Ho Chi Minh, Vietnam.- El 9 y 10 de diciembre se realizó un taller para relacionar al tecnología del biofloc y la enfermedad de la necrosis hepatopáncreatica aguda (AHPND, también conocida como el síndrome de la mortalidad temprana - EMS ) en el camarón. El taller se concentro en las características de la tecnología de los sistemas de biofloc que pueden reducir el riesgo de la incidencia y severidad de esta enfermedad. Hubieron más de 200 participantes y se dieron 21 presentaciones.

Biofloc y la inmunidad del camarón

Existe evidencia acumulada de que la exposición a los bioflocs estimula el sistema inmune no especifico en el camarón. Los constituyentes de las paredes celulares bacterianas (lipopolisacáridos, peptidoglicanos y b-1,3-glucanos) activan el sistema inmune no especifico en el camarón. Específicamente estos componentes activan una cascada de reacciones que conducen a la producción de profenoloxidasa, que conduce en última instancia a la melanización. Otras vías bioquímicas que son parte del sistema inmune del camarón están igualmente estimulados por contacto o consumo del biofloc.

Durante el taller, Julie Ekasari y sus colaboradores informaron que la actividad de la fenoloxidasa se incrementa en respuesta a la carga de carbono orgánico de diferentes fuentes (melaza, subproductos de tapioca y salvado de arroz). Los sistemas biofloc contribuyen a la mejora de la respuesta inmune y la supervivencia de Penaeus vannamei después del desafío con IMNV, independiente de la fuente de carbono.

Los bioflocs pueden verse como un mecanismo que provee a los camarones con un modelo de reconocimiento y otras moléculas que pueden conducir a la estimulación del sistema inmune no específico. Estas moléculas se proporcionan al camarón de forma constante. Hay un costo energético asociado a la inmunoestimulación constante, aunque es difícil concluir si este efecto es o no perjudicial. El biofloc “prepara” el sistema inmune pero este no esta totalmente activado hasta que se encuentre el patógeno.

Avnimelech presentó resultados que indican una significativa menor infección de la tilapia por Streptococcus iniae liberado al agua de los peces desafiados en los sistemas de biofloc, comparador con los de agua limpia. Esto puede estar relacionado con el antagonismo entre el patógeno y otras bacterias que limitan el patógeno. Es posible que un antagonismo similar se presente entre las bacterias heterótrofas densas y Vibrio parahaemolyticus, el agente causante de AHPND.

Su-Kyoung Kim y In Kwon Jang midieron la expresión del ARNm de seis genes que están involucrados en la respuesta inmune innata del camarón [proPO1 (profenoloxidasa 1), proPO2 (profenoloxidasa 2), PPAE (enzima activadora de la profenoloxidasa), SP1 (serina proteasa), mas (serina proteinasa similar a la mascarada), ran (nuclear relacionada con ras)]. La expresión genética, que fue medida en mysid, postlarvas y P. vannamei adultos, se incrementó en la presencia de biofloc. La expresión genética es mayor en P. vannamei que en otras especies de camarón (P. chinensis, P. japonicus), posiblemente relacionado a las diferencias en la morfología del tercer maxilípedo, que afecta la capacidad de los camarones para capturar y usar los bioflocs como alimento.

El efecto de la ecología microbiana de la tecnología de los sistemas de biofloc sobre las enfermedades del camarón

El agua en los sistemas de tecnología de bioflocs contienen un gran número de especies bacterianas. Jang encontró 351-773 unidades taxonómicas operacionales (esencialmente equivalentes a las “especies”) en el agua de los sistemas de biofloc. Otros informaron al menos 2000 especies. El grupo dominante es Bacteroidetes, un constituyente común de las aguas residuales en las plantas de tratamiento.

Vibrio es una especie oportunista “al inicio de la sucesión” que esta controlada en el agua “madura” con un conjunto más diverso de bacterias. Una pieza de soporte de la evidencia fue proveída por Victoria Alday-Sanz, quien informó que el brote de AHPND ocurrió pocos días después del recambio de agua en los estanques camaroneros en México. Esto podría esperarse si la comunidad bacteriana se simplifica a un estado sucesional temprano por el cambio de agua. Las características del agua madura que confieren el control de V. parahaemolyticus no son conocidas con certeza. Se necesita una mejor caracterización de la composición microbiana de los flocs, especialmente las bacterias que tienen efectos protectores.

Oliver Decamp, citando la investigación doctoral de R. Crab (2010), proveyó evidencia adicional sobre la capacidad de los sistemas de biofloc para controlar el Vibrio. Los camarones fueron alimentados con una dieta artificial o una dieta artificial parcialmente reemplazada con biofloc. Los bioflocs fueron cultivados en diferentes fuentes de carbono con o sin la adición de un probiótico basado en Bacillus. Los tratamientos fueron alimentados con: alimento + sacarosa, alimento + sacarosa + Bacillus, alimento + glicerol, alimento + glicerol + Bacillus. Con ambos tipos de fuente de carbono, con o sin adición de Bacillus, la densidad de Vibrio fue menor que el control (sólo alimento). Dentro de cualquier tipo de fuente de carbono orgánico, agregar Bacillus reduce la densidad celular de Vibrio.

Preguntas sobre la gestión de la comunidad microbiana

¿Cuál es la concentración óptima de biofloc?
¿Cómo gestionar/controlar la composición de la comunidad de biofloc para la salud óptima del camarón?
¿Cómo se mide la funcionalidad del sistema en términos de control de la enfermedad?
Los sistemas bioflocs son bastante inestables a nivel de especies ¿cuál es el balance óptimo de especies?
¿Cómo establecer el biofloc rápidamente?
¿Cuál es la mejor forma de “alimentar” el biofloc?
¿Manipular la relación C:N?
¿Estrada continua o intermitente?

Se presentó información sobre la práctica normal y los métodos para acelerar el envejecimiento o la madurez del agua con respecto a la composición de la comunidad microbiana. AHPND se presenta en la etapa inicial del período de cultivo. En sistemas nuevos, normalmente se requiere de 30-40 días antes que se desarrollen los flocs. Por lo tanto, hay una necesidad para desarrollar flocs rápidamente antes de que se presente el AHPND. El desarrollo de bioflocs que están orientados al objetivo, considerando la composición del alimento, los efectos inmunológicos, las tasas de crecimiento del camarón y otras propiedades vienen siendo ejecutados por instituciones académica, así como por las empresas. Esperamos que estos esfuerzos mejorarán las ventajas de los bioflocs.

El efecto del co-cultivo de peces y camarón

Se presentaron datos del efecto del co-cultivo de camarón y tilapia, y el efecto sobre la disminución de la incidencia de las enfermedades de camarón, basados en experiencias en Filipinas y Tailandia. Incluir la tilapia u otros peces en los sistemas de producción de camarón parece conferir alguna protección al camarón contra el AHPND, aunque los mecanismos no se entienden con claridad. Las posibilidades de los mecanismos incluyen:

1. Algunas especies de zooplancton pueden servir como concentradores de Vibrio en los estanques. El consumo de estos zooplancton por el camarón puede conducir  a la infección. El pastoreo del zooplancton por los peces filtradores puede reducir la densidad del zooplancton que concentra el Vibrio.
2. Parece que existe alguna asociación entre el Vibrio y las microalgas azul verdosas. El pastoreo de las microalgas azul verdosas por los peces filtradores puede reducir la importancia de esta asociación en los estanques de camarón.
3. Es probable que exista alguna relación entre los efectos de los antibióticos del mucus de los peces y la supresión del Vibrio.

Se necesita de más investigación para dilucidar estos mecanismos

Los camaroneros en Filipinas, Vietnam y China co-cultiva camarón con peces, aunque un productor de China informó que los resultados no fueron muy buenos. En Tailandia, una biomasa equivalente de camarón y tilapia son producidos en estanques de co-cultivo. Los peces usados en los sistemas de co-cultivo incluyen la tilapia, carpa plateada y la carpa herbívora.

Atributos de la gestión de la tecnología de los sistemas biofloc que reduce el riesgo de enfermedad

1. La tecnología de los sistemas de biofloc se caracterizan por operar con tasa muy bajas de recambio de agua. Intrínsecamente esto mejora la bioseguridad debido a que la exclusión de los patógenos se ve reforzada por limitar el contacto con el agua de los ecosistemas acuáticos externos adyacentes a las granjas. Las bajas tasas de recambio de agua es sólo un aspecto de la bioseguridad de las granjas, que también incluye el uso de postlarvas que han sido evaluados y certificados como libres de enfermedades, la filtración del agua (250 micrones), eregir barreras para los crustáceos portadores (cercas de cangrejos), y mantener un fondo del estanque limpio.


2. La tecnología de los sistemas de biofloc son típicamente operados con altos niveles de aireación y mezcla. Esta característica crea un ambiente de calidad de agua estable con respecto a la concentración de oxígeno disuelto y pH, condiciones que son favorables para el buen crecimiento del camarón y elevar inmunocompetencia.


3. La eliminación de los lodos acumulados son considerados como esenciales para reducir el riesgo de los brotes de AHPND. Los estanques con depósitos de lodos acumulados son áreas de deterioro de calidad del agua. Estas áreas son lugares de producción activa de sulfuro, un tóxico potente de camarones, y otros productos químicos que inhiben el crecimiento. Además, las densidades de las poblaciones bacterianas en las capas del sedimento cerca al fondo del estanque son muy altas. El pastoreo del camarón en estas áreas incrementa su exposición a la alta densidad bacteriana. Parece que la dosis letal de V. parahaemolyticus es bastante alta (108 CFU/mL), una densidad que puede ser encontrada en las capas de sedimento. Por lo tanto, la eliminación regular de los residuos sólidos es esencial. Tung y sus colaboradores recomiendan la remoción de los sólidos, dos horas después de cada comida.

Recomendaciones prácticas

Los sistemas biofloc pueden frenar el desarrollo de las enfermedades en el camarón o en los peces. Esta conclusión se basa en los resultados de investigaciones controladas y un número significativo de observaciones de campo. Debido a la severidad del problema de la enfermedad del camarón, el uso de la tecnología de biofloc puede ser lo recomendable.

Se deben hacer esfuerzos para cultivar camarones en agua “madura” con una microbiota diversa y activa en el estanque. En la práctica, esto requiere el desarrollo de agua madura previo a la siembra del camarón, a través de protocolos de inoculación, y la minimización de los recambiso de agua durante el ciclo de producción.
- Los probiótico y aditivos para piensos pueden aumentar la resistencia a las enfermedades del camarón.  Sólo los aditivos que han sido probados, con eficacia demostrada, deben ser usados.
- Prevenir la acumulación de lodo en el fondo para reducir el estrés en los camarones y posiblemente la enfermedad. Planificar los estanques en una forma de permitir el drenaje y el lavado de los lodos cuando se acumulen.
- Deben aplicarse la bioseguridad, la selección de una población sana y otras mejores prácticas de gestión y tecnologías usadas en granjas camaroneras comerciales modernas.

Líneas  de investigación prioritarias

Las pérdidas económicas causadas por las enfermedades del camarón son enormes y la probabilidad de que la implementación de la tecnología de biofloc mejore la situación es bastante alta. Los costos de investigación son relativamente bajos comparados con las pérdidas económicas. La investigación orientada a desarrollar, optimizar y determinar los medios para minimizar los brotes y severidad de la enfermedad es esencial.
Por lo tanto, las inversión en investigación orientada hacia el desarrollo de la tecnología de biofloc es recomendable en las siguientes áreas:

Líneas de investigación de corto plazo
- Evaluación de los efectos de los sistemas de biofloc y co-cultivo con tilapia sobre la infección del camarón por enfermedades virales y microbianas.
- Evaluación de los efectos de los productos probióticos y aditivos para piensos sobre la infección del camarón por enfermedades virales y microbianas.
- Evaluación de los efectos de poblaciones heterotróficas densas sobre la supervivencia de V. parahaemolyticus en agua y camarones infectados.
- Evaluación de los efectos de los lodos anaeróbicos del fondo sobre las infecciones AHPND.

Medios para tratar los sedimentos del fondo para prevenir efectos negativos

- Evaluación de los efectos de la inhibición de la detección sobre la infección de camarones con V. parahaemolyticus.
- Establecer los parámetros esenciales para definir los sistemas biofloc.

Líneas de investigación a largo plazo

- Desarrollar métodos para establecer una comunidad microbiana diversa y estable.
- Identificación de las mejores herramientas para medir y describir la compleja comunidad microbiana del floc.
- Definir la composición de la comunidad microbiana óptima en los sistemas biofloc: para la exclusión competitiva de los patógenos; para el crecimiento del cultivo objetivo; y para la gestión de la calidad del agua.
- Desarrollar métodos para mantener la comunidad microbiana en su composición óptima de: fertilización, filtración, esterilización, inoculación, probióticos, hábitat y medio ambiente.

Resumen

A manera de resumen del debate, los principales atributos de los sistemas biofloc que reducen el riesgo de enfermedades en el camarón son:

- Las bajas tasas de recambio de agua mejoran la exclusión de patógenos (bioseguridad).
- La aireación continua proporciona una calidad de agua estable.
- Una comunidad microbiana diversa y estable estimula el sistema inmune no especifico y limita el desarrollo de especies oportunistas como el Vibrio.
- La remoción regular de los lodos acumulados controla la concentración del biofloc a niveles moderados.

Información:
Yoram Avnimelech (Professor Emeritus), Civil and Environmental Engineering, Technion, Israel Institute of Technology, Haifa, 32000 Israel (phone 972-0-3-7522406, mobile 972-0523-511702, email Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo., webpage http://www.technion.ac.il/en/).
 
Fuente: Shrimp News International