Jaula snorkel para el cultivo de salmones de escala comercial (160 m) utilizada para la prevención de la infección por piojo de mar. El desarrollo de tecnologías eficientes y sustentables como esta es posibles gracias a un profundo entendimiento del comportamiento del salmón y el parásito. (Foto: Frode Oppedal, Institute of Marine Research, Noruega)

Estrategias preventivas para el control del piojo de mar en salmones

Francisca Samsing1,2, MV, Estudiante de Doctorado.1 Sustainable Aquaculture Laboratory, School of BioSciences, University of Melbourne, Australia.2 Institute of Marine Research (IMR), Matredal, Norway

Publicado Actualizado

La acuicultura moderna proporciona las condiciones perfectas para que los parásitos que afectan a la industria, como el piojo de mar en salmones, rápidamente desarrollen resistencia a todos los tratamientos farmacológicos disponibles en el mercado (Mennerat y cols., 2010, Aaen y cols., 2015). Las altas densidades de peces en los sistemas de cultivo incrementan las oportunidades del parásito de trasmitirse entre huéspedes y, por lo tanto, de sobrevivir. En otras palabras, estos parásitos ya no necesitan invertir sus energías en sobrevivir, como harían en vida silvestre, sino más bien, deben invertir en reproducirse. Estudios en Noruega han demostrado que hembras de Lepeophtheirus salmonis (piojo de mar que afecta al hemisferio norte) provenientes de centros de cultivo presentan un ciclo reproductivo más corto, y son capaces de producir sus huevos a una edad más temprana que hembras provenientes de poblaciones silvestres (Mennerat y cols., 2012).

Un ciclo reproductivo más corto significa una mayor cantidad de generaciones de parásitos al año y, en consecuencia, mayores oportunidades para que la mutación que confiere resistencia a las drogas antiparasitarias ocurra en la población.

En el hemisferio norte, se ha observado el desarrollo de resistencia a la mayoría de los antiparasitarios disponibles en el mercado para el tratamiento del piojo de mar (Aaen y cols., 2015), una situación que es muy posible que se repita en Chile si no controlamos la frecuencia con la que recurrimos a los tratamientos farmacológicos.

El desarrollo de un paradigma preventivo es clave, y la única forma de lograrlo es mediante un profundo entendimiento del comportamiento del salmón y del parasito, en este caso, el piojo de mar, en nuestros sistemas de cultivo.

El comportamiento del salmón

En Noruega, gracias al uso de ecosondas, un instrumento que emite pulsos de sonido y permite determinar la profundidad a la que nadan los peces, ha sido posible estudiar, en forma detallada, el comportamiento y la distribución vertical de los salmones en jaulas de cultivo. Esta especie presenta un comportamiento o ritmo circadiano guiado por los niveles de intensidad lumínica (Fernö y cols., 1995). Durante el día, nadan más profundo, evadiendo la superficie donde podrían ser atacados por depredadores aéreos y, además, evitan el fondo de la jaula por la presencia de otros depredadores marinos. Luego, al atardecer, ascienden a medida que los niveles de luz disminuyen, y en la noche, a oscuras, se dispersan en la superficie hasta el amanecer, donde aumentan los niveles de luz, y vuelven a bajar.

¿Por qué adoptan este comportamiento de migración vertical diaria en las jaulas de cultivo? Además de evitar los ataques por depredadores, los salmones buscan nadar en forma circular y sincronizada para evitar chocar unos con otros, y con el borde de la jaula. Para poder nadar de estar forma necesitan ver, se guían por la visión. Por lo tanto, durante el día, cuando la luz penetra más metros en la columna de jaula, nadan a mayores profundidades, y al atardecer ascienden para continuar viendo a medida que la intensidad lumínica disminuye. Nadar en grupos de esta forma circular y sincronizada les reduce los niveles de estrés (Oppedal y cols., 2011) y la sensación de peligro, ya que en la naturaleza, nadar en cardúmenes les disminuye el riesgo de ser atacados por depredadores y, adicionalmente, les favorece encuentro de alimento.

La migración vertical diaria, y la profundidad a la que se encuentran los peces en la jaula de cultivo va a ser influenciada, principalmente, por la gradiente de temperatura, que va a depender, a su vez, de la estación del año, y el nivel de hambre de los peces, estrechamente relacionado con el régimen de alimentación.

En verano, los peces nadan más profundo que en invierno por los mayores niveles de luz en la superficie. Adicionalmente, los peces siempre van a tratar de situarse en la termoclina, o capa de agua con la temperatura más alta de la jaula, pero evitando temperaturas sobre los 18 °C (Oppedal y cols., 2001). Johansson y cols., (2006) realizaron un análisis estadístico multivariado para determinar qué variables ambientales eran las que más influían en la distribución vertical del salmón: La temperatura surgió como el factor clave asociado con la densidad y profundidad de natación de los peces.

El nivel de hambre, influenciado por el régimen de alimentación, también cambia la distribución vertical de los peces en la jaula, interrumpiendo el patrón normal de migración diaria (Juell y cols., 1994; Oppedal y cols., 2011).

Cuando los peces son alimentados dos veces al día, éstos normalmente ascienden a la superficie a comer y, cuando están satisfechos, descienden y permanecen más profundo durante el día.

Por otro lado, cuando son alimentados en forma constante, el grupo de peces generalmente se posiciona a menores profundidades en la jaula, en un estado de constante alerta y, como veremos más adelante, esto podría aumentar los niveles de infección por piojo de mar (Oppedal y cols., 2011), ya que los copepoditos, estado infectivo de vida libre de piojo de mar, se encuentran en mayor abundancia en la superficie.

El comportamiento del parásito

El comportamiento de los copepoditos de L. salmonis en la columna de agua también se ve influenciado por los niveles de luz (Heuch y cols., 1995). Sin embargo, su migración vertical diaria es el opuesto de la de su huésped (ver Figura 2). Los copepoditos son fuertemente fototácticos, es decir, se atraen a la luz, y activamente nadan hacia la superficie durante el día, luego, en un proceso más pasivo, se hunden durante la noche. Este comportamiento ha sido moldeado por selección natural, y su intención es maximizar el encuentro con el huésped. Los encuentros, por lo tanto, ocurren al amanecer y al atardecer, mientras los salmones suben y los copepoditos se hunden, o viceversa.

Estudios realizados en Noruega con L. salmonis demuestran que los copepoditos se van a encontrar, normalmente, en los primeros metros 3 a 4 metros de la columna de agua. Sin embargo, se ha demostrado también que éstos activamente evitan niveles bajos de salinidad (<27‰; Bricknell y cols., 2006). Por lo tanto, en aquellos sitios donde la columna de agua es más estratificada, y se observa una capa de agua dulce en la superficie, los copepoditos, se ubican más profundo en la columna de agua, justo por debajo de >27‰; Bricknell y cols., 2006). Por lo tanto, en aquellos sitios donde la columna de agua es más estratificada, y se observa una capa de agua dulce en la superficie, los copepoditos, se ubican más profundo en la columna de agua, justo por debajo de la haloclina o capa de agua donde cambia la salinidad. Esta situación es común en granjas situadas en estuarios o bocas de ríos, por lo tanto, como se discute más adelante, es importante conocer las condiciones ambientales de cada granja o sitio al momento de decidir que métodos preventivos se van a utilizar.

La mayoría de los estudios que se mencionan aquí han sido realizados en L. salmonis y, por lo tanto, los métodos preventivos descritos a continuación han sido probados en esta especie. Posiblemente, algunos de los aspectos de la ecología de L. salmonis, tales como la fototaxis o la sensibilidad a niveles bajos de salinidad, podrían ser transferibles a Caligus rogercresseyi (especie de piojo de mar prevalente en Chile), sin embargo, esto no ha sido completamente demostrado, y estos estudios son de vital importancia para el desarrollo del paradigma preventivo propuesto en este artículo.

Jaulas ‘snorkel’, la importancia de las variables ambientales

La jaula ‘snorkel’ es una estructura que consta de un techo de red, o barrera protectora, y una estructura tubular en el medio, cuyo principio es evitar o reducir el acceso de los peces a la superficie, zona de alto riesgo donde normalmente se encuentran los copepoditos de L. salmonis. El tubo de la jaula ‘snorkel’ es fabricado con materiales que impiden el acceso de las larvas infectivas al centro de la jaula, generando una zona libre de parásitos, reduciendo la tasa de encuentro entre salmón y los copepoditos, y disminuyendo los niveles de infección.

¿Por qué tenemos un ‘snorkel’ y no simplemente una jaula completamente sumergida?

Porque los salmónidos, al igual que otros peces pelágicos, necesitan contar con un acceso a la superficie para rellenar de aire su vejiga natatoria (Dempster y cols., 2009), órgano que les permite regular la flotabilidad sin la necesidad de un esfuerzo muscular.

El uso de jaulas ‘snorkel’, y los resultados que se obtienen implementándolas va a depender, en gran medida, de las condiciones ambientales de la granja. A continuación, se presentan los resultados de dos experimentos realizados en dos sitios distintos utilizando esta estructura. Ambos experimentos se llevaron a cabo en jaulas cuadras de escala comercial (12 x 12 x 12 m de profundidad, 1.600 m3), con un cilindro de fibra de vidrio en el medio (3 m de diámetro, 4 m de altura), abierto a ambos lados y unido a un techo de red atado a la jaula (ver Figura 3). Estos experimentos han sido conducidos por investigadores del Instituto de Investigación Marina (IMR) en Noruega, en conjunto la Universidad de Melbourne. Todos los resultados presentados a continuación están en proceso de ser publicados. Primer experimento: Sitio costero sin estratificación salina en la columna de agua Este experimento se realizó en una granja de investigación en Noruega (60° N, 5.3°E), durante el verano, en una estación donde la salinidad del agua no presentaba marcada estratificación. La salinidad, medida con una sonda, fue igual o mayor a 30‰ en toda la columna de agua de la jaula , permitiendo que los copepoditos se ubiquen en los primeros 3 a 4 metros, atraídos por la luz, y los peces nadando más profundo, generando una baja tasa de encuentro entre ambos. Con estas condiciones, se obtuvo una reducción de un 76% en la tasa de infección por L. salmonis.

Segundo experimento: Sitio ubicado en un fiordo con marcada estratificación salina en la columna de agua

Este experimento se llevó a cabo en invierno en una granja donde existía una marcada estratificación salina producto que aquí desembocan varios ríos, y al ser invierno, hubo mayor precipitación. Durante toda la duración del experimento, se midió un promedio de 17 a 25‰ de salinidad en los primeros 3 a 4 metros de la columna de agua. Bajo estas condiciones, los copepoditos, que activamente evitan salinidades bajo 27‰, probablemente se encontraban justo por debajo de la haloclina, o capa de agua donde cambia la salinidad, y en este experimento, ese nivel se encontraba por debajo del techo o barrera protectora de la jaula. En este caso, los copepoditos se localizaban por debajo de los 4 metros de profundidad, pudiendo encontrarse con los peces de la jaula.

Consecuentemente, en este segundo experimento se obtuvieron niveles similares de infección entre las jaulas control (sin ‘snorkel’), y las jaulas ‘snorkel’, un resultado que se explica, claramente, por las condiciones ambientales del sitio. La situación descrita en este segundo experimento, donde el agua presenta mayores niveles de estratificación salina, es bastante común, sobre todo en los fiordos noruegos donde se ubican gran parte de las concesiones. Lo anterior nos ha llevado a buscar alternativas para conseguir un eficiente uso de esta tecnología.

Una alternativa que hemos explorado, con muy buenos resultados, es el uso de snorkels de profundidad ajustable. Éstos permiten adaptarse a las condiciones locales, y ubicar la barrera protectora por debajo del nivel donde se asume que se encuentran los copepoditos en relación a las condiciones ambientales prevalentes de zona.

Usos de luces artificiales sumergidas para el control del piojo de mar

El uso de luces artificiales es empleado con el objetivo de controlar el fotoperiodo y prevenir la maduración en salmones de cultivo (Oppedal y cols., 1997). Sin embargo, el uso correcto de luces artificiales sumergidas también permite disminuir la infección por piojo de mar, por medio de los principios descritos anteriormente: manipular el comportamiento del huésped y disminuir la tasa de encuentro con el parásito (Juell y Fosseidengen 2004). Las luces sumergidas atraen a los peces durante la noche, ya que éstas les permiten ver, y por lo tanto, seguir nadando en forma circular y sincronizada como hacen durante el día.

Frenzl y cols., (2014) utilizaron luces sumergidas para mantener los peces nadando más profundo durante la noche y, además, probaron el uso de alimentado-res sumergidos para ver si éstos mejoraban los resultados.

Se realizaron tres experimentos:

1.- Con un grupo control con alimentación normal en superficie y luces en superficie,

2.- Con alimentación en superficie y luces sumergidas a 10 metros,

3.- Con alimentación sumergida a 5 metros, y luces sumergidas a 10 metros. Los tres experimentos se repitieron en dos periodos distintos del año, principios de otoño y principios de primavera, con diferentes resultados.

Las luces sumergidas redujeron marcadamente la tasa de infección por piojo de mar en otoño, pero la incorporación de alimentación sumergida no mejoró los resultados (ver Figura 4). Como se ha discutido hasta ahora, a medida que cambian las variables ambientales, los peces cambian su comportamiento y distribución vertical en la jaula.

En el primer período del experimento, a principios de primavera, gracias al uso de ecosondas, se observó que los peces se mantuvieron nadando a menores profundidades debido a que la temperatura en la superficie era mayor que en aguas más profundas, y en salmónidos se ha visto que situarse en la temperatura correcta predomina por sobre la atracción a la luz (Johansson y cols., 2006).

Luego, en el segundo período del experimento, a principios de otoño, los peces se mantuvieron nadando más profundo, comportamiento que se vio favorecido por el uso de luces artificiales sumergidas, logrando una reducción de hasta un 84,5% en la infección por L. salmonis.

Conclusiones y futuras direcciones para Chile

Como hemos visto hasta ahora, los peces no se distribuyen en forma homogénea ni aleatoria en las jaulas de cultivo, muy por el contrario, éstos eligen en forma activa su posición en base a las condiciones que le son más favorables (Oppedal y cols., 2011). Por lo tanto, es de vital importancia medir las condiciones particulares de cada granja a la hora de decidir que métodos preventivos vamos a utilizar y cómo. Con este objetivo, el uso de tecnologías como ecosondas, cámaras sumergidas, y sondas para medir salinidad y temperatura, debiesen ser lentamente incorporadas en las prácticas de manejo en salmonicultura.

Otro punto importante de destacar es que la mayoría de los estudios presentados en este artículo han sido realizados para Lepeophtheirus salmonis, y no está del todo claro hasta dónde el comportamiento de este último es comparable con Caligus. En otras palabras, es crítico realizar más estudios sobre la ecología y epidemiología de C. rogercresseyi en Chile para decidir qué tecnologías y métodos preventivos son transferibles y aplicables en nuestro país.

En Chile, es de vital importancia promover grupos de investigación que trabajen de la mano con la industria y la academia, donde la principal tarea sea el desarrollo de tecnologías y métodos preventivos para combatir al piojo de mar. De esta manera, instalar planes de manejo que incorporen la prevención como eje central, en lo que se conoce como Manejo Integrado de Plagas, y así combinar de manera sustentable y estratégica los métodos preventivos con los convencionales basados en tratamientos químicos, y reducir las tasas de resistencia observadas hoy en nuestros peces.

Referencias

Aaen, S. M., K. O. Helgesen, M. J. Bakke, K. Kaur and T. E. Horsberg (2015). "Drug resistance in sea lice: a threat to salmonid aquaculture." Trends in parasitology 31(2): 72-81.

Bricknell, I. R., S. J. Dalesman, B. O'Shea, C. C. Pert and A. J. Mordue (2006). "Effect of environmental salinity on sea lice Lepeophtheirus salmonis settlement success." Diseases of Aquatic Organism 71(3): 201-212.

Dempster, T., Ø. Korsøen, O. Folkedal, J. Juell and F. Oppedal (2009). "Submergence of Atlantic salmon (Salmo salar L.) in commercial scale sea-cages: a potential short-term solution to poor surface conditions." Aquaculture 288(3–4): 254-263.

Fernö, A., I. Huse, J.-E. Juell and Å. Bjordal (1995). "Vertical distribution of Atlantic salmon (Salmo salar L.) in net pens: trade-off between surface light avoidance and food attraction." Aquaculture 132(3–4): 285-296.

Frenzl, B., L. H. Stien, D. Cockerill, F. Oppedal, R. H. Richards, A. P. Shinn, J. E. Bron and H. Migaud (2014). "Manipulation of farmed Atlantic salmon swimming behaviour through the adjustment of lighting and feeding regimes as a tool for salmon lice control." Aquaculture 424–425(0): 183-188.

Heuch, P. A., A. Parsons and K. Boxaspen (1995). "Diel vertical migration: A possible host-finding mechanism in salmon louse (Lepeophtheirus salmonis) copepodids?" Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 52(4): 681-689.

Johansson, D., K. Ruohonen, A. Kiessling, F. Oppedal, J. E. Stiansen, M. Kelly and J. E. Juell (2006). "Effect of environmental factors on swimming depth preferences of Atlantic salmon (Salmo salar L.) and temporal and spatial variations in oxygen levels in sea cages at a fjord site." Aquaculture 254(1–4): 594-605.

Juell, J. E., A. Fernö, D. Furevik and I. Huse (1994). "Influence of hunger level and food availability on the spatial distribution of Atlantic salmon, Salmo salar L., in sea cages." Aquaculture Research 25(4): 439-451.

Juell, J. E. and J. E. Fosseidengen (2004). "Use of artificial light to control swimming depth and fish density of Atlantic salmon (Salmo salar) in production cages." Aquaculture 233(1–4): 269-282.

Mennerat, A., L. Hamre, D. Ebert, F. Nilsen, M. Dávidová and A. Skorping (2012). "Life history and virulence are linked in the ectoparasitic salmon louse Lepeophtheirus salmonis." Journal of Evolutionary Biology 25(5): 856-861.

Mennerat, A., F. Nilsen, D. Ebert and A. Skorping (2010). "Intensive farming: evolutionary implications for parasites and pathogens." Evolutionary Biology 37(2-3): 59-67.

Oppedal, F., T. Dempster and L. H. Stien (2011). "Environmental drivers of Atlantic salmon behaviour in sea-cages: a review." Aquaculture 311(1–4): 1-18.

Oppedal, F., J. E. Juell, G. L. Tarranger and T. Hansen (2001). "Artificial light and season affects vertical distribution and swimming behaviour of post? smolt Atlantic salmon in sea cages." Journal of Fish Biology 58(6): 1570-1584.

Oppedal, F., G. Lasse Taranger, J.-E. Juell, J. E. Fosseidengen and T. Hansen (1997). "Light intensity affects growth and sexual maturation of Atlantic salmon (Salmo salar) postsmolts in sea cages." Aquatic Living Resources 10(6): 351-357.