Download Tesis Hippocampus erectus Julio 2012

UNIVERSIDAD DEL
PAPALOAPAN
INGENIERIA EN ACUICULTURA
TESIS
Tasa de ingestión de caballitos de mar
Hippocampus erectus Perry 1810,
alimentados con anfípodos Parhyale
hawaiensis Dana 1853.
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO EN ACUICULTURA
PRESENTA
FREDY EDEL SORIANO LUIS
Loma Bonita, Oaxaca
Julio de 2012
Índice
l. Introducción .......................................................................................................... 3
1.1Marco Teórico ................................................................................................. 3
1.1.1 Clasificación taxonómica......................................................................... 5
1.1.2 Distribución ............................................................................................. 5
1.1.3 Hábitat..................................................................................................... 6
1.1.4 Conducta alimenticia............................................................................... 6
1.1.5 Aspectos biológicos de Parhyale hawaiensis.......................................... 8
1.2 Planteamiento del problema .......................................................................... 9
1.3 Justificación ................................................................................................. 10
1.4 Antecedentes............................................................................................... 11
1.5 Hipótesis y predicciones. ............................................................................. 12
1.6 Objetivos ..................................................................................................... 13
1.6.1 Objetivo general ........................................................................................ 13
1.6.2 Objetivos particulares ............................................................................... 13
ll. Materiales y métodos ......................................................................................... 13
2.1 Área de estudio............................................................................................ 13
2.1.2 Obtención de caballitos adultos ................................................................ 14
2.1.3 Obtención de sub-adultos ......................................................................... 14
2.1.4 Obtención de juveniles.............................................................................. 14
2.1.5 Obtención de anfípodos ............................................................................ 15
2.2.1Diseño experimental .................................................................................. 15
2.2.2 Tasa de ingestión ...................................................................................... 15
2.2.3 Tiempo de saciedad .................................................................................. 16
2.2.4 Medición de caballitos............................................................................... 17
2.2.5 Medición de anfípodos .............................................................................. 17
2.2.6 Parámetros ............................................................................................... 17
Anexos .................................................................................................................. 21
l. Introducción
1.1Marco Teórico
La acuicultura sigue creciendo a nivel mundial más rápidamente que cualquier otro sector
de producción de alimentos de origen animal, y a mayor ritmo que la población (FAO
2008). Sin embargo, esta actividad no solo se enfoca a producción de fuentes de alimento
para consumo humano, o con fines de repoblamiento, también de una forma paralela
abarca el cultivo de especies ornamentales para fines estéticos y didácticos. Siendo
peces y crustáceos marinos de los grupos más buscados por su atractiva coloración,
formas exóticas e interesantes hábitos de conducta en acuario. De los tipos de peces que
despierta más interés en este comercio son los caballitos de mar. Estos son peces
marinos teleósteos, fácilmente identificables por su postura erguida (Teske y
Beheregaray, 2009), son un importante producto comercial para su uso en medicina
tradicional china (Sheng, et al. 2006), ya que se les adjudican propiedades terapéuticas
para el tratamiento del asma, la incontinencia, trastornos de la tiroides y afecciones de la
piel, entre otros
(Vincent, 1996 en Muy, 2006). Adicionalmente, las características
peculiares de su morfología y su forma de reproducción, los hacen atractivos para los
consumidores de artesanias y para los coleccionistas de peces ornaméntales, lo que está
contribuyendo al agotamiento de muchas poblaciones silvestres en el mundo (Wilson y
Vincent 2000; Job, et al. 2002). Ya desde el año de 1996 se tenían reportes que los
caballitos de mar se encontraban bajo amenaza mediante el grupo conservacionista
TRAFFIC (Trade Record Análisis of Flora and Fauna Comercies) (Ireland 1997 en Yen
2004). Esto ha generado que debido a
la sobreexplotación a que se encuentran
sometidas sus poblaciones naturales y a la progresiva degradación del medio donde
habitan, estas especies están consideradas en peligro de extinción (González 2006). A
nivel internacional son colocándolas en el apéndice II del CITES (Convención sobre el
comercio internacional en especies amenazadas de fauna y flora silvestre), así como que
estén catalogados en la lista roja de la Unión Internacional Para la Conservación de la
Naturaleza (IUCN) por sus siglas en inglés. En nuestro país los caballitos de mar se
encuentran colocados bajo protección especial por la NOM-059-SEMARNAT-2001,
permitiendo solo su comercio cuando son capturados de manera incidental o por cultivo.
Estas normas que limitan la captura, comercialización y tráfico nacional e internacional
han provocado el desarrollo de la pesca clandestina y promueven el desarrollo del tráfico
ilegal. El fomento de prácticas de conservación y el desarrollo acuícola podría garantizar
la conservación de las poblaciones silvestres y mantener el comercio de estos
organismos. Es por esto que la acuicultura juega un rol importante ya que ha sido
reconocida como una solución a largo plazo para mantener el comercio de caballitos de
mar y reducir al mínimo la recolección silvestre (Lin et al, 2009). En la actualidad la
mayoría de los peces de agua dulce comercializados en la industria de la acuariofilia son
cultivados, sin embargo, para organismos marinos ornamentales ocurre lo contrario ya
que pocos son producidos por la tecnología de acuicultura (Michael 2002). Esto crea la
necesidad de enfocarse en mejorar las técnicas de cría en cautiverio de los caballitos
tratando que esta actividad sea lo más rentable posible, mitigando el impacto que las
actividades antropogénicas crean a las poblaciones silvestre.
1.1.1
Clasificación taxonómica
Reyno: Animalia
Filum: Chordata
Subfilum: Vertebrata
Superclase: Osteichthyes
Clase: Actinopterygii
Subclase: Neopterygii
Infraclase: Teleostei
Superorden: Acanthopterygii
Orden: Gasterosteiformes
Suborden: Syngnathoidei
Familia: Syngnathidae
Subfamilia: Hippocampinae
Género: Hippocampus Rafinesque, 1810
Especie: Hippocampus erectus Perry, 1810 (Figura 1).
1.1.2
Distribución
Esta especie se encuentra reportada en el Atlántico occidental desde Canadá y la punta
sur de Nueva Escocia hasta la parte norte de Brasil (Río de Janeiro); incluyendo el Golfo
de México, Panamá y Venezuela (Lourie et al 2004).
1.1.3
Hábitat
El hábitat de los caballitos de mar es la zona costera, viven entre los mantos de algas y
zostera marina, otros viven entre las zonas inundadas de los bosques de mangles, y
también se les encuentra en áreas de fondo suave, donde las esponjas son abundantes,
de forma particular H. erectus es conocido por estar presentes en zonas someras y
profundas de bahías y marismas, y a lo largo de las playas y aguas costeras. Se han
encontrado asociadas a criaderos de ostras y bancos cubiertos de maleza. Estos
caballitos de mar se asocian generalmente a la vegetación sumergida como plantas
acuáticas (Thalassia spp.), pastos marinos (Zoostera spp.) y macroalgas como los
sargazos (Sargassum spp.). También se les puede encontrar entre corales blandos
(gorgonias) y se han encontrado en alta mar a profundidades de más de 70m, en algas, y
esponjas (Lourie et al 2004).
1.1.4
Conducta alimenticia
En la conducta alimenticia de los caballitos de mar están implicadas interacciones que
pueden agruparse de la siguiente manera (Felício, et al. 2006).
1. Inspección: Inspección visual del sustrato
2. Orientación visual: los dos ojos se dirigen a la presa; el animal puede bajar el hocico,
colocándolo cerca de la región ventral del cuerpo.
3. Enfoque: El animal se acerca lentamente a la presa.
4. Posicionamiento: El animal adopta una posición vertical, horizontal, oblicua o en
posición boca arriba.
5. Ataque: El animal se mueve muy rápido y dirige el hocico hasta la presa, la presa es
absorbida por el hocico, y esto normalmente se acompaña de un sonido característico
(Clic).
Cada etapa está influenciada por las interacciones del depredador con su presa. Estas
interacciones determinan la relación entre el número de presas capturadas por unidad de
tiempo y el número de presas disponibles. Esta relación también es llamada “respuesta
funcional” y representa la variación en la tasa de consumo de presas de acuerdo a la
densidad de las presas.
Según (Holling 1959) se pueden distinguir tres tipos de respuestas funcionales:
Respuestas funcionales depredador-presa (Según, Holling 1959)
Tipo I. La tasa de ingestión se incrementa linealmente cuando se incrementa el número
de presas, hasta llegar al punto de saciedad, se observan en general en animales
filtradores.
Tipo II. La tasa de ingestión se incrementa cuando se incrementa la densidad de presas
hasta estabilizarse en un máximo valor, las de tipo II están en su mayoría ejemplificadas
por depredadores invertebrados.
Tipo III. Muestra una respuesta sigmoidal con un límite bajo y uno superior, En este caso,
el número de presas consumidas por unidad de tiempo se acelera con el aumento de la
densidad de presas, hasta que el tiempo de manipulación comienza a limitar su consumo.
Las mesetas alcanzadas en los tres tipos de respuestas funcionales representan el nivel
de saciedad dado que su ritmo de alimentación es limitado por la velocidad con que
pueden capturar, manipular, ingerir, digerir y asimilar el alimento. Por ejemplo en el caso
del tipo II la tasa de ingestión alcanza una asíntota (aproximación infinita al valor máximo)
porque el depredador no consigue capturar, manipular e ingerir más presas por unidad de
tiempo debido a alguna restricción morfológica, como el caso de la relación entre el
tamaño de la boca y el tamaño de la presa que es considerado como uno de los factores
más decisivos en la capacidad de los peces para hacer frente a las presas de diferentes
tamaños (Cunha y Planas 1999). En el caso de los caballitos de mar está limitada por la
forma del hocico y el ancho, como es el caso de otros signátidos (Teixeira 2001).
1.1.5
Aspectos biológicos de Parhyale hawaiensis
Las investigaciones realizadas con esta especie se enfocan en su mayoría a reportes
como organismo modelo para estudios sobre desarrollo embrionario (Price y Patel 2008;
Özhan-Kizil, et al. 2009; Rehm, et al. 2009) así como estudios genéticos (Browne, et al.
2007; Pavlopoulos, et al. 2009) y estudios sobre toxicidad de petróleo (Lee y Nicol 1980).
Aunque se encuentra documentada la biología de esta especie, está poco documentado
su uso como alimento vivo a escala comercial.
Esta especie de anfípodo (Figura 2) se encuentra distribuida en Florida, Golfo de México
y Mar Caribe (Shoemaker 1954), cabe destacar que se encuentra reportado como una
especie de distribución pantropical (Galán 1984 en Hebert Quintero 1992) ya que en
diferentes estudios se ha reportado su presencia, como es el caso de las costas de Brasil
y aguas de Australia. Además de ser descrito como miembro de las cadenas tróficas y
reconocido por su importancia en la estructura comunitaria y por su papel en la
transferencia de materia y energía, y como un organismo que habita acumulaciones de
descomposición de detritus en la zona litoral superior (Poovachiranon, et al. 1986).
La especie P. hawaiensis presenta un tamaño pequeño, menor a
2cm. y fácil de
mantener a altas densidades en laboratorio, tienen altas tolerancia a las variaciones de la
calidad del agua como salinidad y temperatura, se pueden encontrar adultos maduros en
todo el año, además que presentan un tiempo corto de generación de huevos.
1.2
Planteamiento del problema
En el desarrollo de protocolos para la cría en cautiverio de organismos marinos, la
maduración en cautiverio, desove y selección de tipo de alimento significan reales cuellos
de botella para la expansión de la industria marina ornamental (Ostrowski y Laidley 2001;
Chew 2005). El tipo de alimento es un aspecto importante debido a que con frecuencia los
alimentos comerciales no contienen los nutrientes que las especies requieren para su
crecimiento óptimo además de presentar poca rentabilidad en algunos casos. Además es
complicado sustituir el alimento vivo por uno inerte, porque no representa el estimulo
natural de movimiento para ser atrapado por el depredador. Esto nos conduce a que la
identificación de una dieta resulte clave para aumentar el potencial de cultivo, en esta
identificación es importante considerar los hábitos alimenticios de las especies cultivadas,
ya sean herbívoros, carnívoros u omnívoros (Castro et al 2003). Existe una amplia gama
de tipos de organismos con un alto potencial para ser utilizados como presas para otros,
por mencionar algunos ejemplos, los rotíferos se utilizan en todo el mundo como el
alimento vivo para las etapas iníciales de peces marinos, siendo dos especies
comúnmente cultivadas: Brachionus plicatillis y Rotundiformis braclonus (Chew 2005).
1.3
Justificación
La crianza de caballitos de mar es difícil, debido a su necesidad de alimento vivo (Wilson
y Vincent 2000) en condiciones de cautiverio la alimentación representa uno de los
mayores retos para su cultivo.
Estos organismos se valen de señales visuales para atrapar las presas vivas, por esta
razón usualmente el mantenimiento de los caballitos requiere del cultivo o recolección de
presas vivas (Woods 2000). Actualmente, un tipo de crustáceo (Artemia sp.), es el
organismo más utilizado como alimento vivo en los primeros estadios de larvas de
camarón y en la mayoría de peces marinos cultivados. Estos crustáceos también son
utilizados ampliamente en la alimentación de caballitos de mar debido a su fácil
adquisición, pero no son las presas naturales de estos y se ha reportado que hay
especies que tienen dificultad en la asimilación de este alimento (Payne y Rippingale
2000). Por lo que encontrar otra fuente de alimento disminuiría los costos que implica la
producción de Artemia. Claramente el alimento con las mejores características para ser
considerado candidato para su cultivo y usarlo en la acuicultura marina ornamental, es del
tipo y tamaño encontrado en el tracto digestivo de los organismos silvestres (Ostrowski y
Laidley 2001); Tal es el caso del cultivo de los caballitos de mar el cual se ha basado en
el alimento vivo recolectado del medio natural (Chris 2003). Los cabalitos de mar son
depredadores visuales activos, alimentándose exclusivamente de presas vivas (Wilson y
Vincent, 1998, en Felício et al, 2006). Es deseable el alimento que estimule el movimiento
de captura, y debido a que los anfípodos son sus presas naturales, el uso de estos
organismos puede mejorar la alimentación dentro del proceso de cría de caballitos de
mar. La tasa de ingestión es un índice útil en acuicultura que representa la cantidad de
alimento consumido en relación al alimento suministrados, puede ser un buen indicativo
del estado de salud, crecimiento de los animales, calidad de alimento, así como malas
prácticas de alimentación, en la práctica para asegurar que los animales tengan alimento
suficiente el alimento suministrado es sobreestimado resultando en exceso. La tasa de
ingestión determina un paso importante en el desarrollo de una adecuada estrategia de
alimentación (You, et al. 2008).
1.4
Antecedentes
Algunas especies de copépodos se consideran una presa adecuada para cultivo de larvas
de peces marinos como suplemento a la dieta tradicional basada en nauplios (Olivotto, et
al. 2008) y ayudan a mejorar la tasa de supervivencia y la tasa de crecimiento teniendo un
buen potencial para peces arrecífales (Milione y Zeng 2008), sin embargo, se debe tener
en cuenta que los copépodos son difíciles de cultivar en forma continua, sólo se pueden
cultivar en densidades muy bajas, en tanques grandes y necesitan ser alimentados con
diferentes combinaciones de especies de microalgas (Holt 2008).
Se encuentran documentados varios aspectos de la biología de H. erectus pero los
problemas a la hora de alimentación sigue siendo un punto preocupante para los
interesados en desarrollar satisfactoriamente el paquete tecnológico de cultivo. Diferentes
estudios reportan que la dieta de los caballitos silvestres está compuesta en gran medida
de crustáceos, en particular, anfípodos (Payne y Rippingale 2000; Woods 2002; Storero y
González 2009).
(James y Heck 1994) al estudiar el efecto de la complejidad del habitat en la emboscada y
depredación, encontraron una relacion lineal positiva entre el tamaño del caballito y el
porcentaje promedio de presas capturadas, y aunque esta relación es estadísticamente
significativa el tamaño de los caballitos explica solo el 5% de la variación.
(Murugan, et al. 2009), encontraron una alta eficiencia reproductiva cuando los caballitos
de mar fueron alimentados con anfípodos. Mientras que (Storero y González 2009) al
experimentar con selectividad de presas no encontraron diferencias significativas en la
cantidad de presas ingeridas entre macho y hembra, aunque sí se encontraron diferencias
estadísticamente significativas en la cantida de presas ingeridas donde los anfípodos
fueron de las presas más consumidas junto con la Artemia sp.
1.5
Hipótesis y predicciones.
Tanto la tasa de consumo, así como el tiempo de saciedad están estrechamente
relacionados con su talla (etapas de cultivo).
1.5.1 Predicciones
•
Los caballitos de mar de mayor tamaño tendrán las tasas de consumo más bajas.
•
Los tiempos de saciedad serán más altos en los caballitos de mar de menor talla.
1.6
Objetivos
1.6.1 Objetivo general
Evaluar la relación entre tres tallas de cultivo de caballito de mar Hippocampus erectus
cuando son alimentados con anfípodos.
1.6.2 Objetivos particulares
1. Determinar la tasa de ingestión a 15 minutos y 3 horas de H. erectus en tres
etapas de cultivo cuando son alimentados con anfípodos.
2. Determinar el tiempo de saciedad de H. erectus en tres etapas de cultivo cuando
son alimentados con anfípodos.
3. Encontrar si existe una correlación entre el tamaño de los caballitos y la cantidad
de presas ingeridas.
ll. Materiales y métodos
2.1 Área de estudio
La etapa experimental se realizó en el área de ecología perteneciente a la Unidad
Multidisciplinaria de Docencia e Investigación (UMDI) que pertenece a la Facultad de
Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) con sede en el puerto
de Sisal, en el Estado de Yucatán. Esta población se encuentra ubicada en el litoral norponiente del Estado de Yucatán, en el Golfo de México y localizado en el municipio de
Hunucmá, a 53 kilómetros de Mérida en las coordenadas 21° 9´55.22”N 90° 1´54.93”W.
2.1.1 Obtención de caballitos de mar
2.1.2 Obtención de caballitos adultos
Los organismos adultos usados en los experimentos fueron obtenidos de un lote de
individuos capturados en costas de Yucatán, con el uso de chinchorro, los que se
capturaron se marcaron con cuentas de chaquira para ser reconocidos, para los
experimentos los caballitos usados presentaron un tamaño promedio de 17.16 cm (n=10)
y una variación ± 1.34 DS, y fueron mantenidos en un sistema de recirculación con flujo
constante de agua y que consta de 6 peceras de 90 L. filtro mecánico, filtro biológico para
el proceso de nitrificación y desnitrificación, un calentador, un reservorio con una
capacidad de 140L y una bomba para distribución del agua en todo el sistema (Anexo4).
2.1.3 Obtención de sub-adultos
Los caballitos de mar subadultos, fueron tomados de un lote mantenido en cautiverio
desde su nacimiento de una edad aproximada de 8 meses, estos organismos son
procedentes de padres capturados del medio silvestre, fueron alimentados con
metanauplios de artemia enriquecidos en la etapa inicial y artemia adulta enriquecida con
Selco en la fase de juvenil, estos se mantuvieron en un sistema de recirculación que
consta de 6 peceras de 90 L. filtro mecánico, filtro biológico para el proceso de nitrificación
y desnitrificación, un calentador, un reservorio con una capacidad de 140L y una bomba
para distribución del agua en todo el sistema (Anexo 4).
2.1.4 Obtención de juveniles
Los organismos más pequeños de 3 meses de edad (juveniles) son caballitos que
nacieron en las instalaciones de la UMDI
sus padres fueron capturados en medio
silvestre y aclimatados a las condiciones de cautiverio, una vez que los padres se
aparearon y expulsaron los juveniles, estos se mantuvieron en un sistema de recirculación
con peceras llamadas Kriezel (carrusel) (Imagen 3). Los caballitos más pequeños son
mantenidos en un sistema de recirculación que cuenta con filtro mecánico, filtro biológico
para el proceso de nitrificación y desnitrificación, un calentador, y bomba para distribución
de agua.
2.1.5 Obtención de anfípodos
Los anfípodos fueron capturados en el puerto de abrigo a la entrada de la UMDI (Imagen
5), el método de captura consistió en trampas llamadas muñecas (Imagen 6) que constan
de una malla que envuelve a una piedra, esto proporciona superficie de agarre y refugio
para los organismos. Las trampas fueron dejadas en la tarde a la orilla del puerto de
abrigo, a una profundidad de 10-30 cm. Y fueron sacadas en la mañana para su traslado
al sistema de recirculación destinado para anfípodos. Una vez colectados del medio
natural fueron separados de las trampas y colocados en un sistema de recirculación con
peceras con capacidad de 50L. (Imagen 7) donde fueron alimentados con lechuga hasta
que se utilizaron como vivo en cultivo de caballitos
2.2 Métodos
2.2.1Diseño experimental
2.2.2 Tasa de ingestión
Se llevaron a cabo tres tratamientos (Aduldos, Subadultos, Juveniles) con 10 repeticiones
cada uno, iniciando con los caballitos más pequeños, los cuales fueron separados por
kriesel. La intención del uso de este tipo de contenedor fue evitar el uso de las esquinas
de las peceras cuadradas como refugio y que fueran usadas como una forma de escape
por parte de las presas, para el caso de los juveniles y sub-adultos, cada experimento
consistió en adicionar 30 anfípodos por kriezel con el uso de una pipeta recortada en
forma transversal para no lastimar el alimento vivo, una vez agregados, se colocó un
caballito en cada pecera y se procedió a contar los anfípodos sobrevivientes en un lapso
de 15 minutos, al pasar las tres horas, se sacaron a los caballitos de mar de cada pecera,
y se contabilizaron los anfípodos sobrevivientes. Ya que se sacaron los caballitos, se
colocaron en tambos de plástico con agua marina del mismo sistema para proceder a la
medición.
En el caso de los organismos adultos que son los de mayor tamaño el procedimiento fue
el mismo agregando 30 anfípodos, por otra parte al presentar un mayor tamaño no
llegaron a caber en los kriezel limitando el movimiento, por lo que fueron colocados en
peceras rectangulares de 20 cm de ancho 30cm de alto y 40cm de largo.
2.2.3 Tiempo de saciedad
Se llevaron a cabo tres tratamientos (Aduldos, Subadultos, Juveniles) con 10 repeticiones
cada uno, los caballitos juveniles y sub-adultos fueron colocados en los kriezel, una vez
colocados cada caballito en cada pecera se procedió a alimentarlos uno por uno,
ayudados de una pipeta recortada se adicionó una presa seguida de otra, y utilizando un
cronómetro se tomó el tiempo al momento que el depredador consumía la primer presa,
se fue adicionando presa tras presa hasta que el caballito no mostró interés y dejó de
perseguir a los anfípodos, o solo los observaban y no los ingería. Este mismo método se
usó para los caballitos más grandes en las peceras rectangulares.
2.2.4 Medición de caballitos
El procedimiento para medir los caballitos de mar consistió, en tomarles fotografías a cada
organismo dentro de una pecera de vidrio llena de agua del mismo sistema, donde se
colocó una cuadricula con una graduación de 1cm. Posteriormente se introdujeron los
peces uno por uno, se esperó a que se tranquilizaran los organismos y se les tomó una
fotografía a cada organismo, apoyándonos del programa imageJ se midió la longitud total
(Lt) y largo del hocico.
2.2.5 Medición de anfípodos
Tratando de evitar el sesgo que llegan a provocar diferentes tamaños de presas para los
experimentos solamente se utilizaron anfípodos de un solo tamaño, cual fue de 2.0±0.5
mm. Estas mediciones se hicieron usando microscopio óptico marca Nikon, que nos
auxilió en la toma de imágenes de los anfípodos, a los cuales se les midió la longitud total.
2.2.6 Parámetros
Tasa de ingestión
Cantidad de organismos consumidos en un determinado lapso de tiempo
(Concentración inicial de presas-concentración final)/tiempo de ingesta
Tiempo de saciedad
Tiempo medido desde que los organismos consumen la primera presa hasta que dejan de
mostrar interés al seguirles adicionando alimento.
lll. Literatura citada
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Anexos
Imagen 1. Caballito de mar Hippocampus erectus
Imagen 2. Anfípodo Parhyale hawaiensis
Imagen 3. Kriezel para mantenimiento de juveniles
Imagen 4. Sistema de recirculación para mantenimiento de adultos y sub-adultos
Imagen 5. Puerto de abrigo
Imagen 6. Muñeca
Imagen 7. Mantenimiento de anfípodos.