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PRODUCCIÓN ARTIFICIAL DE ARTEMIA Macho >:{{{---- Hembra :{{{o--- HIPÓTESIS La producción artificial de artemia se verá modificada en calidad y cantidad, al controlar variables físicas, tales como son el pH, ºT y salinidad. OBJETIVO GENERAL Observar, comparar y mejorar la calidad y cantidad de producción de artemia por medio de variables físicas. OBJETIVOS ESPECIFICOS Mejorar la calidad y cantidad de la eclosión de artemia. Comparar la concentración de biomasa al principio y al final del experimento. Observar los cambios en la eclosión, crecimiento y sobrevivencia de la artemia por la temperatura. Observar los cambios en la eclosión, crecimiento y sobrevivencia de la artemia por la salinidad. Observar los cambios en la eclosión, crecimiento y sobrevivencia de la artemia por el pH. Observar los cambios en la eclosión, crecimiento y sobrevivencia de la artemia por la alimentación Mejorar la técnica de producción artificial de artemia. ANTECEDENTES La Artemia salina es un crustáceo de aguas salubres no oceánicas. Fue descubierta en Lymington, Inglaterra en 1755. Clasificación sistemática por Flössner en 1972 Phyllum Clase Subclase Orden Familia Género Artrópoda Crustácea Branquiópoda Anostraca Artemiidae Artemia, Leach 1819 Las huevas pueden permanecer metabólicamente inactivas durante largos períodos (incluso de varios años) en condiciones de total ausencia de agua y oxígeno, y a temperaturas por debajo del punto de congelamiento. Esta característica inusual es llamada criptobiosis o diapausa; una vez el entorno es adecuado, la membrana externa de los quistes se rompe y aparece el embrión rodeado de la membrana de eclosión (Foto 2). Durante las horas siguientes, el embrión abandona completamente la cáscara del quiste: colgando entretanto de la cáscara vacía a la cual permanece todavía unido. Dentro de la membrana de eclosión se completa el desarrollo del nauplio, sus apéndices comienzan a moverse y en un breve periodo de tiempo 1 la membrana de eclosión se rasga emergiendo el nauplio que nada libremente (Foto 3). La eclosión no se demora más de unas horas. El primer estado larvario (Estado I) mide entre 400 y 500 micras de longitud, tiene un color pardo anaranjado (por acumulación de reservas vitelinas) y posee tres pares de apéndices: el primer par de antenas (también llamadas anténulas y que tienen una función sensorial) el segundo par de antenas (con función locomotora y filtradora) y las mandíbulas (con una función de toma de alimento). Un único ocelo de color rojo también llamado ojo nauplial se encuentra situado en la cabeza entre el primer par de antenas. La cara ventral del animal se encuentra cubierta por un amplio labro que interviene en la toma de alimento (transfiriendo las partículas desde las setas filtradoras hasta la boca). En el estado larvario I no se alimenta ya que su aparato digestivo no es todavía funcional (permaneciendo aún cerrados la boca y el ano). Tras aproximadamente 24 horas, el animal muda al segundo estado larvario (Estado II). Pequeñas partículas alimenticias (tales como células de microalgas, bacterias, detritus) con un tamaño que varía entre 1 y 40 micras son filtradas por el segundo par de antenas, siendo entonces ingeridas por un aparato digestivo ya funcional. La larva continúa su crecimiento apareciendo diferenciaciones a lo largo de las 15 mudas. Así van apareciendo unos apéndices lobulares pares en la región torácica que se diferenciarán posteriormente en toracópodos (Foto 4), se desarrollan ojos complejos laterales a ambos lados del ojo nauplial (Fotos 5 y 6). Desde el estado X en adelante, se producen importantes cambios tanto morfológicos como funcionales por ejemplo: las antenas pierden su función locomotriz y se transforman en elementos de diferenciación sexual. Los futuros machos (Fotos 6 y 8) desarrollan unos apéndices curvados y prensiles mientras que las antenas de las hembras degeneran en apéndices sensoriales (Foto 11). Los toracópodos están ya completamente formados y presentan 3 partes funcionales (Foto 12): los telopoditos y endopoditos con acciones locomotrices y filtradoras y los exopoditos que actúan como branquias. Los adultos de Artemia miden hasta 10 mm de longitud en las poblaciones bisexuales y hasta 20 mm en las poblaciones partenogenéticas. Los adultos se caracterizan por un cuerpo alargado con dos ojos complejos pedunculados, un aparato digestivo lineal, unas anténulas sensoriales y 11 pares de toracópodos funcionales (Fotos 10 y 11). El macho (Foto 10) posee un par de piezas prensiles musculadas muy características (segundo par de antenas) en la región cefálica mientras que en la parte posterior del tórax se puede observar un par de penes (Foto 9). La hembra de Artemia no tiene apéndices distintivos en la región cefálica, pero puede ser fácilmente reconocida por el saco de puesta o útero que está situado inmediatamente detrás del undécimo par de toracópodos (Fotos 9 y 11). Los huevos se desarrollan en dos ovarios tubulares situados en el abdomen (Foto 7). Una vez maduros, tienen forma esférica y se desplazan hasta el útero a través de dos oviductos (también llamados sacos laterales, Foto 7). 2 La precópula de los adultos se inicia cuando el macho sujeta a la hembra entre el útero y el último par de toracópodos, con sus antenas curvadas (Foto 9). Las parejas pueden nadar de esta forma durante largo tiempo en lo que se conoce como posición de monta, para lo cual mueven sus toracópodos de forma sincrónica. La cópula es un rápido acto reflejo: La parte ventral del macho se dobla hacia delante y uno de los penes es introducido en la abertura del útero fertilizando los huevos. En el caso de las hembras partenogenéticas la fertilización no tiene lugar y el desarrollo embrionario comienza tan pronto como los huevos han llegado al útero. Los huevos fecundados se desarrollan normalmente en nauplios nadadores (reproducción ovovivípara) que son depositados por la hembra (Foto 14). En condiciones extremas (salinidad elevada, bajos niveles de oxígeno) las glándulas de la cáscara, (órganos parecidos a uvas situados en el útero), entran en actividad y acumulan un producto de secreción de color marrón (hematina). Los embriones solo se desarrollan hasta el estado de gástrula, momento en el cual son rodeados de una gruesa cáscara (segregada por las glándulas de la cáscara), entrando en un estado de latencia o diapausa (parada reversible del metabolismo embrionario) y siendo liberados por la hembra (= reproducción ovípara) (Foto 13). Los quistes generalmente flotan en las aguas hipersalinas y son llevados hasta las orillas donde se acumulan y se secan. Como resultado de este proceso de deshidratación el mecanismo de diapausa es desactivado permitiendo a los quistes recuperar su posterior desarrollo embrionario, una vez que son hidratados en condiciones óptimas de eclosión. Al eclosionar, las larvas o nauplios tienen menos de 500 micras (5x10-4 m). Se alimentan de fitoplancton, en especial algas de los géneros Chlamydomonas, Tetrahedron y Dunaliella. En condiciones adecuadas esta especie puede vivir varios meses, creciendo de nauplio a adulto en solo 8 días y reproduciéndose a una tasa de hasta 300 nauplios o quistes cada 4 días. Este crustáceo es de especial interés dentro de la acuicultura debido a sus propiedades nutricionales particularmente en sus primeros estadíos, esto las hace muy adecuadas para su empleo en como alimento vivo para peces pequeños. Son ricas en lípidos y ácidos grasos insaturados, pero poseen muy poco en calcio, estas características explican parcialmente la razón de la excepcionalmente alta salinidad del ambiente vital de Artemia, en el cual se hace difícil la coexistencia de posibles depredadores. Descripción de las Fotografías 1 a 14. Foto 1. Recogida de quistes en un estanque de salina. Foto 2. Quiste en fase de ruptura (“breaking stage”). Foto 3. Embrión en estado de “Umbrella” (parte superior derecha) y nauplios estado I. Foto 4. Larva estado V. 3 Foto 5. Cabeza y parte torácica anterior del estado XII. Foto 6. Cabeza y parte torácica anterior de un macho joven. Foto 7. Región torácica posterior, abdomen y útero de una hembra fértil. Foto 8. Cabeza de un macho adulto. Foto 9. Pareja de Artemia en posición de precópula (“riding position”). Foto 10. Macho adulto. Foto 11. Hembra adulta. Foto 12. Detalle de los toracópodos anteriores de un adulto. Foto 13. Útero lleno de quistes de una Artemia ovípara. Foto 14. Útero lleno de nauplios de una Artemia ovovivípara (liberando las primeras larvas). Definición de las siglas a. ojo nauplial; b. ojo complejo lateral; c. anténula; d. antena; e. mandíbula; f. labro; g. toracópodos en formación; h. exopodito; i. telopodito; j. endopodito; k. lóbulo frontal; l. aparato digestivo; m. ovario en reposo; n. huevos maduros en el oviducto; o. útero; p. pene; q. glándulas de la cáscara; r. ovario con huevos. 4 Morfología de los quistes secos Un esquema de la ultraestructura de un quiste de Artemia está representado en la Figura. La cáscara del quiste está formada de tres estructuras: El corion. Capa dura formada de lipoproteínas impregnadas de quitina y hematina (producto de descomposición de la hemoglobina; la concentración de hematina determina el color de la cáscara, variando de un marrón pálido a un marrón oscuro). La principal función del corion es la de proporcionar una protección adecuada al embrión contra rupturas mecánicas y radiaciones (ej. las radiaciones ultravioletas de los rayos solares). Esta capa puede ser completamente eliminada (disuelta) por un tratamiento oxidativo a base de hipoclorito (descapsulación del quiste). La membrana cuticular externa. Protege al embrión de la penetración de moléculas mayores que la molécula del CO2 (membrana compuesta de varias capas y con una función de filtro muy especial, actuando como barrera de permeabilidad). La cutícula embrionaria. Una capa transparente y altamente elástica que queda separada del embrión por la membrana cuticular interna (que se transforma en membrana de eclosión durante el proceso de incubación). Desarrollo del quiste de Artemia desde la incubación en agua de mar (AM) hasta la liberación del nauplio. Ciclo de vida de la artemia salina Según las diferentes especies, la temperatura, la calidad del agua y otros factores, el desarrollo de la Artemia podrá darse dentro de los siguientes tiempos: 5 Quiste 12 horas 18-20 horas 20-22 horas 22-24 horas 24-30 horas MATERIAL 3 Garrafones de agua de 40 L. 3 Bases metálicas para maceta. 3 Botellas de plástico de 2.5 L. Quiste de artemia. 3 Bombas de aire para pecera con 2 salidas cada una. 3m de manguera. 1 Tubo de vidrio. 2 Lámparas de luz blanca. Sal desyodatada. Hipoclorito. Agua de grifo. DESARROLLO 1. Se vació y lavó perfectamente las botellas y se llenaron con 1800 mL. de agua de grifo. 2. Se preparó 1.800L. de salmoera al 15%o, 25%o y 35%o 3. Se preparó 1L. de solución de hipoclorito al 50%. 4. Se pesaron 3g. de quiste de artemia y se colocaron en tres recipientes. 5. Se agregó la misma cantidad de la solución de hipoclorito en cada uno de los recipientes con el quiste moviendo ligeramente hasta que este tornó de un color café a un color blanquizco, teniendo cuidado de no excederse pues el quiste se quemaría. (ruptura de corión) 6. Se tamizó y lavó el quiste con salmuera hasta que desapareció el olor a cloro. 7. En cada una de las tapas de las botellas se les hizo un orificio de un diámetro poco mayor al del tubo de vidrio. 8. Se le insertó el tubo de vidrio a las tapas y se les embonó la manguera que a su vez por el otro extremo estaba conectado a una entrada de la bomba de aire. 9. Se colocó las lámparas en forma horizontal y a una distancia de 15 cm. Se colocaron las botellas. 6 10. Se vació el quiste en las botellas con salmuera al 15%o, 25%o, 35%o y se le conectó al aire. 11. Se esperó de 24-48h para la eclosión del quiste. 12. Se preparó 50L. de salmuera al 15%o, 25%o y 40%o y vacío en c/u de los garrafones, agregando los nauplios en éstos. 13. Posteriormente se colocaron las artemias en recipientes mucho más grandes. 14. Se realizó los pasos anteriores pero con otros factores tales como: temperatura, alimento y pH. 15. Dos de los tres garrafones tendrán un calentador los cuáles tuvieron una temperatura de 20ºC y 28ºC, el otro garrafón se mantuvo a 13ºC. 16. Se mantuvo a los nauplios en los garrafones durante una semana dándoles diferente alimento: a) algas, b) levadura c) algas y levadura. 17. El pH al que se mantuvieron las artemias fue de 5.0, 7.5 y 9.0. RESULTADOS TEMPERATURA Durante la eclosión ºC Biomasa (1gr.) -18 10% Temperatura 15 21 25 70% 72% 80% 4 65% 28 90% 32 37% 36 40% 40 45% 46 12% BIOMASA CONTROLANDO LA TEMPERATURA DURANTE LA ECLOSIÓN 100% 90% 80% BIOMASA 70% 60% 50% Biomasa (1gr.) 40% 30% 20% 10% 0% -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 BIOMASA CONTROLANDO LA TEMPERATURA TEMPERARURA DURANE LA ECLOSIÓN 45% 12%10% 65% 40% 70% 37% 90% 72% 80% 7 BIOMASA Después de la eclosión Temperatura ºC 15 20 40% 65% Biomasa (1gr.) 25 80% 30 95% BIOMASA CONTROLANDO LA TEMPERATURA DESPUÉS DE LA ECLOSIÓN 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Biomasa (1gr.) 30% 20% 10% 0% 10 15 20 25 30 35 TEMPERATURA BIOMASA CONTROLANDA LA TEMPERATUIRA DESPUÉS DE LA ECLOSIÓN 40% 95% 65% 80% 8 pH 7.6 10% 7.7 22% 7.8 28% pH 7.9 8.0 27% 30% 8.1 35% 8.2 75% 8.3 90% 8.4 80% 8.5 12% BIOMASA CONTROLADA POR EL pH DESPUES DE LA ECLOSIÓN 100% 80% BIOMASA pH Biomasa (1gr.) Después de la eclosión 60% Biomasa (1gr.) 40% 20% 0% 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 TEMPERATURA BIOMASA CONTROLADA POR EL pH DESPUÉS DE LA ECLOSIÓN 80% 12% 10% 22% 28% 27% 30% 35% 90% 75% 9 ALIMENTACIÓN Alimento Algas Levadura Algas/Levadura Biomasa (1gr) 70% 75% 95% BIOMASA CONTROLADA POR LA ALIMENTACIÓN 100% 80% 95% 60% BIOMASA 40% 20% 0% Algas Levadura Algas/Levadura TIPO DE ALIMENTO 10 SALINIDAD Durante la eclosión Salinidad %o 15-20 Salinidad 21-25 26-30 Biomasa (1gr.) 90% 81% 78% 31-35 36-40 41-45 71% 64% 60% BIOMASA CONTROLADA POR LA SALINIDAD DURANTE LA ECLOSIÓN 100% 80% 60% BIOMASA 40% 20% 0% 15-20 21-25 26-30 31-35 36-40 41-45 SALINIDAD BIOMASA CONTROLADA POR LA SALINIDAD DURANTE LA ECLOSIÓN 60% 90% 15-20 21-25 64% 26-30 31-35 81% 71% 78% 36-40 41-45 11 Después de la eclosión Salinidad Salinidad %o 15-20 21-25 26-30 31-35 36-40 41-45 40% 78% 99% 60% Biomasa (1gr.) 48% 71% BIOMASA CONTROLADA POR LA SALINIDAD DESPUÉS DE LA ECLOSIÓN 100% 80% 60% BIOMASA 40% 20% 0% 15-20 21-25 26-30 31-35 36-40 41-45 SALINIDAD BIOMASA CONTROLADA POR LA SALINIDAD DESPUÉS DE LA ECLOSIÓN 40% 60% 48% 15-20 21-25 26-30 31-35 99% 71% 78% 36-40 41-45 ANÁLISIS DE RESULTADOS Durante la realización del experimento se contemplaron diferentes variables físicas, desde el pH, temperatura, alimento y la salinidad. En el caso de la temperatura, en una exposición de larga duración en el intervalo de 32°C a 40°C ocasiona un retraso progresivo de la tasa de eclosión; a una ºT <40ºC y -18ºC el embrión muere; aunque el embrión eclosionó en un rango entre 4°C y 32°C, los nauplios eclosionaron antes y en mayor número a medida que la temperatura fue más 12 alta, sin embargo la temperatura óptima después del nacimiento de los nauplios fue entre 25 y 30º C. El pH en el que las artemias crecieron en un medio óptimo fue en el rango de 8.2 a 8.4. El diferente alimento que se le dio a las artemias también fungió un papel importante en la supervivencia y desarrollo de las éstas, la luz directa provocó la reproducción de algas las cuales utilizaron el oxígeno del recipiente y provocó la muerte de las artemias. En cuanto a la salinidad se pudo observar que durante la eclosión el mejor rango de salinización fue entre 15%o y 20%o, sin embargo una vez nacidos los nauplios la salinización jugó un factor clave en el crecimiento y sobrevivencia de éstos, pues a una salinización entre 15%o y 25%o las artemias murieron en un 80 a 90% observando que la salinización óptima es dentro del rango de 36 a 40 %o con una supervivencia del 95% al 99%. En el caso del alimento, con la levadura sobrevivieron las artemias, sin embargo el mejor alimento para éstas fue sin duda la combinación de levadura con una mínima cantidad de algas. CONCLUSIÓN Con todo esto se concluye que: La producción artificial de artemia se vio modificada en cuanto a crecimiento, desarrollo y reproducción al controlar tanto el pH, ºT, salinidad y alimento. En cuanto a la temperatura se observó que la óptima para su crecimiento, desarrollo y reproducción fue el rango de 25-30º C, una temperatura mayor o menor del rango comentado fue letal para las artemias. La mejor salinidad después de la eclosión de los nauplios fue el rango de 36-40%o, en la eclosión de los quistes no determinó de manera considerable la salinidad pues la eclosión fue la misma tanto en una salinidad de 15%o como de 40%o. El ambiente con el medio óptimo para el crecimiento, desarrollo y reproducción de las artemias fue en el rango de pH entre 8.2 - 8.4, acordando que estas prefieren un medio ligeramente básico. En cuanto al alimento la combinación de algas con oxígeno provocó el crecimiento excesivo de artemias provocando la competencia por oxígeno y la muerte de éstas, el alimento óptimo fue levadura con una mínima cantidad de algas. 13 La biomasa de artemia al inicio del experimento fue de 1g, al final de éste considerando las variantes óptimas fue de 23g un ascenso considerable del 230%. La producción de artemia es relativamente sencilla siempre y cuando se tengan presentes estas variables, en la actualidad es importante la producción de éstas debido a la grave carestía de quistes de Artemia ocurrida durante el final de la década de los sesenta, estimulando el comienzo de una nueva línea de investigación y desarrollo con el objetivo de optimizar el uso de la Artemia. Desarrollando algunas técnicas nuevas de producción al mismo tiempo que eran publicadas las mejoras en el uso de Artemia. Como resultado de todo ello, la utilización de Artemia en instalaciones de acuicultura pudo ser mejorada sensiblemente. Según los resultados de una reciente encuesta entre los responsables de instalaciones acuícolas, parece sin embargo, que este conocimiento es todavía muy teórico y que mucha gente relacionada con la acuicultura está todavía ajena a estas últimas técnicas y potencialidades de la Artemia. BIBLIOGRAFÍA http://www.drpez.com/drali1.htm Manual para el cultivo y uso de artemia en acuicultura http://www.fao.org/docrep/field/003/AB474S/AB474S00.htm http://www.acuariolasmercedes.com/Guia-de-cuidado/artemia-salina-brine-shrimps-introducion1.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Artemia_salina http://www.elacuarista.com/alimentos/artemia.htm http://www.netfysh.com/seamonkeys/translations/spanish.html 14