE). El IO es la fracción de las hembras ovuladas del total de inducidas, fue calculada mediante la siguiente formula: Índice de ovulación = hembras ovuladas/hembras tratadas*100 Para determinar el momento de la ovulación, las hembras fueron revisadas cada media hora a partir de las cinco horas post-inducción. Se consideraron como 33 ovuladas aquellas hembras que al ser sometidas a una ligera presión en el abdomen los ovocitos fluían libremente por el orificio genital. La FR fue estimada dividiendo el peso o número total de ovocitos sobre el peso de las hembras expresado en kilogramos. El proceso de incubación fue realizado en incubadoras cilindro-cónicas, con volumen de 60 litros y flujo de agua ascendente continúo de 2 a 3 L/min. Después de cinco horas post-fertilización fue medida la tasa de fertilización, tomando tres muestras de cien huevos en cada incubadora. Fueron considerados como huevos fertilizados aquellos que presentaban aspecto trasparente y una división celular simétrica; mientras que huevos no viables eran aquellos que presentaron color opaco o blancuzco. Aproximadamente 10 horas pos-fertilización fue medida la tasa de eclosión, esta se estimó aplicando la misma técnica utilizada para la tasa fertilización. 4.4.3 Histología de gónadas. Al finalizar el cultivo fue sacrificado un ejemplar macho y una hembra de cada replica para la disección de las gónadas; las cuales fueron fijadas en formol buferado al 8% y enviadas al Laboratorio de Histopatología de la Universidad de los Llanos (Villavicencio) para cortes histológicos mediante la técnica de hematoxilina-eosina. 4.4.4 Calidad seminal. El semen fue obtenido seis horas post-inducción y colectado directamente en tubos Eppendorf de 2 ml, estériles y secos. De cada muestra de semen fue tomada una alícuota de 0.25 µl, se colocó en una cámara Makler (Sefi Medical Instruments, Israel) y se activaron con 75 µl de agua destilada (dilución 1:300). Con ayuda de un microscopio óptico de contraste de fase (Nikon, E50i, Japón) y el sistema CASA Sperm Class Analyzer (Microptic, SCA VET 01, Ver 4.0, España) se midió la motilidad total (Mt), tipos de motilidad (rápidos, medios, lentos e inmóviles) entre 10-20 segundos después de la activación. Se consideraron 34 espermatozoides rápidos aquellos que tenían velocidades mayores de 100 μm/s, medios entre 45 y 100 μm/s y lentos aquellos con velocidades entre 10 y 45 μm/s. Se estimaron las velocidades curvilíneas (VCL) y lineal (VSL). El tiempo de activación fue medido desde el instante en que se adicionó la solución activadora (agua destilada) a la alícuota de semen hasta que aproximadamente el 90% de los espermatozoides dejaron de moverse. Para la determinación de la concentración espermática, fue utilizado 1 µl de semen mezclado con 699 µl de glucosa al 6% en un tubo Eppendorf de 2 ml (dilución 1:700), esta mezcla fue homogenizada durante cinco segundos en un vortex a 1200 rpm (Velp Scientifica, Zxclasic, China). Luego de esta muestra fueron tomados 10 µl y se colocaron en la cámara Makler para la determinación de la concentración mediante el SCA®. Este procedimiento fue realizado tres veces por muestra para obtener un valor promedio de la concentración espermática del semen analizado. 4.5 CALIDAD DE AGUA Para la evaluación de la calidad del agua, se tomaron registros dos veces al día del oxígeno disuelto, temperatura y pH, con ayuda de un oxímetro (YSI, 550A, Usa) y un pH-metro (YSI, pH100, Usa) durante el tiempo de desarrollo del experimento. El amonio total, nitritos y nitratos, se midieron cada dos días y la dureza total y alcalinidad total se midieron cada ocho días con ayuda de un fotómetro (YSI, 9500, Usa). Los sólidos sedimentables totales o volumen del floc (SS), fueron determinados tomando una muestra de 1000 mL de agua de cada unidad de cultivo y colocada en conos Imhoff. El volumen del floc, que se sedimentó en el fondo del cono, fue determinado después de 15 minutos, estimando los SS en términos de mL/L (Avnimelech, 2007). 35 4.6 DISEÑO ESTADÍSTICO Fue utilizado un diseño completamente al azar (DCA). Todas las variables estudiadas, calidad de agua y desempeño reproductivo, fueron sometidas a pruebas de normalidad y homogeneidad de varianza. Luego fue aplicado un análisis de varianza (ANOVA) seguido de una prueba de rango múltiple. En todos los casos, se utilizó un nivel de confianza del 95% como criterio estadístico para revelar diferencias significativas. El análisis estadístico se realizó con ayuda del software SAS versión para Windows (SAS Institute Inc, Cary, NC, USA). 36 5. RESULTADOS 5.1 CALIDAD DEL AGUA 5.1.1 Oxígeno disuelto, temperatura y pH. En la figura 4, se observan los valores promedio de oxígeno disuelto durante el tiempo de cultivo, este parámetro presentó fluctuaciones entre 5.9 mg/L (T3) y 7.6 mg/L (T1) sin encontrarse diferencia estadística significativa entre los tratamientos (p˃0.05). Así mismo, la temperatura promedio mostró valores máximos y mínimos que oscilaron entre 27.1 °C (T3) y 29.2 °C (T1) (figura 5), sin presentar diferencias significativas entre los tratamientos (p˃0.05). Entre tanto los valores promedios máximos y mínimos de pH oscilaron entre 7.1 (T3) y 8.4 (T1) (figura 6) sin diferencia estadística entre ellos (p˃0.05). Figura 4. Valores promedio de oxígeno disuelto (OD) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 O D ( m g/ L) Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 37 Figura 5. Valores promedio de temperatura (T) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. Figura 6. Valores promedio de pH durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 27,0 27,5 28,0 28,5 29,0 29,5 30,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 T (° C ) Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 p H Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 38 5.1.2 Alcalinidad total y dureza total. La figura 7, se observan las variaciones de alcalinidad durante el tiempo de cultivo de bocachico en biofloc. Los valores promedios oscilaron entre 110.8±11.7 (T3) y 127.5±13.7 (T2) mg CaCO3/L, sin diferencia significativa entre ellos (p˃0.05). En las semanas 12 hasta la 24 de cultivo, se observan los mayores valores para esta variable en todos los tratamientos, obteniendo el mayor valor en T3 (247.5 mg CaCO3/L) en la semana 23, sin diferencia significativa entre los tratamientos (p˃0.05). La dureza total (figura 8), presentó valores entre 128.6±32.6 (T3) y 53.6±30.7 (T2) mg CaCO3/L, sin diferencia significativa entre lostratamientos (p˃0.05). Presentando comportamiento parecido a la alcalinidad, al presentarse un aumento en todos los tratamientos a partir de la semana 12, alcanzando su valor más alto (358.3 mg CaCO3/L) en la semana 23 (T2) sin diferencia entre los tratamientos (p˃0.05). Figura 7. Valores promedio de alcalinidad durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 A lc al in id ad t o ta l ( m g C aC O 3/ L) Tiempo de cultivo (semana) T1 T2 T3 39 Figura 8. Valores promedio de dureza total durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 5.1.3 Nitrógeno amoniacal total (TAN). La figura 9, presenta las variaciones promedios semanales de TAN durante el cultivo de bocachico. Los valores promedios para TAN oscilaron entre 0.1 mg/L y 17.8 mg/L (T3). Al inicio del cultivo los niveles de TAN estuvieron por debajo de 5 mg/L en todos los tratamientos, sin embargo, a partir de la semana 10 se presentó un aumento en los niveles de TAN, alcanzando su valor promedio más alto en la semana 12 (17.8 mg/L en T3) observándose diferencia significativa con los otros tratamientos (p<0.05), a partir de la semana 22 se observa una estabilización de este parámetro en el sistema, con valores inferiores a 5.0 mg/L en todos los tratamientos sin observarse diferencia significativa entre ellos (p>0.05). 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 D u re za t o ta l ( m g C aC O 3/ L) Tiempo de cultivo (semana) T1 T2 T3 40 Figura 9. Valores promedio de nitrógeno amoniacal total (TAN) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. * denota diferencia estadística (p<0.05). 5.1.4 Amonio no ionizado (NH3). En la figura 10, se observan los promedios semanales de NH3 durante el tiempo de cultivo. Los valores de NH3 oscilaron entre 0.1 mg/L y 8.1 mg/L (T3), se puede observar que, durante las primeras nueve semanas de cultivo, se registraron valores inferiores a 1.8 mg/L (T2), sin diferencia estadística entre los tratamientos evaluados (p˃0.05). Sin embargo, a partir de la semana 10 se registró un aumento en esta variable, alcanzando su valor más alto en la semana 12 (8.1 mg/L en T3) encontrándose diferencia estadística entre los tratamientos (p<0.05). A partir de la semana 14 se registró una tendencia a la baja que llevo a una estabilización de este parámetro en el sistema hasta el final del cultivo, con valores no superiores a 2.0 mg/L. 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 TA N ( m g/ L) Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 * 41 Figura 10. Valores promedio de amonio no ionizado (NH3) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. * denota diferencia estadística (p<0.05). 5.1.5 Nitrito (NO2-). La figura 11, muestra las variaciones de NO2- durante los 10 meses de cultivo de bocachico con tecnología biofloc. Durante las primeras cuatro semanas no fue detectado NO2-, en ninguno de los tratamientos evaluados; sin embargo, a partir de la quinta semana de cultivo se presentó un aumento de este parámetro en todos los tratamientos, presentado su valor más alto en la semana 22 de cultivo (2.2 mg/L en T3), sin encontrarse diferencia estadística entre los tratamientos (p˃0.05). 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 N H 3 (m g/ L) Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 * 42 Figura 11. Valores promedio nitrito (NO2-) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 5.1.6 Nitrato (NO3-). La figura 12, muestra las variaciones de NO3- durante los 10 meses de cultivo de bocachico con tecnología biofloc. Los valores promedios de NO3- presentaron una fluctuación entre 1.4 mg/L (T1) y 38.9 mg/L (T3), sin presentar diferencia estadística entre ellos (p˃0.05). En la gráfica se observa que en las primeras 11 semanas de cultivo se presentó una tendencia creciente en todos los tratamientos, alcanzando su mayor valor en la semana 11 (38.9 mg/L en T3), a partir de la semana 12 hasta la 27 los valores para este parámetro disminuyeron hasta alcanzar 5.0 mg/L (p>0.05); este misma tendencia se presentó hasta el final del cultivo, ya que a partir de la semana 28 hay un aumento en los valores de este parámetro hasta las últimas cuatro semanas finales donde valores nuevamente disminuyen. 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 N O 2- (m g/ L) Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 43 Figura 12. Variaciones de nitrato (NO3-) durante el levante de reproductores de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. 5.1.7 Sólidos sedimentables totales (SST). En la figura 13, se puede observar los valores promedio de SST, durante el cultivo de bocachico con tecnología biofloc. Los valores promedio para este parámetro oscilaron entre 0.1 ml/L (T1 y T3) y 21.5 ml/L (T3), encontrándose diferencia estadística entre ellos (p<0.05). Se observa que durante las primeras 20 semanas de cultivo los valores promedio no superaron los 2 ml/L en ninguno de los tratamientos, sin embargo, a partir de este periodo se presentó una tendencia al aumento de estos valores en todos los tratamientos, presentado su valor más alto en la última semana de cultivo (21.5 ml/L en T3). 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 N it ra to N O 3 Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 44 Figura 13. Valores promedio de SST durante el cultivo de Prochilodus magdalenae con tecnología biofloc. * denota diferencia estadística (p<0.05). 5.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS SEXUALES 5.2.1 CALIDAD SEMINAL En la tabla 1, se presentan las características seminales obtenidas en el semen de bocachico cultivado en sistema biofloc a tres densidades de siembra. Los machos con mayor peso (156.2.3±20.8 g) y talla (23.4±0.8 cm) se obtuvieron a la menor densidad (T1) siendo estadísticamente diferente a los demás tratamientos (p˂0.05). Sin embargo, volumen seminal (0.24±0.2 a 0.37±0.2 mL), movilidad total (mayor de 92%), progresividad total (66.4±18.8 a 76.5±11.4%) y las velocidades espermáticas (VCL y VSL) no presentaron diferencia estadística entre los diferentes tratamientos (p˃0.05); así mismo, la mayor duración de la movilidad fue registrada en los machos sometidos a mayor densidad (T3, 36.5±2.3 seg). 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 SS T (m l/ L) Tiempo de cultivo (semanas) T1 T2 T3 * 45 Tabla 1. Características seminales del bocachico cultivado en sistema BFT a tres densidades de siembra. Letras diferentes significan diferencia estadística (p<0.05). Vol, volumen seminal; Lt, longitud total; Ta, tiempo de activación, Mt, movilidad total, Pt, progresividad total, VCL, velocidad curvilínea, VSL, velocidad lineal. VARIABLES TRATAMIENTOS T1 T2 T3 Peso (g) 156.2.3±20.8a 107.4±19.1b 77.23±16.5c Lt (cm) 23.4±0.8a 20.7±1.0b 18.7±1.4c Vol (ml) 0.37±0.2a 0.24±0.2a 0.27±0.2a Ta (seg) 33.9±2.9b 35.3±4.4ab 36.5±2.3a Mt (%) 97.2±2.7a 92.6±8.4a 99.1±1.1a Pt (%) 71.8±11.7a 66.4±18.8a 76.5±11.4a VCL (µm/seg) 118.7±15.3a 112.2±28.0a 126.3±15.8a VSL (µm/seg) 54.6±8.3a 52.0±13.6a 57.9±7.6a 5.3 DESEMPEÑO REPRODUCTIVO En la tabla 2, se muestran los resultados obtenidos para frecuencia relativa (FR), índice de ovulación (IO), tasa de fertilización (TF) y tasa de eclosión (TE). Se puede observar que el peso y talla final de las hembrasfue afectada por la densidad de siembra, obteniendo hembras con mayor peso (201.5±31.6 g) y talla (24.4±1.3 cm) a menor densidad (T1) siendo estadísticamente diferente a los demás tratamientos (p˂0.05), sin embargo, la fecundidad relativa (FR) no fue afectada y no presento diferencia estadística entre los diferentes tratamientos (p˃0.05). Los mayores valores para índice de ovulación (67%), tasa de fertilización (45.5±16.3 %) y tasa de eclosión (20.5±0.7 %) se obtuvieron en T2, siendo estadísticamente diferente a los demás tratamientos (p˂0.05), mostrando un mejor desempeño en este tratamiento. 46 Tabla 2. Desempeño reproductivo de hembras bocachico levantadas en sistema BFT a tres densidades de siembra. Letras diferentes significan diferencia estadística (p˂0.05). Lt, longitud total; FR, fecundidad relativa; IO, índice de ovulación, TF, tasa de fertilización, TE tasa de eclosión. VARIABLES TRATAMIENTOS T1 T2 T3 Peso hembras (g) 201.5±31.6a 110.9±19.2b 59.9±19.7c Lt (cm) 24.4±1.3a 20.4±1.3b 17.1±1.4c FR (huevos/gr hembra) 3338.5±898.5a 3005.5±394.6a 2708.2±297.4a IO (%) 44.0b 67.0a 56.0b TF (%) 4.0±5.3b 45.5±16.3a 3.5±2.1b TE (%) 1.0±1.0b 20.5±0.7a 0.8±0.4b 5.4 BIOPSA OVÁRICA E HISTOLOGÍA DE GÓNADAS Las lecturas de biopsia ovárica muestran que las hembras de bocachico maduraron en todos los tratamientos del cultivo BFT (tabla 3). Se puede observar que el mayor porcentaje de ovocitos en maduración final (OMF) se presentaron en T2 (55.0±16.3) y el menor en T3 (40.9±6.4), sin presentarse diferencia estadística entre los tratamientos (p>0.05). Así mismo, el mayor porcentaje de ovocitos en estado atrésico se evidencio en T1 (34.6±13.8), sin diferencia estadística entre los tratamientos (p>0.05). Tabla 3. Lectura de biopsia ovárica de las hembras de bocachico en sistema BFT a tres densidades de siembra. Letras diferentes significan diferencia estadística (p˂0.05). OMF, ovocitos en maduración final (es la suma de migrando más periféricos más sin núcleo) Posición núcleo T1 T2 T3 OMF (%) 41.7±9.3a 55.0±16.3a 40.9±6.4a Céntrico (%) 23.7±7.4a 32.2±2.8a 47.4±34.6a Atrésico (%) 34.6±13.8a 12.8±6.4a 11.0±5.7a 47 5.4.1 Ovarios. En la figura 14, se pueden observar ovocitos de bocachico con el núcleo en posición migrando, este estado se evidencio en los tres tratamientos evaluados, sin embargo, la mayor presencia de este estado se encontró en T2 y el menor valor en T1, sin presentarse diferencia estadística entre los tratamientos (p>0.05). Figura 14. A) Ovocito migrando, con presencia de núcleo definido (N), gránulos de vitelo (V). Microscopio objetivo 10X. B) Fase de quiebre de la vesícula germinativa. Micrópilo (M), teca (T), capa folicular (CF) Microscopio objetivo 40X. En la figura 15 se observan ovocitos de bocachico con el núcleo en posición céntrica, este estado se evidencio en todos los tratamientos evaluados, presentando mayor valor en T3 y menor valor en T1, sin presentarse diferencia estadística entre los tratamientos (p>0.05). N V A M T CF B 48 Figura 15. A) Núcleo en posición central (N), gránulos de vitelo (V), zona radiata (ZR). Microscopio objetivo 10X. B) Núcleo (N), gránulos de vitelo (V) Microscopio objetivo 40X. En la figura 16 se observan ovocitos de bocachico en fase de atresia, estando presente en todos los tratamientos evaluados, presentando sus mayores valores en T1 y los menores en T3, sin encontrarse diferencia estadística entre los tratamientos (p>0.05). Figura 16. A) Ovocito atrésico, sin presencia de núcleo definido y zona radiata (ZR) fragmentada. Microscopio objetivo 10X. B) reabsorción del vitelo, folículos vacíos. Microscopio objetivo 10X. V N ZR A N V B A B ZR 49 B)B 5.4.2 Testículos. Todos los machos de bocachico en los diferentes tratamientos del cultivo BFT maduraron y se encontraban en fase de espermiación como lo muestran los cortes histológicos (figura 17), donde se puede observar la presencia de espermatozoides tanto libres como en cistos. Figura 17. Histología gonadal de machos de bocachico, en estado de maduración final. (A) Microscopio objetivo 10X, (B) Microscopio 40X. Septos (s) que separan el compartimento germinativo (cg) del compartimento intersticial (ci) y Z espermatozoides. Los resultados de los cortes histológicos realizados a las gónadas de bocachico demostraron, que además del lote de ovocitos que están madurando para ser desovados, mantienen un lote de reserva (pre-vitelogénicos, stock de reservas), hecho que fue descrito por Atencio-García et al. (2001) y reafirmado por Atencio- Garcìa et al. (2013), quienes sugieren que el bocachico presenta desarrollo ovocitario sincrónico en dos grupos. A B cg s cg s ci ci Z 50 6 DISCUSIÓN 6.1 CALIDAD DE AGUA El oxígeno disuelto es vital para cualquier cultivo en acuicultura; sin embargo, en el sistema BFT adquiere mayor importancia, debido a que se deben garantizar concentraciones de oxígeno que cubran los requerimientos tanto de las especies cultivadas como de los microorganismos presentes en el cultivo (Collazos-Lasso, 2016), estos microorganismos, se encargan de la eliminación de los compuestos nitrogenados, de la descomposición aeróbica de la materia orgánica y en algunos casos la nitrificación (Azim & Little, 2008). Los valores de oxígeno disuelto en el presente estudio en todos los tratamientos estuvieron por encima de 5.9 mg/L, estos valores se pueden considerar óptimos para el desarrollo de cultivos en sistemas biofloc. En condiciones de cultivo, con especies ampliamente estudiadas en este tipo de sistemas como la tilapia se consideran valores de oxígeno disuelto por encima de 5 mg/L como adecuados para el desarrollo eficiente de los cultivos (Azim & Little, 2008; Ray et al., 2010a; Crab et al., 2012). La temperatura, presenta una influencia en la formación y estabilización de los sistemas biofloc. Las investigaciones realizadas han mostrado una fuerte relación entre variaciones de temperatura y la formación de flocs. Wilen et al. (2000) observaron una baja tasa de floculación a temperaturas menores de 4°C en comparación con 18 a 20°C, probablemente debido a la disminución de la actividad microbiana en los flóculos. Hargreaves (2013) asegura que el rango óptimo de temperatura para el manejo de las comunidades bacterianas oscila entre 25 y 30°C, este mismo rango es el adecuado para el cultivo de bocachico (Atencio-García et al., 2003). En contexto, se puede inferir que las temperaturas registradas en el cultivo BFT (27.1 y 29.2°C) garantizaron la formación de macroagregados y mantenimiento del sistema. 51 Los cambios en el pH determinan la estabilidad de los bioflóculos presentes en los estanques (Mikkelsen et al., 1996). Gujer (2010) sugiere que pH entre 6.2-8.0, son ideales para que se realice el proceso de nitrificación. Los valores de pH en el presente estudio (7.1 y 8.4) se mantuvieron en el rango propuesto por Kubitza (2011) para estos sistemas de cultivo (7 y 8.5) y por otros autores para especies comerciales cultivadas en este tipo de sistemas (Ray et al., 2010b, Crab et al., 2012, Amnimelech, 2009, Emerenciano et al., 2013). Los valores de alcalinidad reportados en el presente estudio (110.8±11.7 T3) y 127.5±13.7 (T2) mg CaCO3/L), están ligeramente superiores (60-100 mg CaCO3/l) a los reportados en cultivo de tilapia nilótica en este tipo de sistemas (Azim & Little, 2008); así mismo los valores de dureza obtenidos (128.6±32.6 y 53.6±30.7 mg CaCO3/L) se consideran adecuados para el mantenimiento y rutas de nitrificación de las bacterias (Ebeling et al., 2006; Ray et al., 2010b). La dinámica de estas reacciones,establece el comportamiento para alcalinidad durante las primeras semanas de cultivo, reportando valores mínimos de 43,3 mg/L de CaCO3. Azim & Little (2008) al evaluar la calidad del agua, composición del floc y crecimiento de la tilapia del Nilo en sistema biofloc, compararon los valores de alcalinidad en tanques con presencia (8-250 mg/LCaCO3) y ausencia de floc (18- 27 mg/L CaCO3), señalando que los sistemas biofloc pierden su capacidad buffer por lo que requieren adiciones frecuentes de fuentes de carbono, con el fin de estabilizar el sistema. Para tal fin, en el manejo del levante de reproductores de bocachico con BFT, fue propiciada la adición de melaza y cal, para contrarrestar las bajas de alcalinidad y estabilización del pH, teniendo en cuenta las variaciones de los compuestos nitrogenados y la neutralización de la toxicidad del nitrógeno libre para los peces en cultivo. 52 El nitrógeno puede estar presente en los ambientes acuáticos en formas de nitrato (NO3-), nitrito (NO2-), amonio ionizado (NH4+), amonio no ionizado (NH3-), TAN (NH4++ NH3-), óxido nitroso (N2O), óxido nítrico (NO), nitrógeno molecular (N2), nitrógeno orgánico disuelto (péptidos, purinas, aminas, aminoácidos) y como nitrógeno orgánico particulado, denominados en conjunto, como compuesto nitrogenados (Hernández & Vargas, 2003). Compuestos como los nitratos y el amonio, son requeridos como fuente principal de nitrógeno biodisponible para la generación de cadenas tróficas; siendo por su parte, amonio no ionizado (NH3) y nitritos (NO2-) tóxicos para los peces, convirtiéndose en factores limitantes para el crecimiento y sobrevivencia de estos en cultivo (Ebeling et al., 2006; Avnimelech, 2009; Hargreaves, 2013). En el presente estudio el TAN presento valores promedios mínimos de 0.1 mg/L y máximo de 17.8 mg/L, los resultados obtenidos y la tendencia mostrada en el estudio son parecidas a las reportadas por Peiro-Alcantar et al. (2019), quien reporta la misma tendencia en el cultivo de camarón en biofloc al mostrar un incremento desde el inicio del experimento hasta la cuarta semana de cultivo alcanzando su valor máximo de 17.0 mg/L, posteriormente disminuyendo a 1 mg/L. De referencia para especies evaluadas en este tipo de sistema con tecnología biofloc, se reportan valores entre 1.9 y 2.5 mg/L de TAN para cultivo de tilapia, sin renovación de agua (Kubitza, 2011) y entre 0.1 y 2.9 mg/L de TAN, para el cultivo de camarón (Burford et al., 2003). Los valores promedios obtenidos para NH3 en el presente estudio oscilaron entre 0.1mg/L y 8.4 mg/L (T3), valores similares a los reportados por varios autores que han recomendado valores inferiores a 3 mg/L de NH3 (Azim & Little, 2008; Crab et al., 2009; Poleo et al., 2011; Schveitzer et al., 2013; Lorenzo et al., 2016). En relación a los altos valores obtenidos entre las semanas 10 y 14; Zhao et al. (2012), afirmaron que los valores de amonio y sus derivados, aumentan con el porcentaje de proteína contenido en la dieta y la tasa de alimentación; por lo tanto, estos valores altos de TAN y NH3 pueden estar relacionados con un suministro excesivo de alimento y disminución de la relación C:N en el sistema, infiriendo en la disminución 53 de la acción de bacterias nitrificadoras que transforman amonio a nitrito y luego a nitrato (Crab et al., 2009). Las valores promedios de nitrito (NO2-), durante los 10 meses de cultivo de P. magdalenae en sistema biofloc, estuvieron entre 0.1 mg/L y 2.2 mg/L (T3), valor parecidos a los reportados por Pérez-Fuentes et al. (2016), Quienes al evaluar la incidencia de la relación C:N en la eliminación de nitrógeno y producción de Oreochromis niloticus en sistema biofloc encontraron valores entre 0.7±0.9 mg/L y 1.3±0.8 mg/L de NO2-. El comportamiento de esta variable durante el tiempo de cultivo, es parecida a la reportada por Peiro-Alcantar et al. (2019) quienes encontraron para NO2- un incremento a partir de la tercera semana de cultivo con una disminución al final del mismo; sin embargo, los valores promedios mínimos (12.8 mg/L) y máximos (17.1 mg/L) para NO2- reportados por estos autores difieren de los nuestros (mínimo de 0.1 mg/L y máximo de 2.2 mg/L. Se sugiere que los procesos de nitrificación no fueron estables durante la primera mitad del cultivo, siendo el tiempo necesario para establecer rutas de nitrificación de los compuestos nitrogenados en las unidades un tiempo mayor a las 20 semanas. Los valores promedio de NO3-, durante los 10 meses de cultivo en el presente estudio, estuvieron entre 1.4 mg/L (T1) y 38.9 mg/L (T3), inferiores a los reportados por Pérez-Fuentes et al. (2016) quienes encontraron valores de 40.7 y 48.4 mg/L de NO3-. Igual que NO2-, los mayores valores se expresaron en el intervalo de tiempo entre las semanas 8-11, permitiendo este comportamiento inferir, que solo a partir de la semana 22 de cultivo, se presentó la estabilización del sistema, en función de la ruta de nitrificación amonio-nitrito-nitrato, siendo referenciada esta condición en estudios relacionados bajo este tipo de sistemas (Ebeling et al., 2006; Avnimelech, 2007; 2009; Azim & Little, 2008). Así mismo, a partir de la semana 29 hasta la 40 se presentó un aumento en los valores de NO2-, estabilizándose en las semanas restantes del estudio. Según Azim y Little (2008), la acumulación de nitritos y nitratos 54 durante las primeras semanas es causada por procesos de nitrificación, que son muy comunes en los sistemas de biofloc. En este tipo de sistemas se presentan altos niveles de estos compuestos nitrogenados, sin embargo, se puede establecer que su toxicidad, dependerá de las condiciones de manejo dadas al sistema y del grado de tolerancia de la especie cultivada. No obstante, a pesar de encontrarse por encima de valores óptimos para el manejo del sistema (Azim & Little, 2008; Avnimelech, 2009; Schveitzer et al., 2013; Lorenzo et al., 2016) no incidieron sobre el manejo del mismo, y en el bienestar de la especie en cultivo. Los niveles de sólidos suspendidos (SS) es utilizado a menudo como indicador para la determinación cuantitativa de biofloc (De Schryver et al., 2008), ya que sus cambios en el tiempo pueden reflejar el desarrollo de la biofloc en el agua. Así mismo, la concentración de volumen de floc, es el resultado del crecimiento microbiano, restos de ración no ingerida y heces de los peces en cultivo, siendo su aumento considerable, responsable de bajos niveles de oxígeno con incidencia en el deterioro de la calidad del agua (Avnimelech, 2009). En el presente estudio los niveles de SST, registraron valores promedios máximos de 21.5 ml/L, muy por debajo de los valores sugeridos por Furtado et al. (2011), quienes registraron valores entre 67-100ml/L de SST para cultivo de camarón en este tipo de sistemas, mientras que Avnimelech (2007) sugiere para para el cultivo de peces valores mínimos de 20-30 ml/L. Se puede inferir que los bajos valores obtenidos para SST en relación a lo sugerido para este tipo de sistemas, están relacionados con el comportamiento observado del bocachico durante el cultivo (siempre en el fondo de los tanques y extracción de lodos parecidos al de los estanques en tierra), además, de su hábito alimenticio (iliófago-detritivoro). Esto no tuvo incidencia sobre la calidad de agua del cultivo. 55 6.2 CALIDAD DE LOS PRODUCTOS SEXUALES Las valoraciones subjetivas de machos y hembras, así como como los cortes histológicos muestran que el bocachico madura en las condiciones en que fue cultivado; es decir en sistema BFT a densidades entre 5 y 20 peces/m3. Aunque los reproductores fueron evaluados a los diez meses de cultivo, las primeras señales de madurez fueron observados en los machos desde de los seis meses de cultivo, los cuales se observaron en fase de espermiación. 6.2.1. Semen.El semen de bocachico, en su primera maduración, cultivado en BFT presentó valores promedio de volumen seminal entre 0.37 ml y 0.24 ml; los cuales están por debajo de los reportes de Atencio-García et al. (2013) (1.3±0.4ml) y Márquez & Otero (2018) (2.3±0.4ml) para bocachicos mantenidos en cautiverio. Estas diferencias pueden ser explicadas, que los resultados en el presente estudio fueron obtenidos por fuera de su época reproductiva; sin embargo, los resultados de la presente investigación son parecidos a los descritos por Montes-Petro (2018) quien obtuvo valores de 0.4±0.2 ml para bocachicos mantenidos en cautiverio e inducidos por fuera de la época reproductiva. Los valores para tiempo de activación oscilaron entre 36.5±2.3 seg (T3) y 33.9±2.9 seg (T1), estos valores son similares a los reportados por Montes-Petro (2018) quien reporto valores por fuera de la época reproductiva de 34.1±1.7 seg y por Márquez & Otero (2018), quienes reportaron valores promedio de 28.85±1.5 seg ambos se encuentran en el rango óptimo para la especie. La movilidad total es el parámetro más comúnmente utilizado para determinar la calidad del esperma, ya que es el factor decisivo para que el espermatozoide llegue a fecundar al ovocito. La movilidad de espermatozoides se activa por diversos factores físicos, químicos y fisiológicos que dependen de la especie y del medio donde habita (Valdebenito et al., 2009). Entre los factores que desencadenan la 56 movilidad se encuentran los cambios en la presión osmótica (Alavi & Cosson, 2006), los cambios iónicos entre el medio extra e intracelular (Kho et al., 2005; Ohtake, 2003) o variaciones en el pH (Hoang et al., 2010). Para Movilidad total en el presente estudio se presentaron valores entre 99.1±1.1% y 92.6±8.4 %, estos valores son similares a los reportados por Atencio-García et al. (2013), Márquez & Otero (2018) y Montes-Petro (2018), quienes reportaron valores promedio de 98.8±1.1%, 97.3±3.4% y 92.4±1.5 %, respectivamente, para bocachicos mantenidos en cautiverio en estanques en tierra e inducidos en época reproductiva. Así mismo, los valores obtenidos para progresividad total en el presente estudio (76.5±11.4 % y 66.4±18.8 %), son similares a los reportados para la misma especie por Atencio-García et al. (2013) y Montes-Petro (2018) quienes mostraron valores de 79.1±2.3 % y 65.9±3.6 %, respectivamente. Montes-Petro (2018) también reporto valores de 34.8±5.6 % para bocachicos inducidos fuera de la época reproductiva; encontrándose los valores del presente estudio en el rango reportado como óptimo para la especie. Las variables velocidad curvilínea y velocidad lineal mostraron valores entre 126.3±15.8 µm/seg y 57.9±7.6 µm/seg, respectivamente, sin encontrarse diferencia estadística entre los tratamientos (p>0.05), estos valores se encuentran por debajo a los reportados por Atencio-García et al. (2013), quienes mostraron valores de 186,6±15,4 µm/seg y 87,4 ± 14,7 para VCL y VSL, respectivamente; sin embargo, son similares a los reportados por Márquez & Otero (2018) quienes obtuvieron valores de 105.1±20.2µm/s y 62.3±15.0µm/s para VCL y VSL, respectivamente. Cabe resaltar que estos valores están reportados para semen fresco de bocachicos mantenidos en cautiverio en estanques en tierra, presentado buenos resultados al momento de realizar la reproducción artificial de los mismos. Estos resultados no difieren de los valores reportados en este estudio. 57 6.3 DESEMPEÑO REPRODUCTIVO En cautiverio la maduración final y desove de los peces, está íntimamente relacionada por factores ecológicos como la condición ambiental y la disponibilidad de alimento (Miller & Kendal, 2009). Una de las formas más efectivas en las que se puede conocer el estado de madurez en el que se encuentran los reproductores es mediante la caracterización o biopsia ovárica el cual permite descartar o seleccionar un individuo para ser inducido hormonalmente. En el presente estudio se encontró la mejor respuesta a los tratamientos hormonales cuando se presentaron mayores porcentajes de ovocitos maduros (25%) con los más altos porcentajes de fertilización (45.5±16.3%) y eclosión (21±0.7%). Al respecto Yaron & Levavi-Zermonsky (1986) y Yaron et al. (2009) determinaron que en hembras de carpa común Cyprinus carpio, la ovulación fue exitosa solo cuando estás presentaban un porcentaje de ovocitos en maduración final por encima del 66% en su biopsia ovárica, mientras que al intentar inducir a hembras que presentaban más del 34% de ovocitos céntricos no tuvieron los mejores resultados. Otros autores como Sharaf et al. (2012) con el catfish africano (Clarias gariepinus), sugirieron como hembras viables para el desove solo aquellas que presentan más del 60% de los ovocitos en maduración final. De igual manera, Zadmajid et al. (2017) reportaron porcentajes de fertilidad y eclosión de hasta 94% y 81% respectivamente, en hembras de Capoeta. trutta que presentaban más del 60% de los ovocitos en maduración final. La aparición de atresia folicular se relaciona con condiciones degenerativas normales debido a cambios estacionales en la actividad gonadal, afecciones sanitarias, o bien, a condiciones de manejo inadecuadas en peces mantenidos en cultivo (Valdebenito et al., 2011), en la presente investigación se observaron mediante placas de cortes histológicos pérdida de la estructura de los ovocitos y 58 formación de ondulaciones, muy probablemente debido a que los animales iniciaron la maduración final de sus productos sexuales pero ante la falta de ciertos estímulos ambientales iniciaron el proceso de reabsorción. Evaluando el desempeño reproductivo para bocachicos, Atencio-García et al. (2013), Obtuvieron registros para IO de 91%, TF de 73.9 y 56.9% y TE de 55.6 y 35.6% en bocachicos inducidos dos veces el mismo año; por su parte Márquez & Otero (2018) reportaron valores para TF de 81.5±10.2% y TE de 71.3±10% para bocachicos mantenidos en cautiverio en estanques en tierra, datos mayores a los reportados en esta investigación (IO 67%, TF 45.5±16.3% y TE 21±0.7%); sin embargo, los resultados obtenidos en la presente investigación para estos parámetros, son parecidos a los obtenidos por Montes-Petro (2018), quien reportó para animales inducidos fuera de la temporada reproductiva valores para IO de 72.5±16.1%, TF de 31.8±10.8% y TE de 25.08±11.6%. Los reproductores de peces se manejan con el objetivo obtener un buen desempeño reproductivo cuando son sometidos a las inducciones hormonales; es decir que respondan positivamente a los protocolos de reproducción inducidas, produzcan gametos de calidad, adecuadas tasas de fertilización, eclosión y sobrevivencia larval. Un manejo eficiente de reproductores en cautiverio depende del conocimiento del comportamiento reproductivo de la especie, época reproductiva, edad y tamaño de primera madurez sexual, origen de los reproductores, requerimientos nutricionales, densidad y tasa de alimentación, entre otros (Atencio- García et al., 2012). La densidad es un factor importante para el desarrollo gonadal y en general para el desempeño reproductivo de los peces, ya que altas densidades generan competencia por espacio, oxígeno, alimento, entre otros, que produce estrés; es conocido que los reproductores durante el periodo de maduración gonadal son más sensibles a los efectos del estrés (Zaniboni–Filho & Nuñer, 2004) 59 En el presente estudio la densidad de siembra afecto el tamaño y peso de machos, obteniendo los mayores resultados en el tratamiento con menor densidad de siembra (T1), presentando diferencia estadística significativa con los demás tratamientos; sin embargo, no afecto variables como volumen seminal, movilidad total, progresividad total, velocidad curvilínea y velocidad lineal. Atencio-García et al.
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