La reproducción selectiva para aumentar la resistencia al piojo de mar

Por Bjarne Gjerde, Akvaforsk 

El salmón Atlántico, la trucha arcoíris y la trucha alpina son todos huéspedes potenciales para el piojo del salmón (Lepeophtheirus salmonis) en los mares de Noruega. El número de peces silvestres que pueden ser posibles víctimas de infestaciones son alrededor de 2 a 2,5 millones (Heuch y Mo, 2001). En comparación, hay alrededor de 100 veces más, o 250 millones, de salmones y truchas arcoíris de cultivo en Noruega. Estos parásitos son propagados a través de las corrientes costeras y del océano, mientras los peces de cultivo infestados con el piojos adultos podrían convertirse en reservorios que podrían terminar contagiando a las poblaciones silvestres de salmones. La producción total de piojos en salmónidos de cultivo, dependerá del número de piojos hembras en los peces durante cada momento determinado. Es necesario reducir el número de piojos de vida libre durante la primavera, cuando los smolts silvestres migran. Para alcanzar este objetivo, el proyecto nacional para el control del piojo en salmones (Kryvi, et al., 1996; Eitun, 2000; Heuch, et al., 2005) recomienda que el número de piojos por pez debe estar en su nivel más bajo desde el 1 de diciembre al 1 de julio (la abundancia máxima es un promedio de 0,5 hembras sésiles por pez o 5 ejemplares móviles por pez por jaula. En la zona de Hardanger, los productores establecieron el límite para desparasitar en 0,25 hembras sésiles o 2,5 piojos móviles por pez, y han demostrado que es posible mantener ese nivel durante la mayor parte del año (Olsen et al., 2005; Olsen, 2006). Bienestar animal y medio ambiente La infección con piojos del salmón puede causar heridas en el pez que afectan su osmorregulación, reduciendo su crecimiento y aumentando la mortalidad (ver referencias en Heuch et al., 2005). De esta forma, el tema de la infestación por piojos también plantea un cuestionamiento ético. Sin embargo, con los nuevos límites planteados para la desparasitación, rara vez se ven tantos piojos por pez, como para convertir el bienestar animal en un problema. Los peces que presentan una mayor resistencia a la infestación, ayudarán a reducir la necesidad de usar agentes antiparasitarios químicos y, por lo tanto, reducirán el riesgo de que estos ingredientes activos se acumulen como sedimentos en el fondo de las jaulas.  

Desarrollo de resistencia  El uso periódico de pesticidas, conduce la mayor parte de las veces a resistencia en el organismo objetivo. Esto es más una regla que una excepción (Schering-Plough Animal Health, 2000). La resistencia en piojos del salmón también ha sido observada en los tratamientos con organofosforados (Jones et. al, 1992; Devine et. al, 2000; Tully y McFadden, 2000) y piretroides (Sevatdal y otros, 2003). No se ha observado resistencia a las avermectinas (ivermectina, emamectina, etc.) en el piojo del salmón, aunque se ha reportado una menor sensibilidad en respuesta al uso de emamectina en Chile. Además, se ha informado resistencia al uso de avermectinas en parásitos que afectan a plantas y otras especies animales (ver las referencias en Schering-Plough Animal Health, 2000). El riesgo de fomentar la resistencia aumenta con el uso prolongado de uno o un número limitado de químicos (Denholm y Rowland, 1992; Grant, 2002). La administración de antiparasitarios en el alimento también es problemática, porque los peces enfermos y con poco apetito no consumen lo suficiente como para obtener el resultado esperado del tratamiento, aumentando así el riesgo de promover la resistencia. Pareciera poco probable que haya nuevos tratamientos contra el piojo del salmón disponibles tiempo como para evitar la resistencia a los productos químicos. (Grant, 2002). Por ejemplo, demoró entre 8 y 10 años desarrollar “Slice” (Schering-Plough Animal Health, 2000). Mientras tanto, aún existe un alto riesgo de que nuevos grupos de piojos resistentes sean propagados por las corrientes marinas a grandes zonas geográficas a lo largo del Atlántico Norte (Tjensvoll, 2006). Por lo tanto, se vuelve imperativo considerar alternativas al uso de pesticidas contra los piojos del salmón, tales como el uso de las vacunas, tecnología genética y reproducción selectiva. Éstas son iniciativas que podrían no sólo reducir el número de tratamientos con agentes químicos sino que también extenderían la vida útil de los pocos productos que siguen siendo efectivos.

Vacuna

La única vacuna disponible contra un ectoparásito, se desarrolló para proteger al ganado de la infestación por garrapatas (de la Fuente et al., 1999). El primer intento de elaborar una vacuna contra el piojo del salmón fue llevado a cabo en Escocia a comienzos de los años noventa, aunque sin éxito (Rae, 2002). Hubo un renovado interés por las vacunas década pasada, esti- mulado por el desarrollo de nuevos avances tecnológicos y por la experiencia obtenida a partir de la llegada de vacunas contra los virus que afectaban a los peces, basadas en bacterias con genes modificados (Frost etal., 2006). Mientras que algunos investigadores han demostrado que el número de piojos por pez ha disminuido a través del uso de vacunas, aún no está claro cuál componente de la vacuna es el responsable de desencadenar tal efecto. Es necesario tener conocimiento cabal acerca de cómo funciona la vacuna, para que puedan ser producida de forma industrial a bajo costo y, así, pueda ser implementada a gran escala (Frost et al., 2006). Una vez que se identifican los componentes activos, pasarán entre 3 y 5 años antes que la vacuna pueda estar disponible en el mercado (P. Frost, entrevista). Esta vacuna no sería 100% efectiva, ni tampoco eliminaría de inmediato el problema de los piojos del salmón en los centros de cultivo, más bien, podría reducir el número de piojos por pez o disminuir la cantidad de huevos producidos por cada hembra ovígera (P. Frost, entre- vista). Para los bovinos vacunados contra la garrapata, se registró una disminución de un 55-100% en el número de vacunos que requieren tratamiento adicional en comparación con el ganado sin vacunar. Así mismo, el número de días entre los tratamientos disminuyó de un promedio de 15 a 47 días entre el ganado vacunado y el no vacunado (de la Fuente et al., 1999). Así, en lugar de sustituir las actuales medidas de control contra los piojos del salmón, una potencial vacuna sería probablemente complementaria a otras iniciativas como el control biológico, los productos químicos y, tal vez, la reproducción selectiva.

Marcadores moleculares y selección genética

Las expectativas son altas en cuanto a que la tecnología de vanguardia en el área de la genética molecular, pueda ampliar las opciones disponibles para nuevas soluciones a los obstáculos existentes dentro de la producción animal, por ejemplo, para ayudar en la creación de especies de peces resistentes a los piojos de mar. La identificación de marcadores genéticos específicos asociados con uno o más genes conocidos por tener un efecto sobre ciertos rasgos -como la resistencia al piojo del salmón- puede abrir la puerta al uso de selección asistida por marcadores moleculares (MAS). La otra posibilidad es el uso de la selección genética (GS) utilizando información de un gran número de marcadores genéticos esparcidos por todo el genoma(Jones et al., 2002. Sonesson, 2007). Esmuy pronto para asegurar si este tipo de avanzadas tecnologías pueden ser útiles para la reproducción selectiva de salmones para la reproducción selectiva de salmones resistentes a los piojos. La experiencia de la producción animal, sin embargo, sugiere que el MAS y/o el GS pueden utilizarse para complementar las técnicas de reproducción convencional (Boichard, y otros, 2002; Sonesson, 2007 a, b). La variación genética en la resistencia a los piojos del salmón La tendencia a contagiarse de piojos del salmón varía entre las diferentes especies de salmónidos, aunque se sabe que el salmón Atlántico es más propenso a las infestaciones que las especies del Pacifico, como el salmón Chinook o el salmón Coho (Johnson y Albright, 1992) y la trucha arcoíris (Jackson et al., 1997). Esto se debería a que el salmón Atlántico tiene la piel más delgada, una mucosa de lisozimas menos activa y menor cantidad de células productoras de mucosa. Se han descrito diferencias en el número de piojos por pez, tanto en las poblaciones silvestres como en las de cultivo de salmón Atlántico (Glover et al., 2004). En varios experimentos, se ha analizado si la resistencia al piojo del salmón es heredable entre peces de las mismas familias de salmón Atlántico. Un estudio, mostró un bajo grado de heredabilidad por número de piojos por pez, expuestos a una infección natural (0.07±0.02; Glover et al., 2005), mientras que los resultados dados por otras investigaciones mostraron lo contrario (0.14±0.02; Kolstad et al., 2005) y, en particular, después de un test de desafío (0.26±0.07; Kolstad et al., 2005). La correlación genética entre el número de piojos por pez bajo ésta prueba y expuestos a la infección natural es bastante alta (r = 0.88; Kolstad et al., 2005), lo que demuestra que las familias de peces que estaban genéticamente predispuestas a la infesta- ción del piojo del salmón bajo condiciones experimentales, fueron los más propensos a las infestaciones naturales. La figura 1 muestra que, bajo la exposición experimental a la infestación, hay una gran variación promedio en el número de piojos por pez (50-90) entre diferentes familias de peces. En condiciones de infestación natural, la variación en el número de piojos por pez era mucho más baja (0.8-1.6).

Reproduciendo un salmón con mayor resistencia a los piojos

En resumen, en los test de desafío se encuentra gran variación hereditaria en la resistencia al piojo del salmón, por lo que este análisis se puede utilizar en la diferenciación de familias, basándose en ese carácter. La reproducción selectiva de salmón con una mayor resistencia a los pio- jos, debería ser incluida en “El proyecto nacional para control del piojo del salmón” (Kryvi et al., 1996; Eitun, 2000; Heuch et al., 2005) a largo plazo, como una medida complementaria al uso de productos químicos y peces limpiadores. Hasta ahora, ninguna empresa dedicada a la reproducción ha seleccionado según la resistencia al piojo del salmón. Su princi- pal objetivo es que, como los productores están obligados a mantener bajos los ni- veles de infestación en los peces, tardarán varias generaciones antes de que se vea un efecto positivo en términos de un menor número de tratamientos. Estas empresas no están dispuestas a cargar con los costos de las pruebas para resistencia contra piojos, ya que una ventaja económica vendrá sólo después de varias generaciones de peces.

El valor comercial frente al socioeconómico

Por consiguiente, lograr cultivar un pez que sea capaz de resistir las infestaciones por piojos tiene un bajo valor comercial inmediato para las compañías de reproducción. Sin embargo, conforme avanza el tiempo, tal programa de reproducción tiene el potencial de lograr un gran valor económico para los productores, en la medida que reduzca el número de tratamientos antiparasitarios necesarios. Además, tiene un gran valor socioeconómico, debido a un menor efecto negativo sobre las poblaciones de salmones silvestres (Olesen et al., 2000). Por lo tanto, parece inevitable concluir que la industria salmonicultora y las autoridades gubernamentales deberían estar interesadas en fomentar -si no derechamente exigir- el uso de peces con una mayor capacidad de resistencia a las infestaciones por piojos. Si este fuera el caso, las empre- sas comerciales de reproducción tendrían que correr con los gastos en investigaciones, tendientes al desarrollo de planteles más resistentes a dichos parásitos. Dicha exigencia, no sería menos controversial que aquellas normas existentes hoy en día, que obligan al uso de antiparasitarios tan pronto la abundancia de piojos por pez su- pera cierto límite. Tal vez, no sea una mala idea que la industria salmonicultora cubra este pequeño costo en pos de fortalecer una reputación positiva respecto del bienestar animal y el medio ambiente.

Costo y beneficio

Con el fin de desarrollar un salmón resistente a las infestaciones por piojos y que sea rentable para la industria salmonicultora, el beneficio económico anual obtenido al reducir el número de tratamientos debe ser mayor que el costo anual de la investigación más el costo potencial asociado con un menor progreso en la reproducción selectiva para aquellos rasgos preferidos en el marco del sistema actual. Otros rasgos, diferentes de la resistencia, tendrán necesariamente menos prioridad cuando se se- leccione ejemplares resistentes a los piojos. Nuestros cálculos muestran que el número de tratamientos antiparasitarios deberían verse reducidos entre 2 y 3 por año (desde los, al menos, 1.000 tratamientos) antes de que sea rentable cultivar peces con mayor resistencia a los piojos. Tal disminución debería ser fácilmente alcanzable. El mayor valor de generar un salmón que sea resistente a los piojos yace en los beneficios socio económicos. Un salmón de cultivo que se vuelve cada vez menos atractivo para los piojos tras cada generación que pasa, reduciría el número de piojos adultos disponibles para diseminar sus larvas tanto a poblaciones cultivadas como silvestres de peces.

El camino a seguir

La selección por una mayor resistencia frente los piojos se aprecia mejor en una perspectiva de largo plazo. El trabajo debe iniciarse lo más pronto posible, en lugar de esperar al posible desarrollo de otras medidas que potencialmente puedan disminuir el valor de la reproducción selectiva (como las vacunas, MAS, GS). Además, las vacunas traen consigo un costo anual para el sector, mientras que el valor económico de un salmón resistente es acumulativo. Su valor aumentará con el tiempo conforme la necesidad por tratamientos disminuya con cada nueva generación de salmones. Paralelamente a lo antes mencionado, sería útil analizar cuánto demoran los centros de cultivo en ver los frutos de una reproducción selectiva, en términos de reducir los números de tratamientos. El tiempo exacto que se requerirá depende de diferentes factores, incluyendo los énfasis en la resistencia a los piojos, en comparación con otros rasgos durante la reproducción selectiva, y el tamaño e influencia de cada uno de estos otros-posiblemente ligados-rasgos genéticos. Mientras algunas de estas respuestas puedan encontrarse a través del uso de modelos matemáticos, para obtener un resultado más preciso es necesario el uso de pruebas prácticas. Por ejemplo, sería posible comparar la descendencia de salmón que fue criado por reproducción selectiva para resistir las infestaciones por piojo, frente a ejemplares que no fueron criados bajo este método, llevando a ambos grupos a distintos cen- tros de cultivo, con variados niveles de presión infestiva.

Agradecimientos

Se da las gracias a las siguientes perso- nas por su útil colaboración y comentarios: Trygve Gjedrem, Kjell Maroni, Geir Olav Melingen, Gunnar Molland, Morten Rye, Sigmund Sevatdal, Rune Stigum-Olsen y Siri Øvretveit. El costo de los antiparasitarios 

Productos químicos

El total del costo de los agentes químicos usados contra el piojo del salmón en Noruega durante el 2005 fue de aproximadamente NOK 75 millones -unos US$ 12,5 millones- (tratamiento por baño, NOK 30 millones y, alimento medicado NOK 45 millones).

Costos adicionales

Aquí se incluye trabajo extra, morta- lidad incrementada, menor crecimiento y un mayor factor de conversión de alimento. Los resultados de un análisis de datos productivos provenientes de peces sembrados entre 1998 y 1999 por Marine Harvest (para 101 poblaciones de peces) muestran un aumento significativo en el factor de conversión (kg alimento/kg de crecimiento) al incrementar el número de baños antiparasitarios (Øvretveit, 2003). Sin embargo, en otro estudio no hubo efectos significativos de tales tratamientos sobre el factor de conversión para 97 grupos de peces sembrados entre 2003 y 2004 por Marine Harvest (Øvretveit, entrevista).

Existen varias explicaciones posibles: el bajo número de tratamientos por baño en el segundo estudio (3 en promedio, frente a 4.6 en el primer estudio), y el hecho de que los peces fueron tratados anteriormente con otros productos (incluyendo Slice, desde el año 2001) antes que el número de piojos fuese demasiado alto y redujera significativamente el bienestar de los peces. La alimentación fue suspendida por 2 a 3 días antes y durante el tratamiento por baño. Al usar antiparasitarios en la dieta, la ración se redujo para asegurar que todo el alimento fuese consumido. No hay información sobre si estos cambios en la dieta tienen un efecto negativo en el bienestar de los peces, en el factor de conversión o en el peso final. Lo más probable, es que los peces compensan el hecho de estar un período breve con poca comida o sin ella, para luego aumentar su ingesta en los días siguientes sin ningún efecto en su peso de cosecha o en su factor de conversión (M. Jobling, entrevista; Johansen et al., 2001). Frente a condiciones meteorológicas adversas, a menudo es más fácil usar alimentos medicados antes que la abundancia de piojos por pez aumente, en lugar de utilizar tratamientos por baño. Adicionalmente, el efecto del alimento medicado dura más tiempo (normalmente de 6 a 8 semanas, dependiendo de la temperatura) que aquel del tratamiento por baño. Los costos adicionales de este alimento, por lo tanto, deberían ser mínimos frente al costo de los antiparasitarios por baño. Los peces infestados por piojos pueden desarrollar otras infecciones secundarias que terminan reduciendo su calidad en planta. Hoy en día, esto es rara vez un problema, ya que la abundancia máxima de piojos que gatilla un baño está establecida a muy bajo nivel y el conocimiento general de los costos relacionados con las infestaciones son conocidos por los productores.  Costos totales El costo total de los tratamientos contra el piojo del salmón en Noruega durante el año 2005, rondó los NOK 121 millones -unos US$ 20,2 millones- (tabla 2) a un promedio de NOK 119.000 -cerca de US$ 20 mil- por tratamiento, NOK 183.000 -poco más de US$ 30.500 por centro de cultivo, y NOK 0,21 -unos US$ 0,04- por Kg de salmón producido (572.000 toneladas) en dicho año (www.seafoodfromnorway. com). Pesticidas para eliminar los piojos Hasta mediados de los años noventa, la desparasitación era realizada mediante tratamientos por baño con organofosforados (nombres comerciales como Neguvon, Nuvan y Salmosan). Hacia fines de los ochenta, la resistencia a estas sustancias se convirtió en un problema creciente (Maroni, 2004). Un poco más tarde, también se usaron alimentos medicados que contenían inhibidores de quitanasa (diflubenzuron y teflubenzuron). Estos productos químicos han sido sustituidos por dos piretroides: deltametrina (Alphamax) y cipermetrina (Betamax) para baños por inmersión y por el benzoato de emamectina (Slice) para tratamientos vía oral. El uso de Slice es más costoso que los baños y su uso está, por lo tanto, limitado a aquellos peces que pesan menos de 2-3 Kg. Para el periodo comprendido entre los años 2002 y 2005, hubo un promedio de 1.230 tratamientos antiparasitarios notificados, para una media de 752 centros en operación, cultivando trucha arcoíris o salmón Atlántico. En otras palabras, hubo un promedio de 1,6 tratamientos por centro de cultivo al año. Durante ese mismo periodo, el promedio de biomasa por centro fue de 480 toneladas (Federación Noruega de Productos del Mar, división acuícola). Las estadísticas sobre desparasitación (de www.lusedata.no) no detallan qué pro- porción se usó en tratamientos por baño frente al alimento medicado. Sin embargo, al examinar el uso de los ingredientes ac- tivos cipermetrina (45 kg), deltametrina (16 kg) y emamectina (39 kg) (Instituto Noruego de Salud Pública www.fhi.no) para el año 2005, y suponiendo una den- sidad de 60 kg/m3 en los tratamientos por baño (usando jaulas con faldón), po- demos estimar que 135.000 toneladas de biomasa fueron tratadas con cipermetrina (20 ppb), 320.000 toneladas con deltametrina (3ppb) y 111.000 toneladas con emamectina (50 mg/kg al día, durante una semana). De estos datos, podemos concluir que del total de biomasa tratada el 2005 (566.000 toneladas), en el 80 porciento de los casos se usaron baños, mientras que en el 20 por ciento restante se ocuparon alimentos medicados. Dado un promedio de 550 toneladas de biomasa por centro de cultivo en el 2005 (Federación Noruega de Productos del Mar, división acuícola), esto equivale a 1.029 tratamientos, que se corresponden con los 1.029 tratamientos notificados en www.lusedata.no el 2005. Los datos del año 2006, sobre el uso de estos mismos ingredientes activos, mues- tran que el uso total de estos productos aumentó un 32 porciento respecto del año anterior: cipermetrina, 49 kg (+9%); deltametrina, 23 kg (+44%); y emamectina, 60 kg (+54%) (Instituto Noruego de Salud Pública, www.fhi.no). En comparación, la producción de salmón creció sólo en un 4 porciento durante el mismo periodo (2005-2006; www.seafoodfromnorway. com). Los datos publicados por MonAqua AS muestran el tipo y cantidad de tratamientos antiparasitarios desde siembra a cosecha para 78 centros de cultivo (9 en los conda- dos de Agder/Rogaland, 24 en Hordaland/ Sogn y Fjordane, 15 en Møre y Romsdal/ Sør-Trøndelag, 29 en Nord-Trøndelag/ Nordland y 1 en Troms/Finnmark) que reúnen un total de 271 grupos de peces entre los años 2002 y 2003. Hubo un promedio de 663.000 smolts por centro y 192.000 smolts por cada grupo de peces. La tabla 1 muestra los tratamientos anti- parasitarios por número y tipo de producto según centro de cultivo. De los 179 trata- mientos totales en 78 centros, 121 (2/3) de éstos fueron vía baño y 58 (1/3) co- rrespondieron a alimento medicado. Hubo una media de 2,6 tratamientos por centro (179/69) para los 69 sitios que utilizaron baños (1.8, 121/69) y/o alimento medicado (0.8, 58/69). El promedio de uso en los 78 sitios fue de 2,3 o 1,7 tratamientos, por año o por los 16 meses transcurridos entre siembra y cosecha, respectivamente. Esto se corresponde bastante bien con los datos presentados anteriormente (Federación Noruega de Productos del Mar, di- visión acuícola). Una explicación para las pequeñas diferencias observadas puede estar en que los datos de federación incluyen centros de cultivo con trucha arcoí- ris, que recibieron probablemente menos tratamientos antiparasitarios que los sitios con salmón Atlántico.