Nota de investigación

 

Evaluación del crecimiento instantáneo de juveniles del tiburón viuda virma (Mustelus canis) en su hábitat natural, a través del índice ARN/ADN

 

Evaluation of the instantaneous growth of juvenile smooth dogfish sharks (Mustelus canis) in their natural habitat, based on the RNA/DNA ratio

 

R Tavares^1,2*, M Lemus^3,4, KS Chung⁵

 

¹ Centro para la Investigación de Tiburones, Av. Don Bosco, Qta. ABC No. 10, La Florida, Caracas 1050, Venezuela.

² Departamento de Biología Pesquera, Instituto Oceanográfico de Venezuela, Universidad de Oriente, Cumaná 6101, Venezuela. *E-mail: rtavares@sucre.udo.edu.ve

³ Centro de Investigaciones Ecológicas de Guayacán, Universidad de Oriente, Cumaná 6101, Venezuela.

⁴ Departamento de Biología, Escuela de Ciencias, Universidad de Oriente, Cumaná 6101, Venezuela.

⁵ Departamento de Biología Marina, Instituto Oceanográfico de Venezuela, Universidad de Oriente, Cumaná 6101, Venezuela.

 

Recibido en marzo de 2005;
Aceptado en noviembre de 2005.

 

Resumen

Se realizó una evaluación preliminar de los índices ARN/ADN y proteína/ADN para determinar la condición fisiológica de juveniles del tiburón viuda virma Mustelus canis en su hábitat natural. Las muestras fueron obtenidas de una embarcación de la flota de arrastre venezolana que realizó sus operaciones en la región nororiental de Venezuela, entre la costa norte del estado Sucre y la Isla de Margarita. Las proteínas y ácidos nucleicos fueron cuantificadas en tejido muscular mediante el método de Bradford y el método fluorimétrico, respectivamente. El crecimiento instantáneo se estimó mediante las relaciones ARN/ADN y proteína/ADN. Se encontró una tendencia en la disminución del índice ARN/ADN con respecto a la talla en ambos sexos. Con relación al índice proteína/ADN, no se observó en la distribución de los valores un patrón o comportamiento definido según la talla y sexo. Los resultados muestran que el índice de ARN/ADN puede ser utilizado para evaluar el crecimiento instantáneo y la salud de las poblaciones de tiburones.

Palabras clave: tiburón, Mustelus, ARN, ADN, proteínas, crecimiento, Venezuela.

 

Abstract

The RNA/DNA and protein/DNA ratios were evaluated to determine the physiological condition of the smooth dogfish shark (Mustelus canis) in its natural habitat. The samples were collected from animals captured by the Venezuelan trawling fleet operating between the north coast of Sucre State and Margarita Island. Proteins (Bradford method) and nucleic acids (fluorometric method) were quantified from muscle tissue samples. Instantaneous growth was estimated from the RNA/DNA and protein/DNA relationships. A decrease in the RNA/DNA ratio was observed in relation to body length in both sexes. In the case of the protein/DNA ratio, the distribution values do not show any tendency relative to body length or sex. The results show that the RNA/DNA ratio can be used to analyze the instantaneous growth and population health of sharks.

Key words: shark, Mustelus, RNA, DNA, proteins, growth, Venezuela.

 

Introducción

El tiburón viuda virma Mustelus canis es una especie demersal que habita en las plataformas continentales e insulares de las zonas templadas y tropicales. Se distribuye desde el nordeste de los Estados Unidos hasta Venezuela, incluyendo el Golfo de México, islas del Caribe, sur de Brasil y norte de Argentina (Compagno 1984, Heemstra 1997). Es una especie que presenta gran importancia comercial como alimento en países como Cuba, Venezuela y Brasil (Compagno 1984, Cervigón y Alcalá 1999).

En la actualidad el conocimiento general de las especies pertenecientes al género Mustelus es escaso, algunos de los estudios publicados y que se pueden destacar son: estimación de los parámetros de crecimiento y edad de madurez sexual de seis especies del género Mustelus con fines de manejo de las pesquerías (Francis 1981), medición de la absorción de nutrientes a nivel placentario y su relación entre los tejidos de la madre y embriones en la especie M. canis (Graham et al. 1995, Jones y Hamlett 2004), determinación de la edad, crecimiento, hábitos alimenticios y reproducción de esta especie en la costa este de los Estados Unidos (Rountree y Able 1996, Conrath y Musick 2002, Conrath et al. 2002), revisión del género Mustelus realizada en el Atlántico occidental (Heemstra 1997), análisis en el proceso de mineralización de las vértebras y determinación de la tasa de crecimiento de M. antarcticus en la costa australiana (Officer et al. 1997, Walker et al. 1998), análisis demográfico de los tiburones M. canis y Galeorhinus galeus en el sudeste de Australia (Xiao y Walker 2000) y determinación de concentraciones de mercurio en el tejido de M. canis y M. norrisi y su relación con los hábitos alimenticios, sexo y talla en la costa de Brasil (Penedo et al. 2002). Es de gran importancia generar información sobre la biología y estado de las poblaciones de tiburones que son aprovechados comercialmente mediante las actividades pesqueras, con la finalidad de desarrollar programas de manejo y conservación orientados a asegurar un aprovechamiento sostenible en el tiempo, de este recurso que se ha visto muy afectado en las últimas décadas.

Una de las técnicas utilizadas en la determinación del estado fisiológico en los animales son los índices relacionados con el crecimiento, entre ellos la relación ARN/ADN, la cual está relacionada con el crecimiento instantáneo de los organismos. Esta relación ha sido aplicada ampliamente en investigaciones de la biología del crecimiento de los organismos acuáticos y su relación con parámetros ambientales. El contenido de ADN es un factor biológico estable indicador del tamaño celular porque sus valores cuantitativos no cambian en respuesta a las alteraciones ambientales, mientras que el nivel ARN/ADN nos indica la actividad metabólica asociada a la síntesis de proteínas, ya que se refleja en un crecimiento por aumento de volumen que puede variar dependiendo de las condiciones nutricionales u otros factores ambientales (Lodeiros et al. 1996).

El objetivo de este trabajo fue realizar una evaluación del crecimiento instantáneo del tiburón viuda virma (M. canis) en su ambiente natural, midiendo las concentraciones de ARN y proteínas en muestras de tejido muscular y expresándolas en relación al ADN.

 

Materiales y métodos

Se obtuvieron 30 ejemplares de la especie M. canis provenientes de la captura de tiburones realizada por una embarcación perteneciente a la flota industrial de arrastre que realizó sus actividades de pesca en la costa norte del Estado Sucre, región nororiental de Venezuela, N, 63°07' W). Después de la identificación de la especie, se tomó la longitud total (LT) según Compagno (1984), y se registró el sexo de cada uno de los individuos. Se utilizó tejido muscular para la determinación de los índices ARN/ADN y proteína/ADN, el cual fue extraído de la región antero-dorsal a través de un corte transversal a nivel de la última abertura branquial. Posteriormente las muestras fueron colocadas en envases etiquetados y se guardaron a una temperatura de -17°C para su posterior análisis.

De cada muestra de tejido se pesaron 0.3 g y se homogeneizaron en buffer Tris-EDTA (pH 7.5), con un homogenizador de alta velocidad durante 30 s en tres tiempos de 10 s cada uno. Este procedimiento se realizó en tubos de ensayos sumergidos en hielo a 4°C aproximadamente. Inmediatamente al homogeneizado se añadieron 150 μL de sarcosina al 1% y se dejó reposar durante una hora. Posteriormente fue centrifugado a 10,000 g por 2 min en una centrífuga y el sobrenadante obtenido fue utilizado en la determinación de las concentraciones de las biomoléculas. Los ácidos nucleicos (ARN, ADN) se determinaron a través del método fluorométrico descrito por Canino y Calderone (1995) y las proteínas por el método de Bradford (1976), utilizando albumina de suero de bovino como estándar a una concentración de 30 mg dL^-1.

Con la finalidad de detectar diferencias estadísticas en los promedios de cada uno de los índices ARN/ADN y proteína/ADN se realizaron pruebas a priori de normalidad de los datos y homogeneidad de varianzas y seguidamente se aplicó un análisis de varianza de dos factores a un nivel de confianza del 95%, en el que se establecieron la talla (intervalos 45-55 y 5665 cm) y el sexo de los ejemplares como factores (Sokal y Rohlf 1995). Asimismo, se calculó el coeficiente de Pearson (r) para determinar el nivel de correlación entre los valores de los índices estimados.

 

Resultados

Los 30 ejemplares de M. canis midieron entre 47.3 y 64.1 cm LT y correspondieron a 17 hembras y 13 machos. En los machos los valores del índice ARN/ADN oscilaron entre 1.5 y 2.7, siendo el promedio general de 1.9 ± 0.48, mientras que en las hembras oscilaron entre 1.1 y 3.6, siendo el promedio general de 1.9 ± 0.57. El análisis de varianza determinó que no existen diferencias significativas (P > 0.05) en los promedios entre machos y hembras. Por otro lado, se observa una tendencia hacia la disminución de los valores obtenidos del índice con relación al aumento de la talla (aproximadamente a partir de los 55 cm LT) en ambos sexos (fig. 1), encontrándose diferencias significativas (P < 0.05) en los promedios entre grupos de tallas (intervalos 45-55 y 56-65 cm LT). Este resultado indicaría una menor síntesis de proteínas con relación al incremento de la talla o desarrollo ontogénico de los individuos.

En el caso del índice proteína/ADN los valores obtenidos en los machos oscilaron entre 175.6 y 696.6 con un promedio general de 406.7 ± 165.35, mientras que en las hembras los valores oscilaron entre 315.5 y 586.9, con un promedio general de 486.7 ± 189.39. En la figura 1 se muestra la distribución de los valores con respecto a la talla para machos y hembras. No se observa ningún patrón o comportamiento definido con relación a la talla y sexo. Este resultado es apoyado por el análisis estadístico, el cual indicó que no existen diferencias estadísticas significativas (P > 0.05) en los promedios del índice entre los grupos de tallas y sexo. También se encontró que los índices (ARN/ADN y proteína/ADN) se encuentran pobremente correlacionados entre sí (r = 0.26, P > 0.000).

 

Discusión

La talla de nacimiento reportada para la especie M. canis es 34-39 cm LT, y las tallas mínimas de madurez sexual en los machos y las hembras son de alrededor de 82 y 90 cm LT, respectivamente (Compagno 1984). Por esta razón se sostiene que los resultados obtenidos es este trabajo corresponden a individuos juveniles. Los valores del índice ARN/ADN obtenidos sugieren que el crecimiento intrínseco de esta especie en el área de estudio comienza a disminuir aproximadamente a partir de los 55 cm LT. Estos resultados concuerdan con una tasa de crecimiento más elevada durante el periodo que precede la etapa de madurez sexual. Rountree y Able (1996) encontraron, a través de un análisis de frecuencias de tallas de M. canis en la costa este de los Estados Unidos, que los juveniles de esta especie presentan un crecimiento rápido hasta el momento de abandonar su área de criadero, período para el cual han alcanzado una talla aproximada de 60 cm LT (~6 meses de edad). Moss (1972) encontró resultados muy similares mediante un estudio para determinar la tasa de crecimiento de esta especie por medio del análisis de la anchura y reemplazo de los dientes. En un trabajo más reciente llevado a cabo en el Atlántico noroccidental con M. canis, Conrath et al. (2002) obtuvieron una tasa de crecimiento diferencial entre machos y hembras mediante la estimación de los parámetros del crecimiento de Von Bertalanffy.

Con relación al índice proteína/ADN, no se encontró un patrón definido con respecto a talla y sexo. En estudios realizados con peces teleósteos se ha reportado que puede existir gran variabilidad y diferencias entre las concentraciones de ARN y proteínas causadas por efecto de factores ambientales, principalmente debido a un sinergismo de la temperatura y la disponibilidad de alimento, y que a su vez pueden influenciar la utilización de las proteínas por diversas estructuras biológicas del organismo (Segnini y Chung 1997, Imsland et al. 2001). En trabajos realizados con truchas se ha determinado que el origen genético (Valente et al. 1998) y la proporción proteínas:carbohidratos en las dietas (Peragón et al. 2000) pueden causar también variabilidad en la relación entre proteínas y crecimiento. Es importante considerar que existen cambios en la variedad de la dieta de M. canis según el aumento de la talla o desarrollo (Vianna et al. 2000). Por otro lado, en varias especies de tiburones se ha encontrado un patrón de alimentación que se caracteriza por un periodo de busca activa del alimento, seguido de una etapa de reposo hasta que el alimento es digerido (Medved y Marshall 1985, Cortés y Gruber 1990, Tavares y Provenzano 2000). Este patrón se conoce como tipo de alimentación intermitente y podría producir gran variabilidad en la síntesis de macromoléculas.

Los tiburones son predadores y por consiguiente consumen presas que generalmente presentan niveles altos de proteínas. Por ejemplo, Rountree y Able (1996) y Gelsleichter et al. (1999) encontraron que la dieta de M. canis en el Atlántico occidental está dominada por crustáceos. Vianna et al. (2000) obtuvieron resultados similares para la misma especie en la costa sudeste de Brasil, a la vez que hallaron que la variedad de presas en su dieta aumentó con el desarrollo del estado de madurez sexual. Los altos niveles de energía que requieren estas especies en la búsqueda y captura de sus presas (sobre todo en etapas de desarrollo sexual) pueden ser obtenidos a partir de las proteínas. La mayor parte de los aminoácidos son utilizados en la producción de energía a través de la síntesis de glucosa vía glucogénesis (Peragón et al. 2000). Probablemente exista una relación entre las especies que presentan un tipo de alimentación intermitente y el alto contenido proteico de sus presas, lo que permitiría a los individuos producir energía de acuerdo a sus necesidades energéticas y por consiguiente afectaría de cierto modo el crecimiento.

Nuestro estudio muestra que el índice de ARN/ADN puede ser utilizado para evaluar el crecimiento instantáneo o tasa de síntesis de ARN en poblaciones de tiburones que son aprovechadas comercialmente.

 

Agradecimientos

Agradecemos a los Srs. Armila y Juan por la recolección de las muestras de tiburones, al técnico Angel Antón por la ayuda prestada en el procesamiento de las muestras y a los revisores anónimos del artículo por sus oportunas observaciones para el mejoramiento del manuscrito.

 

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