Contribución al cultivo de los peces chilenos "Galaxias maculatus" (Jenyns, 1842) y "Genypterus chilensis" (Guichenot, 1848)

! Anexo II UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA Departamento: Instituto Universitario de Sanidad Animal y Seguridad Alimentaria Programa de Doctorado: “ACUICULTURA: PRODUCCIÓN CONTROLADA DE ANIMALES ACUÁTICOS” Título de la Tesis “CONTRIBUCIÓN AL CULTIVO DE LOS PECES CHILENOS GALAXIAS MACULATUS (JENYNS, 1842) Y GENYPTERUS CHILENSIS (GUICHENOT, 1848)”. Tesis Doctoral presentada por D. Rolando Eugenio Vega Aguayo Dirigida por el Dr. Francisco Ramón Encina Montoya El Director, El Doctorando, Dr. Francisco Ramón Encina Montoya Rolando Eugenio Vega Aguayo Las Palmas de Gran Canaria, a 6 de Diciembre de 2013 UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO DE SANIDAD ANIMAL Y SEGURIDAD ALIMENTARIA TESIS DOCTORAL CONTRIBUCIÓN AL CULTIVO DE LOS PECES CHILENOS GALAXIAS MACULATUS (JENYNS, 1842) Y GENYPTERUS CHILENSIS (GUICHENOT, 1848). ROLANDO EUGENIO VEGA AGUAYO LAS PALMAS DE GRAN CANARIA 2013 II III UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO DE SANIDAD ANIMAL Y SEGURIDAD ALIMENTARIA TESIS DOCTORAL CONTRIBUCIÓN AL CULTIVO DE LOS PECES CHILENOS GALAXIAS MACULATUS (JENYNS, 1842) Y GENYPTERUS CHILENSIS (GUICHENOT, 1848). Memoria que presenta el Licenciado, Magíster en Ciencias ROLANDO EUGENIO VEGA AGUAYO, para la colación del grado de Doctor en Acuicultura en la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Las Palmas de Gran Canaria, Diciembre del 2013 IV V DEDICATORIA A Rolando y Edith, mis amados padres, autores de este momento y a mi familia por su paciencia, comprensión y permanente apoyo. VI Capitulo 1. Introducción 2 pigmentado hasta los 16 cm y 15 g (Campos, 1970; Oliveros & Cordiviola de Yuan, 1974). Las poblaciones dulceacuícolas desarrollan todo su ciclo de vida en agua dulce en ambientes lénticos y lóticos (Pollard, 1966; 1971a; 1971b; 1972a; 1972b), mientras que los adultos diadrómicos desovan en los estuarios de los ríos en otoño y sus larvas migran al oceáno, retornando al estuario en primavera, después de aproximadamente 6 meses como juvenil cristalino, para metamorfosearse en un adulto pigmentado que rápidamente comienza a madurar (McDowall, 1967; 1968; 1971; 1972; 1976a y b; 1988; Benzie, 1968c; Chapman, 2003; Chapman et al., 2006). El juvenil de 0,3 a 0,5 g no presenta pigmentación por lo que se denomina cristalino y se le conoce vernacularmente como “puye” en mapuche, “angula” en español o “whitebait” en inglés (Vega et al., 1994; Mardones et al., 2008), siendo una delicatessen culinaria de alto valor comercial por su escasez (US $10–100 kg-1) que se ha exportado como sustituto de la larva cristalina de la anguila europea Anguilla anguilla conocida como “angula”, “eel glass” o “civelle. La producción comercial de la galaxicultura tendría la oportunidad de cubrir los desabastecidos mercados de angula de América, Australasia, Europa y Asia, aunque los estudios de mercado y canales de distribución aún son insuficientes (Mardones et al., 2008). El estado de conservación en Chile de G. maculatus esta categorizado como vulnerable, debido principalmente a la depredación por los salmones introducidos y a la sobre explotación de sus juveniles, quienes sostuvieron una pequeña pesquería artesanal hasta 1970 (Glade, 1988; Campos et al., 1998); actualmente las capturas en Chile son bajas, aproximadamente 1 ton anual (2.500.000 ejemplares), e insuficientes para el abastecimiento interno (Sernapesca, 2009; 2010). El colapso de la pesquería de G. maculatus en Chile demanda urgentemente por parte del Estado implementar un programa de repoblamiento, para lo cuál se requiere desarrollar la tecnología de cultivo o galaxicultura, que adicionalmente permitiría la masificación de la producción y el abastecimiento del mercado (Mitchell, 1989; Vega et al., 1994; Bariles et al., 2003). Las bases para un plan de manejo (Fulton & Pavuk, 1988) y guías para restaurar su hábitat (Richardson & Taylor, 2002) contribuirán a su recuperación cuando se inicien programas en Chile. El cultivo de G. maculatus permitiría repoblar los ambientes, lo cual a su vez contribuiría a manejar y recuperar las pesquerías locales, impactando socio-económicamente en estas áreas de pobreza. La tecnología de cultivo permitiría generar y desarrollar un nuevo tipo de piscicultura intensiva, caracterizada por los rápidos ciclos productivos, cosechando y comercializado juveniles Capitulo 1. Introducción 3 cristalinos a una edad máxima de 7 meses, antes de que se pigmente y alcance la madurez sexual. El conocimiento para el desarrollo de la tecnología de cultivo, que se encuentra a nivel piloto es aún insuficiente, a pesar de que existen numerosos trabajos científicos y tecnológicos en Chile que se mencionan a continuación: la base tecnológica de la galaxicultura (Bariles et al., 2003), tolerancia a la salinidad de las poblaciones (Vega et al. 1993), alimentación (Dantagnan, 2003, Borquez & Hernandez, 2006), reproducción (Valdebenito et al., 1995), larvicultura (Dantagnan et al., 2007), oxigenometría (Encina et al., 2011) y cultivo experimental (Dantagnan et al., 2002; Mardones et al., 2008, Mardones & de los Ríos, 2012). Para el desarrollo de la tecnología del cultivo de G. maculatus es necesario conocer aspectos relevantes como son su sistemática, morfología y biometría, distribución, pesquería, mercado, ciclo de vida, ambiente y habitat, interacciones ecológicas (competencia y depredación), enfermedades, alimentación, reproducción, ecofisiología, crecimiento, manejo en cultivo. Figura 1. Larva, juvenil cristalino y adulto de Galaxias maculatus. Figuras de larva y juvenil de Mitchell (1989), adulto de Arratia (1981). Capitulo 1. Introducción 4 Figura 2. Juvenil de Genypterus chilensis. Figura 3. Ciclo de vida de Galaxias maculatus. G. maculatus es un pez carnívoro y caníbal que en los estados larvales, juveniles cristalinos y adultos son zooplanctófagos y bentofagos respectivamente, alimentándose principalmente de artrópodos (insectos, crustáceos), así como huevos y larvas de peces Atherinidae (Campos, 1970). Los juveniles se alimentan, ya sea del zooplancton marino cerca de la costa o del dulceacuícola en los lagos, especialmente cladóceros del género Bosmina, copépodos ciclopoídeos, larvas y pupas de chironómidos e insectos de superficie (Campos, 1970; Oliveros & Cordiviola de Yuan, 1974). G. maculatus es un generalista que en cautiverio consume los alimentos disponibles para cultivo, así la larva puede ser alimentada con alimentos vivos como rotíferos y nauplios de Artemia y los adultos con larvas o pupas de Drosophila (Diptera, Drosophilidae), así como alimento pelletizado de trucha. Actualmente, con el objeto de aumentar su sobrevivencia larval, MIGRACION ADULTOS AGUA DULCE DESOVE HUEVOS LARVAS JUVENILES CRISTALINOS AMBIENTES AGUA DULCE ESTUARIO REPRODUCTORES DESOVE MIGRACION ADULTOS DIADROMICOS HUEVOS LARVAS JUVENILES CRISTALINOS MAR Capitulo 1. Introducción 5 que es uno de los principales factores limitantes del cultivo, se están desarrollando enriquecedores de los alimentos vivos para su primera alimentación (Borquez & Hernandez, 2006; Dantagnan, 2003; Dantagnan et al., 2002; 2007); la larva también se ha alimentado con granulos finos de starter pelletizado de trucha obteniéndose hasta un 20% de sobrevivencia en la primera alimentación (Bariles et al., 2003). La literatura disponible aborda diferentes aspectos de la reproducción de G. maculatus, tales como, la identificación de los sexos, morfogénesis, embriología, madurez sexual y desove. Estos peces son dioicos, sin dimorfismo sexual que permita reconocer externamente a los adultos inmaduros, pudiendo diferenciarse externamente solo en la fase pre-desove, cuando la transparencia del abdomen permite ver los huevos de la hembra (Peredo & Sobarzo, 1994) o cuando los machos pueden identificarse por la liberación de semen al presionar el abdomen (Valdebenito & Vega, 2003). Los espermios tienen capacidad fecundante los primeros 30 segundos asociado a su alta motilidad en ese corto tiempo (Valdebenito et al., 1995), el diámetro del ovocito maduro es de 0,8 a 1 mm y tiene características adhesivas, la ovulación demora aproximadamente un mes (Peredo & Sobarzo, 1993). El desarrollo embrionario en poblaciones silvestres fue descrito tempranamente por McKenzie (1933) el cual es coincidente con el desarrollo en condiciones de laboratorio con fertilización artificial (Benzie, 1968a; b; Campos, 1970; Ortubay & Wegrzyn, 1991) y su período depende de la temperatura variando de 17 a 26 días a 10°C y de 16 a 20 días a 17°C (Benzie, 1968a; Bariles et al., 2003). A medida que avanza el desarrollo embrionario el huevo pierde su adhesividad apareciendo la larva con ojo a partir de los 20 días de incubación a 10°C (Bariles et al., 2003). Las hembras maduran asincrónicamente y desovan parcialmente, la actividad gonadal es estacional y se diferencia dependiendo del tipo de población. Las poblaciones silvestres de G. maculatus son afectadas por numerosos patógenos, principalmente parásitos, los cuáles han sido descritos en la literatura y que los afectan cuando son capturados y mantenidos en cautiverio, encontrándose al menos 27 especies de parásitos: 5 mixozoos, 1 protozoo, 2 acantocéfalos, 4 nemátodos y 15 platelmintos (Vega et al., 2013). Entre los endoparásitos se encuentran el esporozoo mixosporideo Myxobolus iucundus y los cestodos Nippotaenia y Amurotaenia (Hine, 1977a; b), dos especies de acantocéfalos intestinales (Hine, 1977c, Bravo et al., 2007)) y el nemátodo Camallanus spp (Uribe, 1991). El conocimiento de la ecofisiología de la especie en Chile es escaso, contándose sólo Capitulo 1. Introducción 6 con los trabajos para tolerancia a la salinidad (Vega et al., 1993), metabolismo y respirometría (Ríos, 1979; Murillo & Ruiz, 2002; Encina et al., 2011). G. maculatus es una especie eurihalina que se adapta a la salinidad de los diferentes ambientes, así, tanto los reproductores dulceacuícolas o diadrómicos que habitan usualmente en agua dulce son capaces de adaptarse gradualmente a ambientes salobres, en cambio un traspaso abrupto les produce la muerte (Vega et al., 1993). Tiene un alto metabolismo, que medido como consumo de oxígeno no se diferencia entre poblaciones de ríos y lagos (Rios, 1979), así mísmo, es más tolerante a la reducción de la concentración de oxígeno que los salmones. Al igual que el salmón, aumenta su tasa metabólica en un ciclo diario al amanecer y posteriormente a la alimentación (Rios, 1979), por lo que a una densidad de 10 kg m-3 la saturación de oxígeno del estanque no debería ser menor de 60% (Encina et al., 2011). Los adultos silvestres de G. maculatus alcanzan al año de edad una talla promedio entre 5 a 8 cm de longitud junto con la madurez sexual (Woods, 1968; Eldon, 1969; Cadwallader, 1978; Hine, 1979; Mitchell, 1989; McDowall et al., 1994; Battini, 1997). Se ha postulado que su longevidad no es mayor a 3 años y que la totalidad de la población muere después del desove (Campos, 1970), sin embargo, en estanques se ha observado una sobrevivencia hasta de 6 años y una mortalidad post desove disminuida (40 a 5%) al suministrar adicionalmente en el pellet suplementos vitamínicos y minerales (Bariles et al., 2003). En cultivo experimental se ha logrado alcanzar la talla comercial del juvenil cristalino de 5 cm en 6 a 7 meses con un crecimiento de 1,1% dia-1 (Bariles et al., 2003), siendo este resultado similar al reportado por Mitchell (1989), en cambio en la naturaleza podría alcanzar éste tamaño en 5 meses (McDowall, 1976b; 1988). Los reproductores G. maculatus pueden ser manejados y lograr su maduración en estanques con una densidad hasta de 7 kg m-3 y tasas de cambio de agua cada una hora. El desove es manual por masaje abdominal y la fertilización de los gametos es en seco, la incubación se realiza en un sistema aéreo saturado de humedad con los huevos emergido, la primera alimentación larval está basada en alimentos vivos enriquecidos (Brachionus y Artemia) y posteriormente a los juveniles y reproductores se les suministra alimento comercial de trucha pelletizado (Bariles et al., 2003; Mardones et al., 2008; Encina et al., 2011). La tecnología de cultivo de Galaxias maculatus se ha desarrollado sobre el conocimiento de algunos aspectos de su biología, como son la alimentación, reproducción, ciclo de vida, enfermedades, etc., sin embargo, los niveles de producción Capitulo 1. Introducción 7 alcanzados son experimentales, ya que existen aspectos biológicos y puntos críticos que faltan conocer, desarrollar y validar, entre los más importantes, la selección de reproductores, manejo de las enfermedades y desarrollo de alimentos balanceados. El objetivo principal del desarrollo de la tecnología de cultivo de G. maculatus es producir un gran número de juveniles cristalinos a talla de cosecha, para lo cual deben seleccionarse las razas, tanto dulceacuícolas como diadrómicas, que permitan generar suficientes reproductores domésticos, preferentemente con una alta fecundidad. El congrio colorado Genypterus chilensis (Guichenot, 1848) es altamente demandado por la calidad de su carne, motivo por el cuál su pesquería ha disminuído su captura desde 1.700 t en 1994 a 619 t en 2008 y su demanda ha aumentado (Sernapesca, 2008), teniendo un mercado de 3.000 t con un precio mayor a US $ 7 kg-1. La identificación del status taxonómico de una especie a cultivar es el primer paso en el cultivo. El género Genypterus tiene una distribución circumantártica encontrándose en el cono sur de Sudamérica, sur de Australia y N. Zelanda. No existen muchos estudios de la taxonomía de Genypterus chilensis como de Genypterus blacodes, de quien Chong (1984) estudió su taxonomía y Colman (1995) su variación morfométrica. Hay varias especies similares a G. chilensis con importancia económica en la familia Ophiididae: G. maculatus (congrio negro), G. blacodes (congrio dorado), G. brasiliensis y G. capensis. En la relacionada familia Congridae existen Conger orbignyanus y C. myriaster. Es un pez marino anguiliforme que alcanza hasta 1,5 m de longitud, con longitudes asintóticas de 82 cm para machos y 104 cm para hembras, y con tasas de crecimiento de 0,21 y 0,16 cm año-1, respectivamente (Farías & Moreno, 2003; Tascheri et al., 2003); de hábitos nocturnos y gregarios, con un abdomen colorado, sin escamas, cuyo cuero se utiliza en artesanías (Kong & Castro, 2002; Tascheri et al., 2003). Como la mayoría de los peces salvajes está parasitado por al menos 16 géneros (Vergara & George Nascimento, 1982), donde Lepeophtheirus y Cucullanus son los más importantes con un 90% (Navarrete et al., 2008). Se distribuye en las aguas templado frías de la plataforma continental de la costa chileno peruana, habitando ambientes rocosos entre 20 a 550 m de profundidad, pudiendo alcanzar hasta los 3.000 m de profundidad. Es carnívoro, caníbal, la larva se alimenta de zooplancton y los adultos de 20 a 120 cm (1 a 10 Kg) de crustáceos (62%), principalmente (Pleuroncodes monodon), peces (36%) y moluscos bentónicos (2%) (Chong et al., 2006). En cautividad los reproductores silvestres se alimentan con peces grasos congelados (sardinas y jureles) ya que no aceptan Capitulo 1. Introducción 8 pellet, como los juveniles. Es una especie de sexo separado, con una proporción sexual 1:1 (Tascheri et al., 2003), donde la hembra alcanza su primera madurez sexual a los 60 cm de longitud, su fertilización es externa, es un desovador parcial múltiple todo el año en aguas costeras (Chong & Gonzalez, 2009) de masas gelatinosas flotantes (densidad 1,01 g L-1 Centonzio, 2007) con un promedio de 82.000 huevos (rango 2.000 a 285.000) de 1,3 mm en la noche, con temperaturas entre 12 a 18°C y dos períodos máximos de desove en primavera y otoño. La incubación dura hasta 4 días a 15°C, eclosionando una larva que se metamorfosea 30 a 45 días después, haciéndose bentónica para comenzar a migrar hacía aguas más profundas, hasta alcanzar la primera madurez sexual para regresar nuevamente a la costa para la reproducción bajo los 20 m de profundidad. La literatura de la biología de Genypterus chilensis es escasa, motivo por el cuál es necesaría la experiencia en cautividad para complementar su conocimiento junto al conocimiento de otras especies del género, principalmente de G. blacodes, G. maculatus y G. capensis (Bahamonde & Savala, 1981; MacPherson, 1983; Japp, 1990;; Ward et al., 2001; Nyegaard et al., 2004). Como una solución para superar la sobrexplotación, el desarrollo de la tecnología de cultivo es considerada una buena solución. En el 2010 el Proyecto Fondef Project D06 I 1024 inició el desarrollo de la tecnología para una producción piloto de juveniles sobre 5 g. Aunque existe un escaso y básico conocimiento de G. chilensis ha sido posible iniciar el desarrollo de la tecnología de cultivo para producir juveniles en el Centro de Investigaciones Marinas de Quintay (CIMARQ), Valparíso, Chile, con importantes resultado: Desove en cautiverio producido casi todo el año en forma natural, incubación de una masa de huevos en un estanque cilindro cónico durante 4 días a 12°C, cultivo de larvas de 5 mm en estanques cilindricos a 18°C alimentándolas con rotíferos y artemias hasta los 45 días, luego de la post metamorfosis y destete los juveniles son alimentados con pellet en estanques rectangulares (Centonzio, 2007; Estrada et al., 2009; Vega et al., 2012). Capitulo 1. Introducción 9 REFERENCIAS Arratia, G. 1981. Género de Peces de aguas continentales de Chile. Museo Nacional de Historia Natural Publicación Ocasional, 34: 3-108. Bahamonde N. & Zavala P. 1981. 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Las hembras silvestres son de talla pequeña (2 g), rápida madurez sexual y baja fecundidad (500 ovas/hembra), requiriéndose ejemplares de mayor peso y fecundidad (5.000 a 10.000 ovas/hembra). Se ha establecido que dietas ricas en energía con niveles óptimos de proteínas y lípidos, son una buena solución para obtener en el corto plazo un mayor peso y fecundidad en hembras de Galaxias maculatus (Jenyns, 1842). El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de los niveles de proteínas, lípidos y energía de la dieta sobre el crecimiento en peso de reproductores de G. maculatus. Los resultados indican que se obtiene un mayor crecimiento utilizando dietas con mayores niveles de proteínas y energía. Con una dieta de 55% de proteína, 15% de lípido y 21,90 MJ kg-1 se obtuvo el porcentaje de crecimiento más alto (171%) y el mejor factor de conversión (0,5) para reproductores de 1,3 g. Los resultados muestran que los diferentes niveles de proteínas, lípidos y energía de la dieta ejercen un efecto sobre el crecimiento de los reproductores. Se concluye que a mayor nivel de ellos, mayor es el crecimiento y la eficiencia del uso del alimento. El proceso de extrusión de la dieta permite un mayor crecimiento que el peletizado. Palabras Claves: Galaxias maculatus, niveles proteínas y lípidos dieta, crecimiento. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 19 AGRADECIMIENTOS Por el financiamiento del Proyecto DIUCT 2004-03-1 de la Universidad Católica de Temuco, Proyecto FONDECYT 1930134 y Proyecto D96-I1071, Proyecto Mecesup UCT 0804. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 20 ABSTRACT One of the Galaxiculture objectives and main challenges is to produce millions of eggs, as it requires 3,000 juveniles per kilo of product. Wild females are small size (2 g), quick sexual maturity and low fecundity (500 eggs/female), requiring fishes of greater weight and fecundity (5,000 to 10,000 eggs/female). It has been established that high energy diets with optimal levels of protein and fat, are a good solution for the short term to get higher weight and fecundity in females of Galaxias maculatus (Jenyns, 1842). The aim of this study is to evaluate the effect of the levels of proteins, lipids and dietary energy on growth in weight of broodstock of G. maculatus. The results indicate that further growth is obtained using diets with higher levels of protein and energy. A diet with 55% protein, 15% lipid and 21.90 MJ kg-1 obtained the higher growth rate (171%) and better conversion factor (0.5) for broodstock of 1.3 g. The results show that different levels of proteins, lipids and dietary energy have an effect on the growth of the broodstock. It is concluded that the higher their level, the greater the growth and efficiency of feed use. The extrusion process of the diet allows a higher growth than pelleting. Keywords: Galaxias maculatus, protein and lipid levels diet, growth. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 21 INTRODUCCION Una de las estrategias y desafíos principales en el cultivo de Galaxias maculatus (Jenyns, 1842) o galaxicultura es producir millones de huevos para cosechar 3.000 juveniles por kilo, con un período de seis meses de inmadurez para alcanzar el mayor peso y fecundidad posible, ya que luego madurará y desovará periódicamente. Las hembras silvestres son de talla pequeña (1 a 5 g), rápida madurez sexual y baja fecundidad (500 ovas/hembra), sin embargo en cultivos experimentales se han obtenido los ejemplares de mayor peso y fecundidad (5.000 a 10.000 ovas /hembra) que se requieren (Mitchell, 1989; Bariles et al., 2003, Mardones et al., 2008). Bariles (opt.cit.) indica que a medida que aumenta el peso de las hembras aumenta el número de huevos de acuerdo a una ecuación potencial (Nº huevos = 305,5 P1,0712). La formulación de dietas ricas en energía con niveles óptimos de proteínas y lípidos, constituirían una solución para obtener en el corto plazo un mayor peso y fecundidad en hembras de G. maculatus. G. maculatus es un pez carnívoro cuya larva se alimenta de zooplancton y los adultos de artrópodos y otros organismos del bentos (Ferriz, 1984). Para cultivar reproductores a nivel experimental se utiliza el sistema semi intensivo, basado en una alimentación natural complementada con la entrega de alimento extruído de salmón, lo cual genera un excelente crecimiento en longitud y peso, traduciéndose en un aumento de la fecundidad por hembra y como consecuencia una mayor producción de ovas (Valdebenito & Vega, 2003). La nutrición tiene un efecto considerable sobre la actividad gonadal, crecimiento y fecundidad de los peces (Margor-Jensen, 1993; Bromage, 1995). En su reproducción y dinámica de poblaciones se considera que el estado nutricional afecta el desempeño del potencial reproductor, existiendo varios aspectos reproductivos que pueden verse afectados, como son: el tiempo a la primera madurez, la fecundidad, el tamaño y calidad del huevo, medido en su composición química y sobrevivencia larval (De Silva & Anderson, 1995); por éste motivo se le ha prestado particular atención a los componentes de la dieta de los reproductores, siendo las proteínas uno de los más importantes, ya que son el nutriente más abundante que contiene el huevo de muchas especies de peces (Watanabe et al., 1985), por ejemplo, los reproductores de dorada (Sparus aurata) Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 22 alimentados con dietas basadas en proteínas provenientes de harinas de calamar producen 40% más huevos que las provenientes de harina de pescado (Fernández-Palacios et al., 1997). Una de las fuentes de energía más importantes para los peces son las proteínas y particularmente para los carnívoros, quienes presentan una fuerte dependencia de una dieta de elevado componente proteíco, debido a su capacidad para digerirla y metabolizarla, al contrario de los carbohidratos (Satia, 1974; Cowey & Sargent, 1979; Tacon & Cowey, 1985; Wilson, 1989; Cho & Kaushik, 1990; Cho, 1992; NRC, 1993), siendo la harina de pescado de alta calidad el principal ingrediente en los alimentos de peces carnívoros cultivados ya que afecta el consumo, digestibilidad y crecimiento (Anderson et al., 1993, Aksnes, 1995; Aksnes et al., 1997, Vergara et al., 1999). La optimización del uso de la proteína dietaria por el pez esta asociado a una mejora en la eficiencia de la alimentación (Shi et al., 1988; Chan et al., 2002), ya que las proteínas son cada vez más caras, por ello, en la producción de alimento de peces se ha aumentado los niveles de lípidos en la dieta, utilizados como fuente de energía, para ahorrar las proteínas y mejorar el factor de conversión. El efecto principal de éste ahorro por los lípidos de la dieta (sparing effect), es el de reemplazar una fracción de proteína, que de otra forma habría de ser catabolizada y utilizada tanto como energía como para sintetizar lípidos (Espinosa de los Monteros & Labarta, 1987; Company et al., 1999; Vergara et al., 1996b). Enfoques que tienen por objeto optimizar el uso de la proteína relacionan la energía de la proteína/energía total de la dieta (Tibaldi et al., 1996; Santinha et al., 1999; Skalli et al., 2004) o estudian los niveles mínimos de proteínas en la dieta para el máximo crecimiento de diversas especies de peces cultivados (Hillestad & Johnsen, 1994; Tibaldi et al., 1996; Vergara et al., 1996a y b; Pérez et al., 1997; Lee & Kim, 2001; Lupatsch et al., 2001; Nordgarden et al., 2002; Skalli et al., 2004; Schuchardt et al., 2008). El aumento de los lípidos entre 20 a 30% en la dieta de los peces ha significado un aumento de los niveles de energía bruta hasta niveles de 22-25 MJ kg-1 (Vergara et al., 1999; Boujard et al., 2004), que solo ha sido posible por la técnica de extrusión de las dietas, proceso que ha mejorado la digestibilidad de las proteínas, lípidos y carbohidratos, produciendo un mayor crecimiento que las dietas peletizadas (Aksnes et al., 1997; Deguara, 1997; Pérez et al., 1997; Vergara et al., 1999). Los carbohidratos en peces Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 23 carnívoros, debido a su digestibilidad relativa, cumplen la función de aglutinar, incrementar la palatabilidad y sabor del alimento (Steffens, 1987; Jeong et al., 1991). Los estudios de alimentación artificial de reproductores de G. maculatus recién están comenzando, siendo fundamental establecer en la dieta, los niveles de proteínas y lípidos óptimos para un máximo crecimiento en peso y fecundidad, debido a la corta ventana de seis meses de inmadurez sexual después de comenzar la edad adulta, por ello el objetivo general de este trabajo es evaluar el efecto de los niveles de proteínas, lípidos y energía de la dieta peletizada y extruída sobre el crecimiento de reproductores de Galaxias maculatus. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 24 MATERIALES Y METODOS Dietas y diseño experimental Para evaluar el efecto que tienen las proteínas, lípidos y energía de las dietas sobre el crecimiento en peso de adultos diadrómicos de Galaxias maculatus (Jenyns, 1842), se realizaron cinco experimentos independientes, en distintos períodos de tiempo, que estaban sometidos a condiciones similares en el hatchery de la Escuela de Acuicultura de la Universidad Católica de Temuco, IX Región, Chile, de los cuales cuatro fueron para evaluar el efecto de los niveles de proteína y energía de la dieta (D) y el quinto, el efecto de los niveles de lípido y energía (E) de la dieta; sus características (número de estanques y peces, origen, peso inicial (i) y meses (m) de duración) se muestran en la Tabla 1. Los reproductores se obtuvieron de: a) Capturas en el estuario del río Toltén, IX Región, Chile, entre los meses de septiembre y noviembre de cristalinos retornantes desde el mar, con tallas de 4 a 6 cm de longitud y peso promedio de 0,3 g, los cuales se acondicionaron en un mes sustituyendo gradualmente hígado molido de vacuno por pellet. b) Cultivo en el Hatchery en estanques de fibra de vidrio de 100 litros con agua de pozo aireada y tasa de cambio 0,5 alimentandose ad libitum tres veces al día, durante seis días de la semana. Se evaluó el efecto de los niveles de proteínas con dietas isocalóricas peletizadas (Pel.) con un mínimo de 27% y un máximo de 57% en los experimentos (Exp.) 1 a 4, replicados tres veces y de calibre crumble o migaja N° 1 de 850 micras. En estas dietas se mantuvo la energía constante y se balancearon los porcentajes de proteínas (P) y lípidos (L), aumentando las proteínas (harina de pescado) y disminuyendo los lípidos (aceite de pescado, AP). Los ingredientes de las dietas como el aglutinante candealina (sémola de trigo candeal), harina y aceite de pescado de alta calidad, usados en alimentos para salmones, fueron suministrados por Skretting Chile y los suplementos vitamínicos y minerales por Veterquímica Chile. Se usaron como dietas referenciales las dietas extruídas comerciales Vita calibres 1 y 2 de Salmofood SA (Ext.V1 y Ext.V2). En la Tabla 4 se indican la composición de % de proteínas y lípidos de las dietas en los experimentos: Exps. 1 y 2.1: Dietas 1 a 3, Exps. 2.2, 3 y 4: Dietas 1 a 5. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 25 Tabla 1. Número de estanques, meses, peces, estado, origen y peso inicial de los reproductores de G. maculatus utilizados en los cinco experimentos de alimentación. Exp. Nº Nº Estanques Duración (meses) Nºpeces/ estanque Estado Reproductores Peso i (g) 1,0 18 5 100 Cristalinos silvestres 0,4 2,1 18 5 50 R. silvestres 1,3 2,2 15 3 100 R. silvestres 3,9 3,1 15 3 150 R. silvestres 1,0 3,2 15 3 200 R. silvestres 1,8 4,0 15 3 100 Cristalinos silvestres 0,5 5,0 8 4 223 F2-2000 cautiverio 0,6 El efecto de los niveles de lípidos se evaluó con dietas extruídas Nutra Starter de Trouw Chile, Skretting (NS), isoproteíca con 63% en el experimento 5, replicado cuatro veces y de calibre crumble 1. La dieta Vita comercial tiene un 21% de lípidos el cual se comparó con un 8% que se obtuvo al no adicionarle aceite de pescado. Metodología de elaboración de las dietas peletizadas: Se tamizaron las harinas de pescado y de candealina a 2000, 850 y 600 micrones. Se pesaron las cantidades estimadas de cada ingrediente y se homogeneizaron (harina de pescado, premix de vitaminas y minerales, vitamina C) en un recipiente metálico con una mezcladora KitchenAid K5SS, USA por media hora, luego se agregaron los ingredientes líquidos, aceite de pescado y una mezcla de candealina con agua destilada (900 ml de agua por kg); esta mezcla se hirvió y revolvió a fuego lento por 15 minutos, luego fue pasada por una mezcladora de laboratorio Super Chacon, Chile de 1 HP, con abertura de calibre dos o cinco mm y comprimido en frío por un lapso de 1 hora hasta obtener una pasta homogénea que fue peletizada y llevada a bandejas cubiertas de papel aluminio, las cuales fueron calentadas en una estufa Memmert, Alemania a 60ºC durante 48 horas, para luego ser fragmentada mediante una moledora Moulinex, Francia y tamizada para obtener la granulometría deseada del pellet (crumble 0: 600 micrones, Vita 1 o crumble 1: 850 micrones). Las dosis de ingredientes para la elaboración de las dietas de los Experimentos se indican en la Tabla 2. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 26 Ingredientes (%) Dieta Tabla 2. Porcentajes de ingredientes para la elaboración de las dietas peletizadas isocalóricas con diferentes porcentajes de harina de pescado, utilizadas en los experimentos de alimentación de reproductores de G. maculatus. 1 2 3 4 Harina de pescado 20 35 51 67 Aceite de pescado 22 22 15 9 Candealina 57 43 33 23 Premix vitaminas/minerales 0,5 0,5 0,5 0,5 Vitamina C (ac. ascórbico) 0,5 0,5 0,5 0,5 Total 100 100 100 100 Análisis proximal Se determinó el porcentaje de materia seca por gravimetría después de secar la muestra de alimento en una estufa a 105°C hasta peso constante. El porcentaje de cenizas totales se estimó incinerando una muestra en una mufla Ney Vulcan A550, USA a 600 °C por 6 horas. Se determinó el porcentaje de proteína cruda (N × 6,25) mediante el método Kjeldahl (Association of Analytical Chemists, 1995) y el porcentaje de lípidos totales por extracción de éter de petróleo mediante técnica Soxhlet (Folch et al., 1957). Se estimó la fibra cruda mediante doble ataque ácido/alcalino (Windham, 1995). Los carbohidratos y energía bruta se estimaron mediante las ecuaciones 1 y 2: Carbohidratos (ENN) = 100% – proteínas – lípidos – cenizas – fibras. (Ec. 1) Energía Bruta = 23,6 MJ kg-1 × % proteínas + 39,8 MJ kg-1 × % lípidos (Ec. 2) + 17,2 MJ kg-1 × % carbohidratos/100. Los resultados de los análisis proximales de las dietas probadas se muestran en la Tabla 3. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 27 Medición de parámetros: Se registró diariamente la temperatura mínima y máxima del agua de los estanques (ºC) y su mortalidad (m), calculándose su temperatura promedio diaria, % de mortalidad mensual y % de mortalidad acumulada. El crecimiento de los peces se estimó de acuerdo a 3 parámetros: Porcentaje de incremento mensual en peso (%Crec.), Porcentaje de crecimiento diario en peso (SGR), Growth Factor 3 (GF3) y para evaluar la eficiencia del alimento consumido por mes se calculó el Factor de Conversión (FC) (Dantagnan et al., 2012), calculándose promedio, desviación standard (DS) y % del coeficiente de variación (CV). Se estimó la relación de la energía de la proteína cruda (PE)/energía total de la dieta (TE) (Lee & Putnam, 1973) y los estados de madurez sexual de G. maculatus mediante la escala macroscópica de Valdebenito & Vega (2003). Análisis estadístico Los resultados de crecimiento fueron comparados por medio de un análisis de varianza de una vía (ANOVA), luego se aplicó la prueba de Tuckey de comparaciones múltiples entre medias para detectar las diferencias entre tratamientos de los experimentos (Zar, 1984). Se estimó el óptimo de proteínas mediante el cálculo del punto en que se intercepta las rectas 1 (% crecimiento = 7.6481 + 0.3153%Proteínas) y 2 (% crecimiento = - 1.8592 + 0.5542%Proteínas) estimadas mediante regresión de las coordenadas de la mitad inferior y superior de la curva de la Figura 7 (% crecimiento = - 42.344 + 16.813Ln (% Proteínas). Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 34 Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 35 Tabla 4. Crecimiento promedio mensual en peso y factor de conversión de adultos de G. maculatus por efecto de las proteínas y lípidos en las dietas de los experimentos 1 a 5. Diferencia significativa < 0,05 (*). D %P %L E PE/TE Pesoi Pesof %Crec. DS %CV SGR GF3 FC (MJkg-1) (g) (g) mes (%d-1) Exp. 4.1 1Pel. 20 17 21,31 0,22 0,5 1,6 213 31 14 3,8 0,75 1,0 2Pel. 30 27 23,82 0,29 0,5 1,3 160 35 22 3,2 0,59 1,3 3Pel. 43 14 21,06 0,48 0,5 1,5 193 31 16 3,6 0,70 1,1 4Pel. 40 26 23,81 0,40 0,5 1,5 193 31 16 3,6 0,70 1,2 5Ext.V1 55 15 21,90 0,59 0,5 1,3 167 83 50 3,2 0,59 1,5 Exp. 4.2 1Pel 17 21,31 0,22 1,6 1,9 24* 10 42 0,7 0,15 2,2 2Pel. 30 27 23,82 0,29 1,3 2,0 58 22 38 1,5 0,36 1,0 3Pel. 43 14 21,06 0,48 1,5 2,4 67 21 31 1,7 0,41 0,8 4Pel. 40 26 23,81 0,40 1,5 2,6 80* 16 20 1,9 0,49 0,7 5Ext.V1 55 15 21,90 0,59 1,3 3,0 171* 41 24 3,3 0,75 0,5 Exp. 5.1 Ext. 63 8 20,40 0,71 0,6 1,0 67 24 35 1,7 0,4 1,8 Ext. 63 21 23,84 0,62 0,6 1,1 105 25 24 2,4 0,5 1,3 Exp. 5.2 Ext. 63 8 20,40 0,71 1,0 1,4 51 26 51 1,3 0,3 1,8 Ext. 63 21 23,84 0,62 1,1 1,8 71* 16 22 1,8 0,5 1,3 Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 36 Tabla 5. Ecuaciones y coeficientes de correlación de las relaciones logarítmicas del porcentaje de proteínas y energía de proteínas/energía total de las dietas y el porcentaje de crecimiento mensual para diferentes pesos de G. maculatus. Peso Relación R Relación (g) % proteínas - %crecimiento mensual PE/TE - %crecimiento mensual 0,4 Y Y = 87,422 ln(x) - 255,930 r2= 0,84 Y= 120,040 ln(x) + 174,10 r2= 0,99 0,5 Y= Y= -10,440 ln(x) + 178,26 r2= 0,03 1,3 Y= 72,788 ln(x) - 220,870 r2= 0,76 Y= 65,372 ln(x) + 106,60 r2= 0,67 1,4 Y= 129,780 ln(x) - 419,370 r2= 0,99 Y= 157,250 ln(x) + 196,71 r2= 0,90 1,5 Y= 65,001 ln(x) - 166,770 r2= 0,89 Y Y= 59,777 ln(x) + 123,04 r2= 0,75 1,7 Y= 20,134 ln(x) - 32,517 r2= 0,39 Y= 19,112 ln(x) + 36,11 r2= 0,96 3,9 Y= 18,813 ln(x) - 42,344 r2= 0,98 Y= 18,337 ln(x) + 58,31 r2= 0,36 Figura 3. Relación lineal de la cantidad de energía de las dietas v/s porcentaje de incremento en peso de G. maculatus en el Experimento 2.1. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 37 0 20 40 60 80 100 0 0,2 0,4 0,6 0,8 % Crecimiento mensual PE/TE 1,5 g 1,7 g 3,9 g Figura 4. Relación logarítmica entre la energía de la proteínas/energía total de las dietas y el porcentaje de crecimiento mensual para tres pesos de G. maculatus (1,5; 1,7 y 3,9 g). Los resultados muestran que a mayor % de proteínas en la dieta o crecimiento en peso menor factor de conversión. Los mejores factores de conversión en las dietas peletizadas varían desde 0,7 a 1,5 y en las extruídas alcanza hasta 0,5 (Figs. 5 y 6, Exps. 2.1, 2.2, 3.2 y 4.2). y = 134,8x-1,4 R² = 0,9553 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 010 20 30 40 50 60 Factor Conversión % Proteínas Figura 5. Relación potencial negativa del porcentaje de proteína en las dietas v/s factor de conversión para el Experimento 4.2. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 38 Figura 6. Relación potencial negativa del porcentaje incremento en peso v/s factor de conversión de las dietas para el Experimento 4.2. En los experimentos realizados el crecimiento de los peces es afectado por la mortalidad y la madurez sexual. La mortalidad mensual promedio de 5 a 45% es mayor a la usual en cultivo y algunas réplicas son afectadas por enfermedades aumentando la mortalidad, por ej. 48% en la dieta extruida del Exp. 4.2 por flavobacteriosis. La rápida madurez sexual inicial impide continuar los experimentos por más de 30 o 60 días (Exps. 2.1, 3.1), ya que los peces comienzan a madurar desde que retornan como juveniles cristalinos del mar y se metamorfosean en adultos al regresar a agua dulce. La madurez sexual promedio mensual de los ejemplares fluctuó desde 0 a 85% (Exps. 2.1, 2.2, 3.1 y 5). En los experimentos no se observa una relación directa entre la mortalidad y la madurez sexual, así como no hay diferencias significativas (P>0,05) entre los porcentajes de madurez de los peces con diferentes niveles de proteínas de las dietas (Exps. 2.2 y 3.1); aunque hay una tendencia (Y=0,693X +3 9,723, R2=0,8341) a que al aumentar el nivel de proteínas de la dieta aumenta la madurez sexual, por ej., desde un 30% a 60% de proteínas aumenta la madurez sexual de un 60 a 80% en el Exp. 3.1. y = 22,9 x - 0,7702 R 2 = 0,96 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 50 100 150 200 % Incremento Peso Factor de Conversión Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 39 2.- Efecto de dos niveles de lípidos de dietas extruídas isoproteícas en el crecimiento en peso de Galaxias maculatus. En ejemplares de G. maculatus de 0,6 g alimentados con dietas comerciales extruídas con 63% de proteínas y dos niveles de lípidos, cuando se aumentan estos de 8 % a 21%, de 20,40 a 23,84 MJ/Kg-1 y de una relación PE/TE de 0,62 a 0,71 el primer mes se incrementa el peso de 67% a 105% y en el segundo, con ejemplares de 1,1 g, de 51% a 71%, encontrándose diferencias significativas (P<0,05) en el crecimiento entre ambos niveles de lípidos (Tabla 4 experimento 5). Al ir creciendo los peces de un mes a otro va disminuyendo su velocidad de crecimiento. La dieta con 63% de proteína y 21% de lípidos posee mayor energía (23,84 MJ/Kg-1), mayor crecimiento y el mejor factor de conversión (1,3); éste menor factor de conversión concuerda con los mayores incrementos en peso (171 y 71%) y una menor variabilidad (CV= 24 y 22) (Tabla 4). Se registra para las dos dietas una mortalidad del 21% mensual, estando los dos meses el 100% de los peces maduros, sin encontrarse diferencias significativas (P>0,05) entre ambas dietas. 3.- Nivel mínimo de proteínas en la dieta para un máximo crecimiento de reproductores de G. maculatus. Los resultados de los experimentos muestran que los máximos crecimientos de los reproductores de G. maculatus se obtienen con dietas sobre un mínimo de 37% de proteína cruda siendo el óptimo un 40%. A medida que aumenta la proteína sobre este nivel aumenta también el porcentaje de crecimiento, alcanzando su máximo cuando se encuentra entre el 50 y 60% (Fig. 7). Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 40 y = 16,813ln(x) - 42,344 R² = 0,9775 0 5 10 15 20 25 30 010 20 30 40 50 60 % Crecimiento % Proteínas Figura 7. Relación logarítmica del % de proteínas de la dieta peletizada versus el % de crecimiento de G. maculatus en el experimento 2.2. 4.- Relación Energía de las Proteínas/Energía Total de la dieta. La dieta peletizada con la relación PE/TE de 0,57, con 22,90 MJ/Kg-1, 56% de proteínas y 19% de lípidos permite expresar el mayor porcentaje de crecimiento mensual (82%, Tabla 4 Exp. 3.1). Las dietas peletizadas que permiten expresar en reproductores de G. maculatus un mayor crecimiento se caracterizan por una relación PE/TE de 0,38 a 0,58, con valores de energía de 22,53 a 23,81 MJ/Kg-1, niveles de proteínas de 37 a 57% y de lípidos de 16 a 26%. Las dietas extruídas expresan un mayor crecimiento que las peletizadas, donde el mejor resultado lo obtiene la relación PE/TE de 0,59, con 21,90 MJ/Kg-1, 55% de proteínas y 15% de lípidos (171% mensual, Exp. 4.2). En estas dietas la relación PE/TE tiene un rango de 0,50 a 0,63, con valores de energía de 21,55 a 24,60 MJ/Kg-1, niveles de proteínas de 53 a 63% y niveles de lípidos de 14 a 21%. En G. maculatus la eficiencia en la retención de proteína (PPV) disminuye a medida que aumenta el contenido de proteína en la dieta. La relación se expresa por la ecuación: PPV = 87,293 – 1,160 (PE/TE * 100) que predice un PPV de 41% cuando la relación PE/TE es óptima (0,40) a 10ºC. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 41 DISCUSION 1.- Crecimiento por efecto del nivel de proteínas. Los requerimientos de proteínas para un óptimo crecimiento (Garling & Wilson, 1976), manifiestan una tendencia general, a mayor nivel de proteínas mayor es el crecimiento, hasta alcanzar una asíntota cuando se sobrepasa éste nivel óptimo (Shi et al., 1988), lo cual es concordante con los resultados de los experimentos 2.2, 3.1 y 4.2 (Tabla 4, Figs. 1 y 8), donde el óptimo es 37% para ejemplares de 0,4 g. Los niveles de proteínas menores a 30% generan crecimientos significativamente más bajos (P<0,05) y entre 50 a 60% de proteínas se expresan los mayores crecimientos y menores factores de conversión (0,5 a 0,7), valores que son similares a los de otras especies de peces carnívoros (Cho & Kaushik, 1990; Hillestad & Johnsen, 1994; Aksnes, 1995; Refstie et al., 2001; Lee & Kim, 2001; Nordgarden et al., 2002; Refstie et al., 2004; Aksnes et al., 2006; Vergara et al., 1996a; Lupatsch et al., 2001, Bromley, 1980; Winfree & Stickney, 1981; Tibaldi et al., 1996; Schuchardt et al., 2008). La relación energía proteínas /energía total de la dieta es un indicador para estimar los requerimientos de los niveles de proteínas de los peces (Lee & Putnam, 1973; Santinha et al., 1999; Chan et al., 2002 ; Skalli et al., 2004), que en el caso de los reproductores de G. maculatus corresponden a 0,57 y 0,59 para alcanzar los mayores crecimientos en una dieta peletizada y extruída, indicando que requieren un alto aporte de energía proveniente de las proteínas para expresar su máximo crecimiento. Estos valores son mayores a los descritos para otras especies, así los resultados de crecimiento con niveles de proteínas sobre 30% son similares a la trucha arco iris (O. mykiss) y arctic charr (Salvelinus alpinus) que requieren dietas con una relación de energía de al menos 0,35 para mantener buenas tasas de crecimiento (Jobling & Wandsvik, 1983). En G. maculatus la eficiencia en la retención de proteína (PPV) disminuye a medida que aumenta el contenido de proteína en la dieta, indicando un PPV de 41% cuando la relación PE/TE es óptima (0,40) a 10ºC, valor similar al obtenido para trucha arco iris a 12ºC y dentro del rango de los valores óptimos de 30 a 40%; Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 42 cuando la dieta es alta en proteínas (PE/TE= 0,70) ésta es pobremente utilizada en el crecimiento (Wandsvik & Jobling, 1982). 2.- Crecimiento por efecto de lípido y energía. El aumento de lípidos y energía en la dieta permite generar el efecto ahorrador de proteínas o sparing effect (Vergara et al., 1996b; Weatherup et al., 1997; Company et al., 1999), así como aumentar la tasa de crecimiento y disminuir el factor conversión de G. maculatus (Exp. 5). Cuando se compara una dieta extruída isoproteíca (63%), con dos niveles de lípidos y energía, en el segundo mes con el mayor nivel de lípidos (21%) y de energía (23,84 MJ/Kg-1), se obtiene una diferencia significativa (P<0,05) con un mayor crecimiento (71%) y menor factor de conversión (1,3). En este experimento se repite una mortalidad mensual alta (21%) y el 100% de los ejemplares de 0,6 g iniciaron la madurez sexual. Llama la atención en todos los experimentos que ejemplares de G. maculatus que recién se han metamorfoseado en adulto comiencen a madurar. 3.- Efecto de la técnica de procesamiento del alimento. En general, las dietas extruídas con altos niveles de lípidos evaluadas en los experimentos expresan en reproductores de G. maculatus un mayor crecimiento y menor factor de conversión que las peletizadas, resultados similares a los encontrados por Aksnes et al., (1997); Deguara (1997); Pérez et al., (1997) y Vergara et al., (1999). Esto es posible, quizás por el efecto del proceso de extrusión de los alimentos, ya que para diferentes especies mejora la digestibilidad de las proteínas (Deguara, 1997; Pérez et al., 1997; Sørensen et. al., 2002), lípidos (Peres & Oliva Teles, 1999; Boujard et al., 2004) y carbohidratos (Jeong et al., 1991). Así mísmo, el proceso de extrusión, permite agregar más lípidos a la dieta y como consecuencia, mayor energía. Este proceso parece favorecer la digestión del alimento extruído con menos proteínas (53%), un poco más de lípidos (20%) y energía (24,60 MJ/Kg-1) generando un mayor crecimiento y menor factor de conversión que el peletizado con las características más parecidas con que se le puede comparar (Exp. 2.2: 57% proteínas, 16% Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 43 lípidos y 22,97 MJ/Kg-1). Nuevamente en el Exp. 4.2 se comprueba que la dieta extruída expresa el mejor crecimiento (171%) y factor de conversión (0,5), aunque las dietas peletizadas la superen en el nivel de lípido y energía. 4.- Consideraciones metodológicas de los experimentos. Alimentación y frecuencia: Se alimentó ad libitum para evitar limitar el crecimiento y garantizar el acceso de todos los peces al alimento, estimandose que con tres alimentaciones diarias, una más que la utilizada por Jobling & Wandsvik (1983), se alcanza la saciedad y éste régimen se aproxima a la tasa que promueve el máximo crecimiento al evitar la pérdida de alimento en el fondo del estanque que altera la estimación de la eficiencia del uso del alimento. Tamaño: El pequeño tamaño de G. maculatus y la metamorfosis del juvenil en adulto a los 0,4 g tiene un efecto en la metodología de los experimentos, ya que los pesos de los adultos reproductores utilizados en los experimentos variaron de 0,4 a 5,2 g, constituyendo una biomasa pequeña que requiere una cantidad aún más pequeña de alimento en cada estanque; por ese motivo se utilizó la técnica de peletizado para elaborar las pequeñas cantidades de alimento requeridos en los diferentes niveles de proteínas de las dietas evaluadas. Formulación y elaboración de las dietas: Se diseñó una formulación isocalórica de las dietas peletizadas para poder comparar el efecto del nivel de proteínas en el crecimiento de G. maculatus, sin embargo, la técnica de peletizado de las dietas, no permite regular altos porcentajes de lípidos generando variabilidad en las cantidades incorporadas. Poblaciones salvajes y variabilidad: Debido a que recién se está desarrollando la tecnología de cultivo a nivel piloto de G. maculatus aún no se cuenta con poblaciones domésticas debiendo utilizarse ejemplares salvajes juveniles capturados en el estuario en su retorno de primavera. Los experimentos fueron afectados principalmente por la mortalidad y la madurez sexual. Las mortalidades mensuales fluctuaron en un rango entre 0 hasta un 48%, posiblemente por stress, pero sin duda por los diversos endoparásitos con que están infectados. Así mismo, en cautiverio sufren de algunas enfermedades epidémicas como ich, flavobacteriosis y síndrome rickettsial del salmón. G. maculatus es un pez de rápida Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 50 Skalli, A., Hidalgo M.C., Abellán E., Arizcun M. & G. Cardenete. 2004 Effects of the dietary protein/lipid ratio on growth and nutrient utilization in common dentex (Dentex dentex L.) at different growth stages. Aquaculture. 235: 1-11. Sørensen, M., Ljøkjel K., Storebakken T., Shearer K.D. & A. Skrede. 2002 Apparent digestibility of protein, amino acids and energy in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fed a fish meal based diet extruded at different temperatures. Aquaculture, 211: 215-225. Steffens, W. 1987 Principios fundamentales de la alimentación de los peces. Editorial Acribia. España. 272 pp. Tacon, A.G.J. & C. Cowey. 1985 Protein and amino acid requirements. In: Tytler P. & P. Calow (Editors) Fish Energetics. New Perspectives. Croom Helm, London, pp. 155-184. Tibaldi, E., Beraldo P., Volpelli L.A. & M. Pinosa. 1996 Growth response of juvenile dentex (Dentex dentex L.) to varying protein level and protein to lipid ratio in practical diets. Aquaculture, 139: 91-99. Valdebenito I. & R. Vega. 2003. Reproductores y producción de ovas de puyes. 25-53 pp. En Antecedentes para el cultivo del puye Galaxias maculatus (Pisces: Galaxiidae). Ed. J. Barile, Editorial Graficasur Ltda. Temuco. Chile. 144 pp. Vergara, J.M., Palacios, H.F., Robaina, L., Jauncey, K., De La Higuera, M. & M.S. Izquierdo. 1996a The effects of varying dietary protein level on the growth feed efficiency, protein utilization and body composition of gilthead sea bream fry. Fish. Sci., 62: 620-623. Vergara, J.M., Robaina L., Izquierdo M.S., M. De la Higuera. 1996b Protein sparing effect of lipids in diets for fingerlings of gilthead seabream. Fish. Sci., 62: 624-628. Vergara, J.M., López-Calero G., Robaina L., Caballero M.J., Montero D., Izquierdo M.S., A. Aksnes. 1999 Growth, feed utilization and body lipid content of gilthead seabream (Sparus aurata) fed increasing lipid levels and fish meals of different quality. Aquaculture, 179: 35-44. Wandsvik A. & M. Jobling. 1982 Observations on growth rates of Arctic charr, Salvelinus alpinus (L) reared at low temperature. J. Fish Biol., 20: 689-699. Watanabe, T., Itoh A., Satoh S., Kitajima C. & S. Fujita. 1985 Effect of dietary protein levels on chemical components of eggs produced by red seabream broodstock. Nippon Suisan Gakkaishi, 51: 1501-1509. Capitulo 2. Efecto niveles proteínas y lípidos dieta en crecimiento de G. maculatus 51 Weatherup, R.N., Mccracken K.J., Foy R., Rice D., McKendry J., Mairs R.J. & R. Hoey. 1997 The effects of dietary fat content on performance and body composition of farmed rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Aquaculture, 151: 173-184. Wilson R.P. 1989 Amino acids and proteins. In: Fish Nutrition, 2nd edn (Cowey, C.B., Mackie, A.M. & Bell, J.G. eds), pp. 111-145. Academic Press, New York. Windham, W.R. 1995 Animal Feed. In: Official methods of analysis of AOAC International. Ed. By Cunnyff P., AOAC International. Virginia, USA. Vol 1: 1-27. Winfree, R. A. & R.R. Stickney 1981 Effects of dietary protein and energy on growth, feed conversion efficiency and body composition of Tilapia aureu. J. Nutr., 111: 1001-1012. Zar, J.H., 1984. Biostatistical Analysis, 2nd edn. Prentice-Hall, NJ. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 52 Caracterización de la tasa respiratoria del puye Galaxias maculatus para optimizar la capacidad de carga en cultivo intensivo. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 53 RESUMEN Galaxias maculatus es un pez osmeriforme nativo del hemisferio sur, cuya larva cristalina (whitebait) es considerada una delicatesen, motivo por el cuál ha sido sobre explotada comercialmente en Chile, Argentina y Nueva Zelanda; la depredación de peces introducidos junto a la sobreexplotación han sido las causas del rápido decrecimiento de la pesquería. Por éste motivo se hace necesario su cultivo intensivo y el conocimiento de sus capacidades de carga. Para optimizar las densidades de carga óptimas en el cultivo, se propuso como objetivos determinar las tasas de consumo de oxígeno (CO), concentraciones de oxígeno disuelto que producen signos de hipoxia y el promedio de tiempo entre la ingesta de alimento y el máximo consumo de oxígeno de G. maculatus. En los experimentos de consumo de oxígeno bajo condiciones de metabolismo de rutina se encontró que adultos y juveniles de G. maculatus mostraron signos de asfixia a concentraciones de oxígeno disuelto entre 1,3 y 2,2 mg L-1 y que los adultos toleraron concentraciones tan bajas como 1,3 mg L-1. Los resultados mostraron que individuos de G. maculatus con un promedio de peso de 0,04 g consumen 0,048 mg O2 h-1, mientras que individuos con un promedio de peso 1,4 g consumen 0,345 mg O2 h-1. G. maculatus aumenta su tasa de consumo de oxígeno en un 31%, desde 0,39 a 0,51 mg O2 h-1g-1, después de 14 minutos de la ingesta del alimento. La capacidad de carga para el cultivo industrial de G. maculatus se estimó utilizando la ecuación alométrica OC = 0,2363 P 0,612), flujo de agua de 1 m3 h -1 y un ingreso de oxígeno de 10 mg L-1 a 12ºC. La densidad de cultivo del juvenil (4 g) puede alcanzar los 8 a 11 kg m-3, reduciendo los riesgos de hipoxia y mortalidad y asegurando las tasas apropiadas de crecimiento y factor de conversión del alimento. Palabras claves: Galaxias maculatus; whitebait, tolerancia de oxígeno; respiración, capacidad de carga. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 54 AGRADECIMIENTOS Los autores desean agradecer el financiamiento de: a) Proyecto Conicyt Fondef D96i1071, D99i1003, D02T1025, Fondecyt 1930134. b) Dirección de Investigación Universidad Católica de Temuco, Chile, Proyectos DIUCT 2004-3-01, 2004-4-02. c) Robert McDowall, Santiago Peredo y Robyn Miles por la revisión del manuscrito. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 55 INTRODUCCION Galaxias maculatus (Jenyns, 1842) es un pez osmeriforme de la familia Galaxiidae de distribución circumpolar. En Chile G. maculatus habita en lagos, ríos y estuarios de la Región Patagónica (Peredo & Sobarzo 1993; 1994) entre los 32 a 53ºS (Campos 1970; Campos, Dazarola, Dyer, Fuentes, Gavilán, Huaquín, Martínez, Meléndez, Pequeño, Ponce, Ruiz, Sielfeld, Soto, Vega & Vila 1998; Murillo & Ruiz 2002). Su estado de conservación es considerado vulnerable (Armesto, Ruíz & León-Lobos 1997; Glade 1988; Campos et al. 1998) debido a la sobreexplotación de la pesquería y la depredación por especies de salmones introducidos. La explotación comercial y la investigación de esta especie se ha realizado en Chile, Argentina y Nueva Zelanda, debido al alto precio de la larva cristalina como producto alimentario (US$ 28 - 83 kg-1) (Mardones, Vega & Encina 2008). Los estados morfológicos cristalinos de G. maculatus de larva y juvenil (whitebait), usualmente miden entre 4 a 6 mm y pesan alrededor de 0,6 g; en el estado adulto pigmentado tiene una longitud promedio de 5 cm y sobre 0,6 g de peso. En Chile y Nueva Zelanda la pesquería se sustenta en los juveniles diadrómicos (Campos 1970; Valdebenito & Vega 2003). En Chile la investigación se ha concentrado en las áreas de taxonomía (Campos 1970; Campos et al. 1998; Murillo & Ruiz 2002), ecología, fisiología (Ríos 1979; Murillo & Ruiz 2002) y en el desarrollo del cultivo intensivo (Vega 1999; Barile, Borquez, Dantagnan, Mardones, Quevedo, Salgado,Valdebenito &Vega 2003; Mardones et al. 2008). El cultivo intensivo de peces está limitado por la disponibilidad de oxígeno y la acumulación de productos metabólicos, que están relacionados con las tasas de consumo de alimento y oxígeno de las especies a cultivar (Piper 1971; 1983; Soderberg 1995). Por ejemplo, en el cultivo de salmones, la concentración de 5 mg L-1 y bajo 3 mg L-1 genera mortalidades (Leitritz & Lewis 1980; Blanco Cachafeiro 1984, Valenzuela, Alveal & Tarifeño 2002). La recomendación técnica sobre los niveles de disponibilidad de oxígeno en piscicultura de salmones es mayor a 8 mg O2 L-1, concentración suficiente para evitar afectar las tasas respiratorias de los peces (Leitriz & Lewis 1980). Los efectos letales de bajos niveles de oxígeno disuelto en peces dulceacuícolas pueden medirse por dos indicadores, primero el LT50 que es el tiempo promedio que causa el 50% Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 56 de mortalidad en la población producto de la concentración de oxígeno suministrada, segundo el LC50 que corresponde a la concentración de oxígeno que causa un 50% de mortalidad en período de tiempo fijado (USEPA 1986), por ejemplo en el caso de la trucha arco iris Landman, Van der Heubel & Ling (2005) estimaron un LC50 de 1,62 mg O2 L-1. La concentración mínima de oxígeno es un factor importante cuando falla el sistema de oxigenación en el cultivo intensivo o en el transporte de peces, por ello cuando los peces quedan expuestos a condiciones de hipoxia, ellos muestran señales externas que indican stress fisiológico, por ej. cambios en la tasa de ventilación de las branquias (McNeil & Closs 2007) y consecuentemente, cuando las condiciones de hipoxia continúan, el pez pierde el equilibrio, se da vuelta y muere. Por otra parte, la tasa de consumo de oxígeno del pez es un importante parámetro para el diseño de los sistemas de cultivo intensivo. La tasa de consumo de oxígeno de ejemplares de trucha arco iris de 0,3 kg varía entre 105 - 149 mg O2 kg-1 h-1 en condiciones de metabolismo de rutina en un rango de temperatura de 7 - 11ºC (Klontz, 1991). En la trucha el consumo de oxígeno aumenta aproximadamente 15 minutos después de la ingestión del alimento, requiriendo 70% más oxígeno que en las condiciones de metabolismo de rutina (Blanco Cachafeiro 1984), por ello los sistemas de cultivo requieren ajustar las densidades máximas de peces y el flujo de agua a la tasa de consumo máximo de oxígeno después de la alimentación (Ríos 1979; Blanco Cachafeiro 1984). En diversos estudios el oxígeno es medido bajo condiciones de: a) metabolismo de rutina, es decir cuando el pez está restringido de alimento y tiene una actividad normal (Waller 1992), y b) bajo condiciones de metabolismo de alimentación (Acción específica dinamica – AED), la tasa metabólica aumenta debido al consumo de alimento y absorción (McCue 2006). La relación tasa de consumo de oxígeno - peso del cuerpo se expresa en la ecuación alometrica CO = aPb (Y = aXb) (Kleiber 1961; Beamish 1964a; Paloheimo & Dickie 1966: Schmidt-Nielsen 1975). Las características metabólicas de G. maculatus en Chile solo han sido investigadas por Ríos (1979) en su estudio del balance energético y diferencias metabólicas en las poblaciones de los ríos y lagos del sur de Chile. Actualmente existen escasas investigaciones que describan y cuantifiquen las características metabólicas de G. maculatus, lo cual limita el diseño, implementación y desarrollo de su cultivo en piscicultura comerciales. En los cultivos comerciales de los salmones las densidades varían desde 10 a 100 kg m-3; en el cultivo experimental de G. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 57 maculatus en Chile tradicionalmente se han usado bajas densidades de cultivo (2 kg m-3), las cuales deben ser aumentadas por razones económicas en los cultivos comerciales. El objetivo de este estudio es determinar en G. maculatus las tasas de consumo de oxígeno, los niveles de concentración de oxígeno en el agua que producen signos de hipoxia y el tiempo promedio entre la ingesta de alimento y el aumento al máximo de la tasa de consumo de oxígeno. La caracterización precisa de estos parámetros es un factor crítico en la optimización de las capacidades de carga de peces en condiciones de cultivo intensivo. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 58 MATERIALES Y METODOS Ejemplares diadrómicos de G. maculatus fueron capturados en el estuario del río Toltén, IX Región, Chile (39º14’72’’S and 73º13’11’’W) y transportados a un Laboratorio en la Universidad Católica de Temuco, donde fueron tratados con Cloramina T, Oxitetraciclina y sal. Los ejemplares fueron adaptados a condiciones de cultivo en estanques de fibra de 100 L con un flujo de agua de 1,71 L min-1 por 30 días. Durante éste período los peces fueron alimentados con alimento peletizado de salmón sin baño de aceite. Experimento 1. Consumo de oxígeno y nivel crítico de oxígeno en condiciones de rutina. Los ejemplares permanecieron sin alimento por 24 horas antes de medir su tasa de consumo de oxígeno y el nivel crítico de oxígeno disuelto, luego los peces fueron elegidos al azar desde el estanque de acondicionamiento, medidos, pesados y agrupados en clases de talla de 10 ejemplares cada una. En la primera etapa del experimento se estimó el consumo de oxígeno en cinco clases de peces con un rango de 2,0 - 7,0 cm de longitud y 0,02 -1,5 g de peso (Tabla 1), donde los ejemplares menores a 5,0 cm y 0,5 g de peso corresponden a larvas y juveniles (Mardones et al., 2008). En la segunda etapa se estimó el nivel crítico de oxígeno disuelto en cinco clases de peces con un rango de 4,0 - 6,9 cm y 0,4 - 1,5 g (Tabla 2). Las medidas de oxígeno y pesos de los ejemplares de acuerdo a los rangos de clases especificados se muestran en las Tablas 1 y 2. Se utilizaron cámaras de 300 ml para las larvas y de 700 ml para los juveniles. Los cambios en la concentración de oxígeno disuelto (OD) fueron medidos cada 60 segundos utilizando un electrodo Schott (0,01 mg O2 L-1 sensitividad) y registrado automáticamente por el equipo Jeulin-Generis ESAO4 model 451101. Cada cámara fue transferida a un acuario de 6 L mantenido en un baño termoregulado de 15°C con un ciclo de 12/12 h luz/oscuridad. Cada experimento empezó a las 9 horas y duró 3 horas. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 59 Tabla 1. Consumo de oxígeno de G. maculatus para diferentes pesos en condiciones de metabolismo rutina. Estado vida Long. clase (cm) Peso clase (g) Peso prom. (g) Nº Repli cas O2 prom. consumo (mg O2 h-1) DS O2 prom. consumo (mg O2 h-1 g-1) DS juvenil 2,0 -3,0 0,02 - 0,06 0,04 6 0,048 0,005 1,324 0,488 juvenil 4,0-4,9 0,40 - 0,60 0,54 5 0,157 0,002 0,298 0,051 adulto 5,0-5,9 0,70 - 0,90 0,86 12 0,217 0,002 0,252 0,039 adulto 6,0-6,4 1,00 - 1,20 1,12 8 0,354 0,005 0,295 0,062 adulto 6,5-7,0 1,30 - 1,50 1,40 3 0,345 0,007 0,247 0,072 Tabla 2. Nivel crítico de oxígeno de G. maculatus para diferentes pesos en condiciones de metabolismo de rutina. Estado vida Long. clase (cm.) Peso clase (g) Peso Prom. (g) Nº replicas O2 prom. Nivel critico (mg O2 L-1) DS whitebait 4,0 - 4,9 0,4 – 0,6 0,5 6 2,0 0,7 adult 5,0 - 5,4 0,7 – 0,8 0,8 6 2,2 1,2 adult 5,5 - 5,9 0,9 – 1,7 1,0 8 1,8 0,5 adult 6,0 - 6,4 1,2 – 1,3 1,3 8 1,7 0,8 adult 6,5 - 6,9 1,3 – 1,5 1,4 3 1,3 0,3 Se estimó el consumo de oxígeno por gramo de pez (mg O2 h-1g-1) de acuerdo a Handy & Depledge (1999) utilizando la siguiente ecuación: CO = [(ODt2 – ODt1)]*V (1) (B*T) donde (ODt2 –ODt1) es la diferencia de las concentraciones de oxígeno disuelto (mg O2 L-1) en los tiempos a t1 y t2, V es el volumen del estanque en litros (L), B es la biomasa en gramos (g) y T es el tiempo en horas (h). La relación entre consumo de oxígeno (mg O2 h-1) y peso del pez (g) fue graficada de acuerdo a la siguiente ecuación (Ríos 1979; SchmidtNielsen 1986): CO = aPb (2) Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 66 0,38 g y 5 cm de longitud) eran menos resistentes que la trucha arco iris Oncorhynchus mykiss con un LC50 de 1,61 mg O2 L-1. Mientras que Burleson, Wilhelm & Smatresk (2001) sugieren que juveniles de G. maculatus son más tolerantes que los adultos a la hipoxia. La carencia de sangre roja es un importante factor que podría explicar la sensibilidad a la hipoxia de los juveniles (Landman et al. 2005). Para reducir los efectos de la hipoxia algunas especies de peces suben a la superficie del agua que es más rica en oxígeno, ellos boquean por aire o respiran y se agitan en el agua (Kramer 1987). Esta conducta es definida como respiración acuática de superficie (ASR en inglés) y consiste en una respuesta común de los peces a la hipoxia de respirar en la capa de agua superficial rica en oxígeno, aun cuando no posean un órgano respiratorio. Esta conducta ha sido descrita por McNeil & Closs (2007) para G. rostratus, una especie muy relacionada a G. maculatus, quien no tiene un órgano respiratorio, sin embargo es posible que él pueda respirar a través de la piel, ya que carece de escamas durante todo su ciclo de vida. Durante el metabolismo de rutina los peces se mueven espontáneamente en la columna de agua (Beamish & Mookherjii 1964; Waler 1992) y durante el metabolismo de actividad se produce un aumento en la actividad muscular asociado a la velocidad de natación durante la alimentación y digestión (Brett 1962, 1972). En éste estudio se estimó que el consumo de oxígeno en peces de 1,2 g aumentó de 0,39 a 0,51 mg O2 h-1 g-1 durante el tiempo (14,4 ± 3,8 minutos) transcurrido entre la alimentación y el comienzo de la digestión a 15°C. Ríos (1979) reportó que G. maculatus, como el salmón, son eficientes carnívoros que aumentan su tasa metabólica cuando se alimentan al amanecer y al atardecer. Los altos valores de eficiencia alimentaria reportados por Ríos (1979) son concordantes con los resultados obtenidos para otras especies carnívoras (Winber 1956, en Welsh 1968; Davis & Warren 1971); por ejemplo, el máximo consumo de oxígeno para Salvelinus alpinus ocurre entre 13 y 17 minutos después de alimentarse, siendo muy similar a los tiempos reportados para otros salmónidos, por ejemplo la trucha (Blanco Cachafeiro 1984). Otros factores que afectan el consumo de oxígeno después de la alimentación son la cantidad y tamaño del alimento ingerido y el estado fisiológico de los peces (Rueda, Zamora & Martínez 2001). En los sistemas de cultivo la disponibilidad de oxígeno es un parámetro restrictivo para la conversión del alimento y las condiciones de Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 67 hipoxia; la concentración de oxígeno disuelto está regulada por la tasa de renovación del agua, aireadores o adición de oxígeno puro. Se encontraron tasas de consumo de oxígeno similares a S. trutta (Beamish 1964a, b) (Fig. 1), utilizando la relación CO = aPb (Y = aXb) (Kleiber 1961; Beamish 1964a,b; Paloheimo & Dickie 1966; Schmidt-Nielsen 1975; Rios 1979). Los resultados de Ríos (1979) indican que no hay diferencias significativas entre poblaciones de G. maculatus del lago Riñihue y el río Cau Cau. Sin embargo, estos resultados con una población estuarina muestran tasas más bajas que las reportadas por Ríos (1979). Las diferencias en el consumo de oxígeno puede deberse a: orígen, estado metabólico y edad. En éste trabajo los peces fueron capturados en el estuario del río Toltén, mientras que los de Ríos (1979) en el río Valdivia. Las concentraciones de oxígeno disuelto en condiciones de cultivo, bajo 5 mg O2 L-1 pueden ocurrir solo debido a la falla de los equipos de oxigenación, el sistema de distribución de agua o a la contaminación de ellos. En condiciones accidentales de anoxia, es decir valores bajo 3 mg O2, se pueden esperar cambios en las tasas de ventilación de las branquias. Los resultados de éste trabajo muestran que se puede esperar la pérdida del equilibrio a concentraciones de oxígeno entre 1,3 y 2,0 mg O2 L-1. Landman et al. (2005) reportan que concentraciones de oxígeno de 2,65 mg O2 L-1 producen una tasa de mortalidad de 50% (LC50) en ejemplares de G.maculatus y de 1,62 mg O2 L-1 para trucha arco iris. No obstante, en este trabajo, se observó que las poblaciones chilenas de G. maculatus son más tolerantes que las poblaciones de la misma especie y trucha que estudió Landman et al. (2005). En Chile, los cultivos experimentales de juveniles de G. maculatus se han realizado a bajas densidades (2 kg m-3), sin embargo, en cultivos comerciales, se espera que sean mayores a 10 kg m-3, en consecuencia, la tasa de consumo de oxígeno después de la alimentación es fundamental porque determina el máximo de oxígeno requerido. Se recomienda usualmente en el cultivo comercial de peces que las concentraciones de oxígeno nunca deben estar bajo 8 mg O2 L-1 (Leitriz & Lewis, 1980; Valenzuela et al. 2002). Además, WDOE (2002) concluye que utilizando una concentración de oxígeno de 5 - 6 mg L-1 la tasa de crecimiento de salmones disminuye bajo un 22% y Carter (2005) que es baja la sobrevivencia de embriones cuando el contenido de oxígeno disuelto es menor a 5 mg L-1, aumentando a concentraciones mayores a 8 mg L-1. El crecimiento, la Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 68 eficiencia del factor de conversión y el estado de condición para la natación están relacionados con los niveles de oxígeno disuelto, siendo el proceso menos eficiente cuando las concentraciones de oxígeno están bajo 5 mg L-1 (Herrmann, Warren & Doudoroff 1962; Bjornn & Reiser 1991; ODEQ 1995). Se estimó la capacidad de carga para el cultivo industrial de G. maculatus utilizando la información fisiológica, mostrando que las concentraciones de oxígeno disuelto en las unidades de cultivo de G. maculatus de origen estuarino necesitan ser mantenidos a un nivel sobre el 60% de saturación de oxígeno (6,3 mg O2 L-1), por lo tanto, si la densidad del cultivo no sobrepasan los 8 - 11 kg m-3 se reduce el riesgo de hipoxia y mortalidad, asegurando las tasas de crecimiento apropiado y factor de conversión. Capitulo 3. Caracterización de la tasa respiratoria del puye 69 REFERENCIAS Armesto J., Ruíz R. & León-Lobos P. 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Dos ensayos fueron realizados midiendo los porcentajes de fecundación de los huevos y eclosión de las larvas en cuatro réplicas entre los dos sistemas, encontrándose solo diferencias significativas entre los porcentajes de fecundación del bioensayo 2. El bioensayo 1 tuvo un 81% promedio de fecundación de los huevos y el porcentaje promedio de eclosión para el SICC fue de 42,9 + 34,5% y para el SICA fue 0,0 + 0,0%. El bioensayo 2 tuvo un promedio de fecundación de los huevos de 87,3 + 2,6% para el SICC y 79,8 + 3,2% para el SICA y el porcentaje promedio de eclosión para el SICC fue de 27,9 + 33,7% y para el SICA fue 4,8 + 5,6%. Se discuten los parámetros de incubación para obtener una máxima eclosión y se entrega una proposición para mejorar el sistema SICC. El sistema de incubación con circuito cerrado de agua generó mayores sobrevivencias en los huevos de Genypterus chilensis. Palabras clave: incubación, huevos, congrio colorado, Genypterus chilensis, Chile Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 82 MATERIALES Y METODOS Diseño Experimental Los experimentos se realizaron en el Centro de Investigaciones Marinas de Quintay (CIMARQ) de la Universidad Andrés Bello ubicado en la Caleta de Quintay, Valparaíso (33°11´LS, 71°10´LW). La incubación de las masas de huevos flotantes de Genypterus chilensis dura 4 días y al 5° día se cosechan las larvas. Cada hembra desovó una masa gelatinosa de huevos flotantes fertilizados en la noche por uno o más machos del estanque. Se midió la eficiencia del sistema de incubación de huevos determinando él % de eclosión larval a la cosecha. En los bioensayos 1 y 2 se compararon simultáneamente dos sistemas de incubación de masas de huevos de Genypterus chilensis, con cuatro réplicas, que de nueve características tienen solo dos similitudes, la forma troncocónica de los estanques y la aireación constante de 6 ppm de oxígeno. De las siete diferencias, una de las principales corresponde al flujo cerrado o abierto del agua. Sus similitudes y diferencias se indican en la Tabla 2. Sistema de incubación de circuito cerrado de agua El sistema de incubación de circuito cerrado, estático o con recambio de agua (SICC), es un sistema sencillo de incubación que cuenta con tanques troncocónicos de plástico rotomoldeado de polietileno, de color azul con una capacidad de 70 litros (Fig. 1). Este sistema permite incubar masas de huevos individuales de 1.500 a 5.000 mL con una densidad de 21 a 71 ml de masa L-1 (Tabla 3). El agua de mar que se utiliza proviene de un tanque acumulador que se encuentra a la intemperie, siendo afectado por la temperatura ambiente. El agua antes de ingresar a los tanques de incubación es previamente filtrada a 1 micrón y esterilizada con luz UV 60.000 µwatts·seg/cm2. Los tanques de incubación tienen un sistema de llenado y vaciado de agua de forma independiente; se les introduce agua por la parte superior y se extrae por la parte inferior. Este sistema cuenta con aireación constante, producida por un difusor de aire que se encuentra en la parte media del tanque, permitiendo que el agua se mueva de forma circular y los huevos se mantengan en suspensión. El sistema no presenta tasa de cambio, por lo tanto, el recambio de agua se realiza de forma manual con una manguera con una red tipo banjo en su extremo, estructura independiente que se utiliza sólo para esa operación. Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 83 Tabla 2. Comparación de los dos sistemas de incubación de masas de huevos de G. chilensis. Características Circuito cerrado Circuito cerrado Forma Tanques Troncocónicos Troncocónicos Oxigenación (aireación) Constante (6 ppm) Constante (6 ppm) Sistema Recambio Agua No Presenta Up-welling Material Tanques Plástico rotomoldeado politieleno Fibra de vidrio Color Tanques Azul Negro Tasa Cambio No tiene 0,5 h-1 Capacidad (L) 70 30 Temperatura (°C) 18 15 Banjo No tiene Tiene Figura 1. a) Diseño del sistema de incubación de circuito cerrado (SICC). b) Funcionamiento. Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 84 Tabla 3. Densidad de masa de huevos en sistemas de incubación de huevos de G. chilensis. Masa Densidad Densidad huevos SICC 70 L SICA 30 L (ml) (ml masa L-1) (ml masa L-1) 1.500 21 50 2.000 29 67 3.000 43 100 4.000 57 113 5.000 71 167 6.000 86 200 El proceso de incubación a 18°C dura 5 días. Los procedimientos seguidos se describen en orden secuencial. Día 0. Limpieza y desinfección de tanques y accesorios. Día 1. Puesta en operación del sistema de incubación para la recepción de la masa de huevos. Limpieza: se enjuagan los tanques y difusores con agua dulce potable o agua de mar para asegurarse que no quede residuo de desinfectante. Provisión de agua de mar y regulación de parámetros físicos y químicos: Se llenan los tanques con agua de mar filtrada y desinfectada de 34 g L-1, salinidad que se utilizará durante todo el período de incubación. Parámetros físico-químicos del agua. Se toma la temperatura del agua del tanque (18ºC) y se regulan los aireadores a una intensidad de 6,6 ppm y 84% de saturación de oxígeno, intensidad media fuerte para la disgregación de la masa de huevos, regulándose a esta intensidad hasta el tercer día de incubación; a partir de ese día se regula a otra intensidad. La temperatura, concentración de oxígeno y el porcentaje de saturación de oxígeno se toma dos veces en el día a las 10 y 16 h durante todo el período de incubación. Durante la incubación la sala de incubación se encuentra en penumbra (100 lux) hasta la eclosión. Masa de huevos, ingreso, control de calidad y densidad: Se mide el porcentaje de fecundación de los huevos y el volumen de la masa de huevos a incubar (3.500 ml), utilizando una densidad de 1.000 ovas L-1. Se deposita la masa en el agua del tanque que permanece flotando en la superficie. Los huevos, producto de la aireación, comienzan a ser liberados de la masa que comienza a disgregarse, generando espuma flotante que se propaga por la superficie del agua del tanque, que se retira con la ayuda de un colador; él cuál se desinfecta con cloro al 40% y se enjuaga con abundante agua dulce cada vez que se usa. Día 2. Se retira la espuma flotante, 3 a 4 veces o las veces que sea necesario. Se Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 85 cambia el 20% del agua del tanque, sin cerrar la aireación. La masa de huevos en disgregación, sigue flotando en la superficie, pero comienzan a verse huevos liberados. Día 3. Se retira la espuma flotante 2 a 3 veces. Se registra la temperatura (18ºC) y se regula los aireadores a una intensidad media baja para alcanzar 5,9 ppm y 77 % de saturación de oxígeno, dejándolos en estas condiciones hasta el último día (eclosión). Se observa que la calidad del agua comienza a deteriorarse y cambia de color, desde un transparente azul verdoso a uno café verdoso, posiblemente por descomposición de materia orgánica; se cambia el 20% del agua. La masa se ha disgregado completamente, los huevos flotan ocupando la mitad superior de la columna de agua, el difusor de aire permite que los huevos se muevan de forma circular y los huevos muertos se van al fondo del tanque. Se cuentan los huevos en el tanque. Se toma una muestra de huevos para observarlos a la lupa y ver si estas se encuentran en proceso de desarrollo embrionario o si están muertos. Día 4. Se retira la espuma flotante 1 a 2 veces. Se intensifica el color café verdoso del agua de mar. El cambio del 20% de agua es opcional y se realiza si ésta se encuentra en malas condiciones, ya que este es el día previo a la eclosión y los huevos se encuentran en un período delicado, donde los movimientos pueden ser perjudiciales para su sobrevivencia. La masa de huevos tiene las mismas características del día anterior, pudiendo observarse algunos huevos eclosionados en el transcurso de la tarde. Opcionalmente se toma una muestra de huevos para ser observada a la lupa. Día 5. Se toman tres muestras de larvas y se procede a determinar el porcentaje de eclosión. Se realiza la cosecha de las larvas, operación que consiste en quitar la aireación del tanque de incubación, se espera por 10 min y suavemente se introduce un jarro plástico graduado de 5.000 mL extrayéndose el volumen calculado de cosecha y se lleva a la sala de cultivo larval evitando agitar el jarro y el contacto de las larvas con la luz. Sistema de incubación de circuito abierto de agua Diseño: El sistema de incubación de circuito abierto con recambio continuo de agua y flujo ascendente (SICA), cuenta con tanques troncocónicos de fibra de vidrio, de color negro y tienen una capacidad de 30 L (Fig. 2). Estos tanques poseen en su interior un banjo, estructura de forma cilíndrica con bordes redondeados que cumple la función de tamiz (100 micras). Este sistema de incubación permite incubar masas de huevos individuales de 1.500-2.000 mL con una densidad de 50 a 67 mL de masa L-1 que es el doble de la densidad del sistema cerrado. El agua de mar que se utiliza proviene de un tanque Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 86 acumulador que se encuentra en una sala exterior independiente a la de incubación; ambas salas tienen su temperatura regulada por un sistema de aire acondicionado. Esta agua de mar antes de ingresar a los tanques de incubación, es filtrada, desinfectada y aireada de la misma manera que en el otro sistema. El banjo conectado al interior del tanque de incubación, permite regular la tasa de cambio de agua (TC= 0,5 hora-1), que fluye de forma automática, ingresando por la parte inferior y produciendo una corriente ascendente en el tanque. Se regula la llave de entrada para ajustar el caudal (Q) que ingresa al tanque de 30 L mediante la fórmula Q = TC* Volumen tanque incubación, suministrándose 15 L h-1. Figura 2. a) Diseño del sistema de incubación de circuito abierto (SICA). b) Funcionamiento. El proceso de incubación a 15°C dura 5 días. Los procedimientos seguidos se describen en orden secuencial. Días 0, 1 y 2. Procedimiento similar al otro sistema, diferenciándose en dejar libre de agua un margen de 2 cm desde el borde para evitar tapar con huevos el banjo de desagüe; cambiar solo el volumen de la masa de huevos a incubar (1.500 ml) para mantener la misma densidad de 1.000 ovas L-1 en ambos sistemas de incubación. Días 3, 4 y 5 procedimiento similar al sistema anterior, excepto en el día 3. Se observa que el agua cambiar desde un color transparente azul verdoso a uno color café verdoso, más intenso que en el SICC. El agua que ingresa por la parte inferior del tanque de incubación, produce una corriente ascendente que mezcla los huevos muertos y vivos. Día 4. Aumenta el color Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 87 café verdoso del agua siendo más intenso que en el sistema de incubación de circuito cerrado. Día 5. Se utiliza un jarro plástico graduado de 3.000 ml. Salas de incubación Circuito cerrado de agua: Recinto cerrado de 20 m2, con piso de cerámica antideslizante, red de distribución de agua de mar y aire. Acondicionado con pediluvio, maniluvio y luz; y un interruptor para regular la penumbra. El circuito abierto de aguas se diferencia del anterior en un sistema acondicionador de aire CARRIER, modelo 42MPQ0915, China. Procesos comunes a ambos sistemas de incubación Previo a incubar se desmontan los sistemas anexos de incubación (banjo y difusores) para la limpieza y desinfección con una solución de cloro al 40% por 30 min; a su vez el tanque de incubación es refregado con otra esponja con ácido muriático al 40% y se deja con la solución por 30 min, luego se enjuaga con abundante agua dulce para eliminar el desinfectante. Los reproductores silvestres fueron mantenidos en tanques circulares negros de fibra de vidrio de 3 m de diámetro con promedios de temperatura de 15°C, oxígeno de 8,3 mg L-1 y saturación de 75 a 95%. Cada hembra desova en la noche una masa de huevos, gelatinosa y flotante, que es fertilizada naturalmente por uno o más machos. Las masas de huevos provinieron de 60 ejemplares de una talla promedio de 90 cm, distribuidos con una proporción sexual de 1:1, a una densidad de 8–10 kg m-3, alimentados a saciedad una vez por semana con pescado graso (jurel (Trachurus murphy), caballa (Scomber japonicus peruanus), sardina común (Clupea (Strangomera) bentincki), entre otros) descongelado y trozado. En la mañana se extrajo ocho masas de huevos fertilizadas de diferentes hembras de los tanques de cultivo de reproductores y se trasladaron a las dos salas de incubación. Para mantener una densidad similar de 50 mL de masa de huevos por litro (1.000 huevos L-1), en ambos sistemas de incubación se tomó una masa, se trasvasijó a un jarro graduado hasta alcanzar el volumen requerido cortándose con una tijera. Para el SICA (30 L) el volumen de masa de huevos requerido es de 1.500 mL (30.000 huevos) y para el SICC (70 L) el volumen de masa es de 3.500 mL (70.000 huevos). La tijera fue desinfectada con alcohol 80% previo cada corte de masa. Se estimó el porcentaje de fecundación de los huevos de Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 88 una pequeña muestra de la masa a incubar, observándose en la lupa un número aproximado de 100 huevos que se cuentan en grupos de a 10 identificando cuántos de ellos se encuentran fecundados por el inicio de la división celular y se calcula el porcentaje de cada grupo que luego se promedia. Para comparar los dos sistemas de incubación con huevos de calidad similares en cada uno de los estanques réplicas por sistema, se midió el porcentaje de fecundación de cada masa de huevos considerando que resulta adecuado uno mayor al 70%. En el sistema SICC el agua fue cambiada cuidadosamente en forma manual para no golpear los huevos, utilizando una manguera de 1,5 m de largo, que en uno de sus extremos tiene un banjo y en el otro una llave; la parte del banjo se introduce lentamente en la parte superior del tanque de incubación hasta una profundidad de 15 cm. Luego se toma el extremo de la manguera y con la boca se succiona hasta cuando comienza a salir agua, inmediatamente se regula la llave hasta dejar un hilo fino de agua, extrayéndose el 20% del agua del tanque. El espacio que queda sin agua en el tanque, es limpiado con un paño húmedo, previa desinfección para quitar restos de espuma y suciedad. Mediante una manguera con una llave desde la red de agua de mar se repone lentamente el agua eliminada. La manguera y el banjo se desinfectan con cloro al 20% y se enjuaga con abundante agua de mar cada vez que se utiliza. Para estimar el número de huevos fecundados o larvas se utilizaron tres vasos precipitado de 50 mL para extraer 3 muestras del tanque de cultivo de diferentes partes, procediéndose a contar bajo una lupa ARQUIMED modelo SZ51 el número de huevos o larvas y calcular su promedio. Para determinar cuántos huevos o larvas hay en el tanque de cultivo se utilizó la fórmula Nº de huevos o larvas = (Promedio de número huevos o larvas / 50) * Volumen del tanque en mL. El porcentaje de eclosión de larvas se calculó de acuerdo a la formula % eclosión = (N° total de larvas eclosionadas * 100) / N° total de huevos incubados. Mediante un Oxigenometro YSI modelo 55-25 FT se registró diariamente a las 10 y 16 h en el agua tanque la concentración de oxígeno (mg L-1), el porcentaje de saturación de oxígeno y la temperatura (ºC). La salinidad del agua de mar se midió con un equipo medidor de parámetros de agua ATC HI-9835. Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 89 Análisis estadístico La comparación de ambos sistemas de incubación se realizó mediante el test estadístico de t para determinar si existen diferencias significativas entre los porcentajes de fecundación y de eclosión de ambos sistemas (P < 0,05) entre sus porcentajes de fecundación, de eclosión y parámetros ambientales (temperatura, concentración y porcentaje de saturación de oxígeno). Para normalizar los datos se aplicó la transformación arco seno a los porcentajes de fecundación, eclosión y saturación de oxígeno; logaritmo base 10 para la temperatura y concentración de oxígeno (Sokal y Rohlf, 1995) Análisis de la temperatura para la obtención de mejores porcentajes de eclosión de huevos Se analizó la información de la base de datos de incubación de huevos de G. chilensis del Centro de Investigación Marina de Quintay, comparando los porcentajes de eclosión de los años 2008 y 2009 con las temperaturas promedios. Se describen y grafican los porcentajes promedios de eclosión y temperaturas mensuales de incubación. Ademas, se muestra el mejor modelo de regresión para la correlación temperatura versus % de eclosión de los huevos por cada año, utilizando una planilla Excel y el programa estadístico Statgraphic, utilizando un análisis de varianza para obtener los valores de F y P. Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 90 RESULTADOS Entre los sistemas de incubación de circuito cerrado y abierto de los bioensayos 1 y 2 (Tablas 4 y 5) no se encontraron diferencias significativas al 95% de confianza entre los promedios de porcentajes de fecundación y eclosión de los huevos, excepto en el porcentaje de fecundación del bioensayo 2. El promedio del porcentaje de fecundación para el SICC fue de 81,8 + 2,5 y para el SICA fue de 81,5 + 4,4 (t = 0,328, P = 0,75; P > 0,05). Después de 5 días de incubación el promedio del porcentaje de eclosión para el SICC fue de 42,9 + 34,5 y para SICA fue de 0,0 + 0,0 (t = 2,348, P = 0,06; P > 0,05). Este resultado indica que hay problemas de sobrevivencia con el sistema de incubación de circuito abierto al morir todas las ovas, aunque el análisis estadístico no muestra diferencias significativas por la alta variabilidad reflejada en una desviación típica de 34,5 debido a porcentajes de eclosión que fluctuaron de 0 a 82,7 (Tabla 4). Las unidades térmicas acumuladas (UTA) de ambos sistemas de incubación fueron 72,8 y 62,0 para temperaturas promedios de 18 y 15°C del SICC y SICA, respectivamente (Tabla 6). Al repetir el experimento, en el bioensayo 2 (Tabla 5) el promedio del porcentaje de fecundación para el SICC fue de 87,3 + 2,6 y para el SICA fue de 79,8 + 3,2 (t = 3,617, P = 0,01; P < 0,05). El promedio del porcentaje de eclosión para el SICC fue de 27,9 + 33,7 y para el SICA fue de 4,8 + 5,6 (t = 1,319, P = 0,24; P > 0,05); este resultado fue afectado por la diferencia significativa entre los porcentajes de fecundación de los huevos y nuevamente el efecto de 0% de eclosión de una de las réplicas del SICC. Las UTA de ambos sistemas de incubación fueron 73,9 y 62,3, similares al bioensayo 1. Los resultados de la repetición del bioensayo confirman la existencia de problemas productivos de sobrevivencia promedio de huevos con el sistema de incubación abierto que varía de 0 a 4,8% comparado con el sistema de incubación cerrado que varía de 27,9 a 42,9%. Los porcentajes más altos de fecundación y eclosión de huevos fueron 91 y 82,7%, respectivamente. Los resultados muestran en los bioensayos 1 y 2 que las temperaturas promedios de 18 y 15°C entre ambos sistemas de incubación difirieron significativamente al 95% de confianza. La temperatura promedio del agua durante el bioensayo 1 de incubación de huevos para el SICC fue de 18,2 ± 0,1ºC (Tabla 6) y para el SICA fue de 15,5 ± 0,1ºC durante los cuatro días que duró el experimento (t =46,042, P = 7,0E-09; P < 0,05). En el bioensayo 2 la temperatura promedio para el SICC fue de 18,5 ± 0,1ºC (Tabla 7) y para el SICA fue de 15,6 ± 0,1ºC (t = 58,505, P = 1,7E-09; P < 0,05). Los registros de Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 91 temperaturas diarias mínimas y máximas, así como el oxígeno muestran gran estabilidad en ambos sistemas, donde en el sistema cerrado era regulado por la temperatura ambiente en enero y en el abierto era controlado por un sistema de aire acondicionado de la sala; por ese motivo en las tablas se muestran los valores promedios, desviación estándar y valores mínimos y máximos. Una temperatura del agua de incubación de 18°C y 73 UTA permitió una eclosión promedio de larvas entre un 28 y 43%. Los resultados muestran en los bioensayos 1 y 2 que las concentraciones y porcentajes de saturación de oxígeno promedios de 6,5 mg L-1 y 80% entre ambos sistemas de incubación son iguales al 95% de confianza. Para el bioensayo 1 el porcentaje de saturación de oxígeno promedio en el SICC fue de 77,9 ± 5,6 (Tabla 8) y para el SICA fue de 82,5 ± 1,3 (t = 1,626, P = 0,16; P > 0,05); la concentración de oxígeno promedio para el SICC fue de 6,2 ± 0,3 mg L-1 y para el SICA fue de 6,5 ± 0,1 mg L-1 (t = -2,240, P = 0,07; P > 0,05). Para el bioensayo 2 el porcentaje de saturación de oxígeno promedio en el SICC fue de 83,3 + 1,4 (Tabla 9) y para el SICA fue de 81,7 + 2,0 (t = 1,120, P = 0,31; P > 0,05); la concentración de oxígeno promedio a su vez para el SICC fue de 6,5 + 0,1 mg L-1 y para el SICA fue de 6,5 + 0,0 mg L-1 (t = - 0,187, P = 0,86; P > 0,05). 1.- Análisis de la temperatura para la obtención de mejores porcentajes de eclosión de los huevos. Se analizó para los doce meses de los años 2008 y 2009 la relación temperatura de incubación en SICC de los huevos de G. chilensis versus porcentaje de eclosión, ya que no se tenía información sobre la temperatura óptima de incubación de los huevos para obtener el mayor porcentaje de eclosión. Los mejores porcentajes de eclosión de huevos (70-90%) se obtuvieron a temperaturas de 12-13°C en julio y agosto; los más bajos (15-40%) en diciembre y febrero a temperaturas entre 16-17°C en 2008 (Fig. 3). En 2009 los mejores porcentajes de eclosión de huevos (60-78%) se obtuvieron a temperaturas de 14-16°C en abril y octubre a diciembre; los más bajos (5-40%) en los otros meses a temperaturas entre 12 y 18°C (Fig. 4). Una primera aproximación para identificar las mejores temperaturas de incubación de acuerdo a las correlaciones para ambos años indican que variarían de 12 a 16°C (Fig. 5). Los años 2008 y 2009 presentaron mejores temperaturas de incubación y modelos de ajuste diferentes, mientras el primero presentó un modelo lineal (%Eclosión 2008= 154,39 - 7,0612 Temp 2008; r2 = 0,54; F = 5,46; P = 0,02; P < 0,05), el segundo un modelo polinomial de segundo grado (%Eclosión 2009 = -5,48 Temp 20092 + 163,07 Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 98 incubación no impidió esta mortalidad casi total de los huevos. El ingreso de agua de recambio desde la base del tanque, la falta de retiro diario de huevos muertos, así como una alta tasa de cambio de 0,5 h-1, choque y doble densidad de huevos, genera un circuito de circulación del agua que mezcla los huevos muertos con los vivos y que posiblemente, es la causa principal de su masiva mortalidad por el acelerado deterioro de la calidad del agua. Los huevos vivos flotan y los muertos decantan por gravedad sí se disminuye el flujo de agua por 10 minutos; esta característica permite extraer los huevos muertos diariamente y disminuir el deterioro de la calidad del agua. Silva, (2005) y Victorino, (2010) argumentan que el éxito de la incubación depende fundamentalmente de una buena separación inicial de las ovas viables flotantes, aspecto que no se consideró en ambos sistemas. La renovación del agua del tanque es fundamental para mantener su calidad. Los resultados de porcentaje de eclosión en el sistema de incubación cerrado sugieren que el cambio de agua de 20% diario podría ser el mínimo y 0,5 h-1 del sistema abierto excesivo, por lo que se debe estimar la tasa de cambio óptima. El cambio manual de agua del sistema de incubación cerrado es demandante de tiempo y personal por lo que el banjo del sistema de incubación abierto, perfeccionado y ajustado a la tasa de cambio correcta, debiera ser el mejor mecanismo para ahorrar tiempo y personal. Según Jensen, (1994) en estado salvaje, las ovas flotan probablemente a distancias relativamente grandes entre sí después del desove, por lo tanto un huevo no influirá en otro por su baja densidad. En cambio, en la incubación por razones prácticas y económicas, es necesario incubar los huevos a densidades mayores lo que aumenta la mortalidad (Devauchelle & Chopin, 1982). Por lo tanto, los huevos están más expuestos a la influencia de bacterias y cuando muchos huevos mueren afectan el resto del grupo debido a un mayor crecimiento bacteriano (Hansen & Olafsen, 1989). La presencia de bacterias en los huevos recién desovados y su aumento a medida que transcurre la incubación hace necesario su desinfección inicial (Harboe et al., 1994, Treasurer et al., 2005, Birkbeck et al., 2006). El tamaño de los tanques (30 y 70 L) es más pequeño que los que se usan en otras especies que varían de 100-500 L (Tabla 1). Considerando que las masas de huevos de G. chilensis pueden variar desde 1.500 a 6.000 mL, al no conocer la densidad óptima de incubación, dependiendo del volumen de la masa de huevos se estaría incubando a diferentes densidades, que variarían para estos volúmenes de masas de huevos en el sistema de incubación cerrado desde 21 a 86 ml masa L-1 y en el sistema de incubación abierto desde 50 a 200 mL masa L-1 (Tabla 3). Es importante establecer la densidad de huevos óptima Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 99 para incubar y fijar la densidad mediante el volumen constante de la masa de huevos o aumentar el volumen del tanque. El procedimiento de incubación para masas de huevos de G. chilensis es similar al descrito por Silva, (2005) para peces planos que indica que los tanques de incubación están en una sala que posee ambiente controlado, normalmente oscura o en penumbra. Existe una contradicción entre la posible incubación bajo la luz del sol en el mar, ya que las masas de huevos son flotantes, versus la incubación en penumbra que se utiliza en G. chilensis. Victorino, (2010) indica que la luz no es un factor primordial sobre la tasa de eclosión del turbot S. maximus. Ante estas contradicciones, se hace necesario evaluar si G. chilensis tiene mayor eclosión sí se incuba en penumbra o bajo luz en la sala de incubación. Un último aspecto a considerar es el color azul del estanque del sistema cerrado, considerando que se recomienda negro, gris o verde. Es posible que un cambio de color a negro aumentara la sobrevivencia. Del análisis de los resultados de los dos sistemas de incubación para Genypterus chilensis se desprende la necesidad de estudios que permitan establecer los parámetros óptimos de incubación, principalmente calidad de los huevos y agua, así como un diseño y manejo del estanque para mejorar el % de eclosión. Los valores más altos de fecundación (91%) y eclosión (82,7%) de huevos indican que se puede avanzar más en el mejoramiento de la calidad de los huevos y su porcentaje de eclosión. Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 100 CONCLUSIONES El sistema de incubación de circuito cerrado es el más eficiente productivamente para incubar masas de huevos de congrio colorado Genypterus chilensis. Capítulo 4. Eficiencia de sistemas de incubación de G. chilensis 101 REFERENCIAS Aristizabal E., J. Suárez, A. Vega & R. Bargas. 2009. Egg and larval quality assessment in the Argentinean red porgy (Pagrus pagrus). Aquaculture, 287: 329–334. Avery, T., S. Killen & T. Hollinger. 2009. The relationship of embryonic development, mortality, hatching success, and larval quality to normal or abnormal early embryonic cleavage in Atlantic cod, Gadus morhua. Aquaculture, 289: 265–273. Baynes, S.M. & B. R. Howell. 1996. The influence of egg size and incubation temperature on the condition of Solea solea (L.) larvae at hatching and first feeding . Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 199(1): 59-77. Birkbeck, T.H., H.I. Reid, B. Darde & A.N. Grant. 2006. Activity of bronopol (Pyceze) against bacteria cultured from eggs of halibut, Hippoglossus hippoglossus and cod Gadus morhua. Aquaculture, 254(1-4):125-128. Bonnet, E., A. Fostier & J. Bobe. 2007. 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El objetivo de este trabajo es evaluar el crecimiento de juveniles de congrio colorado en condiciones de cultivo. Se estimó el crecimiento de 128 juveniles de congrio colorado durante 5 meses en el hatchery del CIMARQ, Valparaíso, Chile, distribuidos por grupos de talla en 5 estanques de 200 L con agua marina (35 g L-1), tasa cambio 1,5 y rango de temperatura: 12-14°C. Los promedios iniciales varían desde el grupo menor de 11 cm de longitud y 4 g de peso a 18 cm y 23 g del grupo mayor. Los juveniles fueron alimentados con pellet para peces marinos primero a saciedad y luego reguladamente. Se censó mensualmente los peces midiéndose la longitud total, peso y se estimó sus promedios, el % de crecimiento en peso, SGR, GF3 y Factor de conversión. El crecimiento promedio mensual en peso se ajustó en una planilla Excel al modelo exponencial. El grupo menor a los 5 meses alcanzó una longitud promedio de 16 + 2 cm y 16 + 7 g y el grupo mayor 27 + 6 cm y 75 + 17 g. Sus promedios mensuales se ajustaron con un r2= 0,9 a las ecuaciones P= 3,845e0,300t y P=20,63e0,240t. Los factores de conversión mensuales fluctuaron desde 8,6 al inicio del experimento hasta 0,3 al mes 5 para el grupo menor y desde 0,6 hasta 0,2 para el grupo mayor. Los juveniles son la primera generación producida en cautiverio de padres silvestres, por tanto los resultados obtenidos de crecimiento y factor de conversión podrán ser mejorados a medida que se domestiquen los reproductores. Si se mantienen las condiciones de cultivo y se proyecta el crecimiento desde el peso inicial de 4 y 23 g hasta el peso de cosecha de 2 kg esté se obtendría entre los 26 a 18 meses para los grupos menor y mayor. Palabras Claves: Genypterus chilensis, crecimiento, cultivo. Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 106 AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el financiamiento del Proyecto D06I 1024 “Desarrollo de las tecnologías para la producción de juveniles de congrio colorado (Genypterus chilensis)” y el alimento Select broodstock dry mix provisto por la empresa Sckretting. Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 107 ABSTRACT The cusk eel Genypterus chilensis (Guichenot, 1848) is a fish demanded by the Chilean market, which has led to over-exploitation, decline in their catches have remained under 1,000 tons per year the decade 2000-2010 at a price of US $ 7 kg-1, this situation provided an opportunity to develop their culture technology through 1024 D06I Project "Development of technologies for the production of juvenile cusk eel (Genypterus chilensis)". The aim of this study was to evaluate the growth of juvenile cusk eel culture conditions. Growth of 128 juvenile red conger was estimated for 5 months in the hatchery of CIMARQ, Valparaiso, Chile, distributed by size groups in five tanks of 200 L with seawater (35 g L-1), exchange rate 1.5 and temperature range: 12-14 °C. Initial averages group ranging from less than 11 cm in length and 4 g in weight and 18 cm 23 g of the larger group. Juveniles were fed with marine fish pellet first to satiety and then regulated. Fish were censused monthly by measuring the total length, weight, and estimated average, % weight growth, SGR, GF3 and conversion rate. The average monthly increase in weight was adjusted in an Excel spreadsheet to the exponential model. The lower group at 5 months reached an average length of 16 + 2 cm and 16 + 7 g and the largest group 27 + 6 cm y 75 + 17 g. Their average monthly adjusted with r2 = 0.9 to the equations P= 3,845e0,300t and P=20,63e0,240. Monthly conversion rates ranged from 8.6 at the beginning of the experiment to 0.3 at month 5 for the smaller group and from 0.6 to 0.2 for the older group. Juveniles are the first generation produced in captivity from wild parents, therefore the results of growth and conversion factor can be improved as the broodstocks are domesticated. If kept growing conditions and projected growth from the initial weight of 4 and 23 g to harvest weight of 2 kg could be get between 26-18 months for the smaller and larger group. Keywords: Genypterus chilensis, growth, culture. Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 114 RESULTADOS 1.- Crecimiento de juveniles de Congrio colorado (Genypterus chilensis) en condiciones de cultivo. El crecimiento experimental de juveniles de G. chilensis se ajustó a una ecuación exponencial, teniendo un crecimiento sostenido en el tiempo reflejado en los datos según los valores obtenidos de talla y peso para cada unidad de cultivo, independientemente si son pequeños o grandes (Fig. 1 y Tablas 1, 2 y 3). La temperatura del agua marina oscilaba entre 12,4ºC y 14,4ºC y 8,1 a 8,5 ppm de oxígeno con porcentajes de saturación de 82,0 ± 5,4 a 109,7 ± 2,6. Se estima según las proyecciones de crecimiento que cuando estos ejemplares sean cultivados, sí se parte de pesos promedios de 4 y 28 g la talla a cosecha de 2.000 g, se lograría en un periodo de tiempo de 26 a 18 meses (Fig. 1, Tabla 1). El grupo de peces que obtuvo el menor tiempo a cosecha fueron los Grandes 2 que partiendo con 23 g se estimó que alcanzarían la talla a cosecha en un período de tiempo de 18 meses con un peso de 2.215 g y el mayor tiempo fue para el grupo de peces Medianos 2 que partiendo con 11 g se estima su cosecha en 26 meses alcanzando un peso de 2.379 g. Llama la atención que el grupo de peces Pequeños que partió con 4 g alcanzarían la talla a cosecha a los 21 meses con un peso de 2.117 g obteniendo mejores resultados que los grupos de los peces medianos (Tabla 1). La mayor tasa de crecimiento diario (SGR) correspondió al Grupo de peces G 2 y varió de 15 a 39% y generó los factores de conversión más bajos (Tabla 5). Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 115 Figura 1. Crecimiento exponencial de los 5 grupos de G. chilensis. Tabla 1. Peso estimado a cosecha y tiempo logrado para los cinco grupo de G. chilensis. Grupo Peso (g) Peso cosecha (g) Meses G 2 23 2.115 18 G 1 15 2.264 19 P 4 2.117 21 M 1 9 2.350 25 M 2 11 2.379 26 Tabla 2. Ecuaciones exponenciales y coeficiente de correlación para los 5 grupos de G. chilensis. Grupo de peces Ecuación Coeficiente G 2 P t = 20,63 e0, 240t. R2 = 0,99 G 1 P t = 14,91 e0, 284t R2 = 0,99 M 2 P t = 10,19 e0,209t R2 = 0,99 M 1 P t = 8,103 e0, 226t R2 = 0,99 P P t = 3,845 e0, 300t R2 = 0,99 Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 116 2.- Factor de conversión del alimento del Congrio colorado (G. chilensis) en condiciones de cultivo. Los peces al comenzar el experimento en Septiembre se comienzan a alimentar a saciedad obteniéndose un % PC de alimento que varía de 34 a 114 %, sin embargo, al proporcionar el alimento reguladamente el % PC disminuye a un nivel de 12 a 24 % correspondiente al último mes de Enero (Tabla 4). Los mejores indicadores alimentarios fueron los generados por el Grupo de peces G 2, obteniéndose un factor de conversión biológico que fluctuó en el período entre 0,2 y 1,0. Los indicadores más altos fueron proporcionados por el grupo de peces Pequeños con factores de conversión de 0,3 a 8,8 (Tabla 5). La mortalidad total producida durante la etapa de cultivo de los juveniles de G. chilensis fue de 14 ejemplares (12%) llegando al final de la experiencia con un n de 117 juveniles, mortalidades que corresponden básicamente al manejo. Tabla 4. Porcentaje peso corporal de alimento de Septiembre a Enero en orden decreciente para los cinco grupos de G. chilensis. Mes G 2 G 1 M 2 M 1 P S 34 52 65 42 114 O 28 29 59 45 58 N 22 25 32 34 45 D 18 20 26 57 43 E 16 18 24 12 13 Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 117 Tabla 5. Cuadro resumen de variables productivas para cada grupo de peces en un cultivo intensivo de G. chilensis. Población Mes FCE FCB SGR GF3 %CREC G 2 Septiembre 0,8 0,6 0,78 0,59 26 Octubre 1,0 0,8 0,84 0,70 29 Noviembre 0,9 1,0 0,73 0,65 25 Diciembre 0,6 0,6 1,09 1,07 39 Enero 0,2 0,2 0,48 0,50 15 G 1 Septiembre 1,1 1,1 0,75 0,50 25 Octubre 1,5 1,8 0,80 0,57 27 Noviembre 1,0 0,8 0,92 0,71 32 Diciembre 0,9 0,9 0,86 0,73 29 Enero 0,2 0,2 0,69 0,63 23 M 2 Septiembre 9,1 2,5 0,69 0,40 23 Octubre 1,8 3 0,61 0,38 20 Noviembre 2,2 2,2 0,58 0,39 19 Diciembre 1,3 1,8 0,75 0,53 25 Enero -0,3 0,8 -0,54 -0,38 -15 M 1 Septiembre 1,6 1,6 0,53 0,29 17 Octubre 2,7 2,3 0,74 0,43 25 Noviembre 1,8 1,7 0,75 0,47 25 Diciembre 0,8 0,9 0,86 0,58 30 Enero 0,5 0,4 0,49 0,58 16 P Septiembre 8,6 8,6 0,83 0,36 28 Octubre 15,5 7,7 0,96 0,45 33 Noviembre 8,8 3,9 1,12 0,59 40 Diciembre 1,1 0,8 1,08 0,63 38 Enero 0,5 0,3 0,56 0,36 18 Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 118 Tabla 3. Promedios de peso y talla mensual de Agosto a Enero para los cinco grupo de G. chilensis. G 2 G 1 M 2 M 1 P Total Mes P DS T DS n P DS T DS n P DS T DS n P DS T DS n P DS T DS n (g) (cm) (g) (cm) (g) (cm) (g) (cm) (g) (cm) A 23 6 18 2 27 15 3 16 1 23 11 3 14 1 26 9 2 13 1 26 4 2 11 1 19 121 S 29 8 19 1 26 19 4 17 1 23 13 2 15 1 24 10 3 14 1 28 5 2 11 2 16 O 38 10 21 2 25 25 6 19 1 24 16 3 17 1 23 13 3 16 1 27 7 3 13 2 14 N 47 10 23 2 26 32 7 20 1 23 19 4 18 1 23 16 5 16 2 27 10 3 14 1 12 D 66 14 24 2 26 42 10 22 2 23 24 6 19 1 23 21 7 17 2 23 14 5 15 2 12 E 75 17 27 6 26 51 13 24 2 22 29 8 20 2 22 24 9 19 2 25 16 7 16 2 12 117 m 1 1 4 1 7 14 %m 4 4 15 4 37 12 Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 119 DISCUSION Una de los principales problemas a resolver al comienzo del cultivo de peces silvestres es su adaptación al cautiverio y principalmente a la alimentación peletizada, que es la más adecuada para los fines productivos (Deguara, 1997). El grupo de peces de G. chilensis de éste trabajo es la primera generación nacida en cautiverio proveniente de progenitores silvestres, que pese a esta condición, se adaptaron al confinamiento y al alimento peletizado que fue aceptado sin inconvenientes, lo cual es un gran avance hacia su cultivo comercial. Se utilizó el alimento Select broodstock dry mix (Skretting, 2013) como el alimento que permitió el inicio de la alimentación peletizada de G. chilensis, sin embargo se requieren futuros estudios para determinar el balance nutricional adecuado para cada etapa del ciclo productivo (Satia, 1974; Cowey & Sargent, 1979; Jobling & Wandsvik, 1983; Tacon & Cowey, 1985; Steffens, 1987; Wilson, 1989; Cho & Kaushik, 1990; NRC, 1993). Los mejores indicadores de crecimiento y factor de conversión para G. chilensis fueron los generados por el Grupo de peces G 2, los cuales se acercaron a los valores alcanzados en la producción comercial de peces (1,0) y los indicadores más desfavorables fueron los del grupo de peces Pequeños, con valores de conversión que desde 8,8 fueron disminuyendo hasta alcanzar el valor de 0,3 y con el mayor porcentaje de mortalidad (37%) por manejo, lo cual implica que los peces pequeños deberán ser observados ya que presentan un crecimiento y factor de conversión normal cuando se estabilizan en el tiempo, para evaluar si probablemente deberán ser seleccionados o eliminados por su mortalidad por manejo. Los valores de % PC como es usual en peces van disminuyendo a medida que aumentan de peso, por ej. de 34 a 16% para G 2. Estos primeros resultados son un valioso aporte para la planificación de la producción en el inicio del cultivo de G. chilensis. La temperatura del agua fue aumentando desde Agosto de 12,9°C hasta alcanzar en Enero 14,4°C donde se disminuyó el factor de conversión y crecimiento, siendo posible que sobre 14°C la temperatura ya se encuentre sobre el óptimo metabólico de la alimentación (Blanco, 1995). G. chilensis al ser cultivado en las temperaturas superficiales, mucho más altas que las de su batimetría (20 a 150 m de profundidad) estarían expresando su máximo crecimiento, Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 120 donde el G 2 alcanzaría los 2.000 g en 18 meses a partir de 18 + 2 cm y 23 + 6 g. Esta es la primera experiencia de crecimiento en cautiverio de la especie, motivo por el cual sus resultados solo pueden compararse con G. blacodes, especie cercana a la estudiada, quien en la pesquería alcanza 35 cm a los dos años de edad (Horn, 1993), lo cual sugeriría que el crecimiento de G. chilensis en cultivo se acercaría al de la naturaleza y que puede ser mejorado aún más mediante la optimización del manejo y la selección genética (Garling & Wilson, 1976; Santinha et al., 1999; Pérez et al., 1997; Lupatsch et al., 2001; Gjedrem, 2005). Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 121 CONCLUSIONES Es factible el cultivo del Congrio colorado Genypterus chilensis con alimento comercial pelletizado para reproductores de peces marinos, ya que permite un crecimiento, factor de conversión y sobrevivencia cercanos a las condiciones comerciales Capitulo 5. Crecimiento de G. chilensis en cultivo 122 REFERENCIAS Blanco Cachafeiro 1995. La trucha: Cría Indutrial. 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