Effect of temperature on the culture of larvae of the bivalve Mytilus chilensis originated from broodstocks from different latitudes in a controlled environment
L Lagos1,3+, I Uriarte2,3*, G Yany4, M Astorga2,3
1 Hatchery de Invertebrados Marinos, Universidad Austral de Chile, Sede Puerto Montt, Chile.
2 Instituto de Acuicultura, Universidad Austral de Chile, PO Box 1327, Puerto Montt, Chile. * Corresponding author. E-mail: iuriarte@spm.uach.cl
3 CIEN Austral, Los Pimientos 4369, Valle Volcanes, Puerto Montt, Chile.
]]> 4 Escuela de Ciencias del Mar, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Avda. Altamirano 1505, Valparaíso, Chile.+ Programa Doctorado Acuicultura, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.
Received November 2011
Received in revised form April 2012
Accepted April 2012.
RESUMEN
Se obtuvieron larvas veliger D de reproductores de Mytilus chilensis procedentes de Punta Arenas y Chiloé (Chile), y se cultivaron a 9 ± 0.5 °C y 15 ± 0.5 °C para comparar los resultados del cultivo larvario de las dos poblaciones a dos temperaturas. Durante el experimento, las larvas fueron alimentadas con Isochrysis galbana (Clon T-ISO). Las larvas fueron cultivadas en cuatro grupos dependiendo del origen y la temperatura. La tasa de crecimiento fue estadísticamente mayor en el grupo de Punta Arenas a 15 °C, y el tamaño de fijación fue menor en el grupo de Chiloé a 9 °C. En ambos casos, los restantes grupos no presentaron diferencias significativas. La supervivencia hasta la fijación no presentó diferencias significativas entre poblaciones ni entre temperaturas. En ambas poblaciones se observó un mejor aprovechamiento de las unidades térmicas acumuladas (°C día-1) en el crecimiento a 9 °C que a 15 °C. El resultado productivo de larvas de M. chilensis generadas por reproductores de distintas latitudes es similar, pese a la diferenciación genética de la población de Punta Arenas.
Palabras clave: mitílidos, larvas, supervivencia, crecimiento, temperatura.
]]>ABSTRACT
D-veliger larvae from Mytilus chilensis broodstocks from natural banks of Punta Arenas and Chiloé (Chile) were grown at 9 ± 0.5 °C and 15 ± 0.5 °C to compare results under two culture temperatures. During this experiment, larvae were fed Isochrysis galbana (clone T-ISO). The larvae were grouped into four groups depending on origin of broodstock and the culture temperature. The growth rate was statistically higher in the group from Punta Arenas at 15 °C, while settlement length was smaller in the group from Chiloé at 9 °C. In both cases, the remaining groups did not differ significantly. Settlement survival showed no significant differences between populations and temperatures. Both populations showed a better use of accumulated thermal units (°C day-1) during growth at 9 °C than at 15 °C. Despite the genetic differentiation of the Punta Arenas population, the productive outcome of M. chilensis larvae from broodstocks from different latitudes is similar.
Key words: mussels, larvae, survival, growth, temperature.
INTRODUCCIÓN
Mytilus chilensis (Hupé 1854) es un mitílido muy importante para la acuicultura en Chile; su producción ha incrementado de 3352 t en 1992 a 175,728 t en 2009 (FAO 2010). Este aumento ha sido posible debido al mayor número de concesiones marítimas y a la industrialización de los cultivos (Ruiz et al. 2008, Toro et al. 2008). El desarrollo larvario puede durar entre 20 (Ruiz et al. 2008) y 45 días (Toro et al. 2006) y pasa por varias estados hasta la fijación (larva véliger D, larva véliger umbonada, larva pedivéliger, larva metamórfica). Esta especie tiene un potencial de dispersión de cientos de kilómetros, y existe muy baja diferenciación genética y morfológica a lo largo de casi 1900 km de línea de costa, desde el golfo de Arauco hacia el sur, salvo una leve diferenciación en la población de Punta Arenas (Toro et al. 2004a, 2004b, 2006).
La diferencia latitudinal entre poblaciones conlleva diferentes medias térmicas. Pese a que en la literatura se ha relacionado positivamente al crecimiento larvario de los bivalvos con la temperatura (Lutz y Kennish 1992, Beaumont et al. 2004, Ruiz et al. 2008, Rico-Villa et al. 2009, Galley et al. 2010), no se ha comparado el crecimiento de larvas provenientes de ejemplares de poblaciones naturales separadas entre sí por varios grados de latitud. El objetivo de este estudio fue determinar si las larvas de M. chilensis provenientes de reproductores de diferentes latitudes (Chiloé y Punta Arenas), con una leve diferenciación genética (Toro et al. 2004a, 2004b, 2006), presentan diferencias en la tasa de crecimiento y en el porcentaje de supervivencia a iguales temperaturas de cultivo. Esta comparación del desarrollo larvario de las dos poblaciones de M. chilensis ya mencionadas ayudará a determinar su potencial para la producción de semilla en criadero.
MATERIALES Y MÉTODOS
]]> En invierno de 2010 se recolectaron ejemplares de M. chilensis de bancos naturales en Punta Arenas (52°46' S, 70°47' O) y Chiloé (43°50' S, 73°30' O) (fig. 1); su longitud promedio fue de 79.6 ± 4.9 mm y 71.8 ± 7.1 mm, respectivamente. De cada población, 96 ejemplares fueron aclimatados y acondicionados en el Hatchery de Invertebrados Marinos de la Universidad Austral de Chile (Puerto Montt), tanto a 9 ± 0.5 °C como a 15 ± 0.5 °C. Los ejemplares fueron alimentados con las microalgas Isochrysis galbana y Chaetoceros neogracile (1:1); la ración total diaria fue de 400,000 cél mL-1 y se suministró mediante pulsos durante el día. Concluidos los acondicionamientos, se originaron larvas veliger D de M. chilensis mediante el desove inducido por shock térmico. Para comparar las diferentes latitudes, expresadas por las temperaturas de acondicionamiento, las larvas veliger D obtenidas fueron cultivadas por separado por población (Punta Arenas y Chiloé) y temperatura (9 ± 0.5 °C y 15 ± 0.5 °C), formando cuatro grupos de población-temperatura. Cada grupo se dispuso en contenedores de 3 L de capacidad, con cuatro réplicas por grupo, y se cultivó hasta la fijación. La densidad inicial fue de 10 larvas mL-1. El agua de mar fue filtrada a 1 μm y esterilizada con luz UV; se hicieron recambios de agua completos cada dos días y se suministró aireación constante. Las larvas fueron alimentadas con I. galbana (Clon T- ISO) a una concentración diaria de 50,000 cél mL-1 por contenedor. Diariamente y hasta el fin del experimento, se midió la temperatura, calculándose las unidades térmicas acumuladas (UTA ó °C día-1) transcurridas desde la eclosión.Cada dos días se cambió el agua de cultivo. Las larvas se tamizaron y se muestrearon mediante 10 alícuotas (1 mL en total) que se observaron y contaron en microscopio óptico Zeizz con aumentos de 4x y 10x. También se tomaron fotografías de las larvas en cada muestreo con una cámara Canon G10 con aumento de 5x sobre una lupa Zeiss modelo Stemi 2000-C. Se midió la longitud máxima de las larvas con el programa Axio Vision 4.0 (Carl Zeiss). Se calcularon la supervivencia y la tasa de crecimiento larvaria (μm día-1). El cultivo se mantuvo hasta que el 100% de las larvas se encontraron en el estado de pedivéliger y próximas a la fijación y metamorfosis. Para el análisis estadístico de cada resultado, depués de la previa comprobación de la distribución normal de los datos (prueba de Kolmogorov-Smirnov) y la determinación de la homogeneidad de varianza (prueba de Levene), se realizó un análisis de varianza (ANOVA) de dos vías. Posteriormente, se realizó una prueba de comparaciones múltiples de Tukey. En el análisis de la tasa de crecimiento larvario, en que no se cumplió el principio de homogeneidad de varianza, se utilizó un ANOVA por rangos (prueba de Kruskal-Wallis) seguido de una prueba de comparaciones múltiples de dos colas. Todos los análisis se realizaron con el software Statistica 7.0 (StatSoft Inc).
RESULTADOS
La tasa de crecimiento de la población de Chiloé varió entre 2.12 y 3.92 μm día-1 a 9 °C y entre 2.89 y 5.90 μm día-1 a 15 °C. Para la población de Punta Arenas, la fluctuación fue entre 2.98 y 4.62 μm día-1 a 9 °C y entre 4.07 y 4.76 μm día-1 a 15 °C. El promedio de la tasa de crecimiento total fue menor (Kruskal-Wallis P < 0.05) a 9 °C que a 15 °C para ambas poblaciones y para las larvas originadas por los ejemplares de la población de Chiloé con respecto a las de los ejemplares provenientes de Punta Arenas, para ambas temperaturas (Kruskal-Wallis P < 0.05; tabla 1, fig. 2). En todos los grupos de población-temperatura el periodo de mayor crecimiento coincidió con la transición del estado de larva umbonada a larva pedivéliger (fig. 2). La longitud larvaria final para la población de Chiloé varió entre 173.70 y 239.44 μm a 9 °C y entre 182.27 y 258.28 μm a 15 °C. Para la población de Punta Arenas, la fluctuación fue entre 200.08 y 264.05 μm a 9 °C y entre 218.49 y 231.56 μm a 15 °C. En promedio, la longitud larvaria final fue significativamente mayor para el grupo Punta Arenas a 9 °C y menor para el grupo Chiloé a 9 °C (ANOVA P < 0.05; tabla 1), mientras que no se observaron diferencias en los otros grupos población-temperatura (ANOVA P > 0.05).
En la población de Chiloé el estado de larva véliger D se mantuvo hasta el día 13 (4% del total de larvas) a 9 °C y al día 11 (10% del total de larvas) a 15 °C, el estado de larva véliger umbonada se extendió desde el día 4 (42% del total de larvas) hasta el día 35 (11% del total de larvas) a 9 °C y desde el día 6 (42% del total de larvas) hasta el día 29 (67% del total de larvas) a 15 °C y el estado de pedivéliger apareció a los 33 días (14% del total de larvas) a 9 °C y a los 29 días (33% del total de larvas) a 15 °C (fig. 3); el tiempo de desarrollo hasta la fijación para el total de la población fue de 39 días a 9 °C y de 33 días a 15 °C. En las larvas de la población de Punta Arenas, el estado de larva véliger D se mantuvo hasta el día 8 (11% del total de larvas) a 9 °C y el día 11 (11% del total de larvas) a 15 °C, el estado de larva véliger umbonada se extendió desde el día 4 (37% del total de larvas) al día 33 (20% del total de larvas) a 9 °C y desde el día 4 (50% del total) al día 26 (40% del total de larvas) a 15 °C y el estado de pedivéliger apareció a los 29 días a 9 °C (60% del total de larvas) y a los 26 días a 15 °C (25% del total de larvas); el tiempo de desarrollo hasta la fijación para el total de la población fue de 29 días a 9 °C y de 39 días a 15 °C (fig. 3). Tanto las larvas de Chiloé como de Punta Arenas necesitaron menos UTA para la fijación a 9 °C que a 15 °C (tabla 1).
La supervivencia larvaria hasta la fijación de la población de Chiloé varió entre 0.01% y 1.68% a 9 °C y entre 0.01% y 2.0% a 15 °C. En la población de Punta Arenas, la fluctuación fue entre 0.01% y 1.67% a 9 °C y entre 0.01% y 5.0% a 15 °C. La supervivencia larvaria promedio de M. chilensis no mostró diferencias significativas (ANOVA P > 0.05) ni entre poblaciones ni entre temperaturas; todos los grupos en estudio presentaron porcentajes similares de supervivencia (tabla 1) hasta el final del estado de fijación de pedivéliger y fin del experimento (fig. 2, tabla 1). La mayor declinación de la supervivencia se dio en todos los grupos población-temperatura en los primeros 4 días del cultivo larvario.
DISCUSIÓN
Los resultados del presente estudio muestran que el crecimiento larvario, independientemente de las poblaciones estudiadas, está influenciado por la temperatura, cuyo incremento acelera los procesos metabólicos (Sánchez-Lazo y Martínez-Pita 2011). Esto se ha registrado para especies símiles, aunque las tasas de crecimiento del presente estudio son menores que las indicadas por otros autores (His et al. 1989, Pechenik et al. 1990, Lutz y Kennish 1992, Beaumont et al. 2004, Ruiz et al. 2008, Galley et al. 2010, Sánchez-Lazo y Martínez-Pita 2011). Dicho menor crecimiento podría explicarse por diferencias en el sistema de cultivo y en la cantidad y composición de la dieta suministrada en cada caso y por el hecho de que el presente estudio se basó en un sistema de cultivo cerrado y una alimentación con I. galbana (Clon T- ISO).
]]> Al comparar las poblaciones estudiadas, se debe tener en cuenta que se realizó el acondicionamiento reproductivo a ambas temperaturas en iguales condiciones. Así, se elimina la influencia de las condiciones ambientales presentes en las distintas zonas de recolección y, por lo tanto, el cultivo larvario expresa las diferencias dadas por el potencial reproductivo de los reproductores y el efecto de la temperatura de cultivo.Las larvas provenientes de ejemplares de Punta Arenas tuvieron mayor crecimiento que aquellas provenientes de ejemplares de Chiloé tanto a 9 °C como a 15 °C. La diferencia se genera debido a que la tasa de crecimiento de las larvas de los ejemplares de punta Arenas fue mayor que la de las larvas de los ejemplares de Chiloé en la fase final del cultivo. Esta situación podría explicarse por una mayor capacidad de adaptación y aprovechamiento de la temperatura durante el desarrollo, dada su leve diferenciación genética (Toro et al. 2004a, 2004b, 2006). Finalmente, en ambos grupos de larvas se observó una longitud de fijación larvaria dentro del intervalo citado para otros mitílidos (Ruiz et al. 2008, Galley et al. 2010), con la mayor longitud en las larvas de Punta Arenas a ambas temperaturas.
La población de Punta Arenas mostró mayor crecimiento a 15 °C, pero su mayor longitud final se encontró en el grupo cultivado a 9 °C. Esto coincide con lo documentado para especies símiles, que al ser sometidas a menores temperaturas tienen mayor vida planctónica y longitud de fijación (Galley et al. 2010, Sánchez-Lazo y Martínez-Pita 2011). Las larvas de Chiloé, sin embargo, aunque siguen el mismo patrón, presentan una tendencia a mayor longitud a 15 °C.
Esta situación deberá ponerse a prueba en posteriores estudios.
A la temperatura inferior (9 °C), ambas poblaciones requirieron igual cantidad de UTA hasta el estado de pedivéliger, y dicho valor (382.2 UTA) fue menor que el necesitado a 15 °C (tabla 1). Por ello, durante el desarrollo las larvas de M. chilensis presentarían un mejor aprovechamiento de la temperatura cuándo ésta es menor. A la temperatura superior (15 °C), la población de Punta Arenas necesitó menos UTA para la fijación que la de Chiloé. Al respecto, Fearman y Moltschanswisky (2010) indicaron que la gametogénesis en M. galloprovincialis es más rápida a baja temperatura debido a un incremento en las demandas metabólicas, lo que representa un patrón similar al aquí presentado y que podría aplicarse al crecimiento larvario.
Las larvas provenientes de ambas poblaciones retrasaron los cambios de estados larvarios a 9 °C respecto a 15 °C. El cultivo necesitó 6 días más para finalizar con el total de la población cómo pedivéliger para el caso de las larvas de Chiloé y 10 días más para el caso de la población de Punta Arenas. Con ello aumenta el período de natación libre, lo que concuerda con lo citado para otros bivalvos (Bayne 1983, Sánchez-Lazo y Martínez-Pita 2011). Esto hace que el cultivo sea más extenso y disminuye la supervivencia larvaria. Posteriores experimentos son necesarios para establecer el umbral inferior de crecimiento larvario de M. chilensis en función de la temperatura.
La supervivencia larvaria observada en la presente investigación es similar a la citada para otros bivalvos (Rico-Villa et al. 2009) y se aproxima a los resultados encontrados por Torkildsen y Magnesen (2004) en cultivos larvarios del ostión Pecten maximus. La mayor supervivencia para ambos grupos de larvas fue a 15 °C, coincidiendo con la mayor tasa de crecimiento. Esto indica una relación positiva entre el tiempo de cultivo y la mortalidad larvaria, como se ha comentado anteriormente y según lo citado para otros bivalvos (Velasco y Barros 2008, Liu et al. 2010). Cabe hacer notar que, según nuestros resultados, los primeros 4 días de desarrollo son críticos en términos de supervivencia, lo que coincide con lo descrito por Satuito et al. (1994).
La presente investigación indica que pese a la diferenciación genética existente en la población de Punta Arenas (Toro et al. 2004a, 2004b, 2006), el resultado productivo, en términos de cantidad final de larvas de M. chilensis generadas por reproductores de distintas latitudes, fue similar a ambas temperaturas estudiadas, aunque el crecimiento y tamaño final de las larvas generadas por la población de Punta Arenas fue mayor.
Como estrategia de producción larvaria, dados los antecedentes aquí aportados, podrían utilizarse reproductores de bancos naturales distantes entre sí, con asincronía en su época de desove, para ampliar la época de producción de larvas sin necesidad de acondicionamiento de los ejemplares. Esto incidiría en una eventual disminución de los costos del proceso productivo. En posteriores estudios, se debe enfrentar la optimización de la supervivencia larvaria para lograr el desarrollo del cultivo de M. chilensis en condiciones controladas.
]]> AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen el financiamiento por parte del Proyecto Innova (CORFO 07CN13PPD-240), CIEN Austral, el Hatchery de Invertebrados Marinos de la Universidad Austral de Chile y la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT).
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