Mérida, México (Agencia Informativa Conacyt).- Atendiendo a la demanda de alternativas a la producción pesquera frente a la sobreexplotación del pepino de mar, la Unidad Mérida del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) trabaja en el desarrollo de la tecnología de sistemas para cultivo, reproducción en cautiverio y cría larvaria de este organismo por primera vez en América Latina.

Debido a la intensificación de la sobreexplotación del pepino de mar estimulada por compradores chinos en lugares como México y Centroamérica, en el año 2007 iniciaron los primeros trabajos de investigación con el apoyo de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), la Fundación Produce Yucatán y el Fondo Mixto de Conacyt y el gobierno de Yucatán. Dado que no se contaba con antecedentes sobre el cultivo de las especies locales, fue necesario iniciar desde cero el estudio de este equinodermo, determinando sus necesidades ambientales para su mantenimiento en cautiverio, así como el tipo y estrategia de alimentación con el fin de garantizar su supervivencia y eventualmente obtener su reproducción.

“No se sabía nada de la especie de interés local, el pepino de mar café Isostichopus badionotus, por lo que fue necesario basarnos en la  información disponible de especies semejantes en otras partes del mundo, especialmente en Asia. Empezamos por definir qué tipo de sistema era el adecuado para mantenerlo en buenas condiciones en cautividad, monitoreando los parámetros físicos y químicos del agua y ahí nos dimos cuenta de que el organismo es muy sensible al manejo y las condiciones ambientales, observando que se estresa muy fácilmente y comienza a tener problemas”, indicó Miguel Ángel Olvera Novoa, líder del proyecto.

Uno de los principales síntomas de estrés del pepino de mar son las ulceraciones en la superficie del cuerpo que pueden provocar su muerte en horas, así como en menor medida la evisceración, es decir, la expulsión de sus vísceras, mismas que regenera en aproximadamente 30 días. Para evitar estas reacciones, era necesario mantenerlo en condiciones óptimas en el sistema de cultivo.

Además de definir las condiciones óptimas de cautiverio, el principal reto consistió en desarrollar una estrategia de alimentación que los mantuviera saludables y aptos para la reproducción. Se probaron todas las estrategias recomendadas por la literatura, incluyendo el uso de dietas artificiales para otros organismos tales como camarones, peces, inclusive conejos y aves, sin lograr su aceptación.

"Finalmente se definió que la mejor opción era el uso de harinas de macroalgas mezcladas con arena y suplementadas con nutrientes esenciales,  estrategia de alimentación que se ha ido mejorando y que permitió que los animales se mantuvieran en buenas condiciones para su reproducción en cautiverio", apuntó Olvera Novoa, quien pertenece al Sistema Nacional de Investigadores con nivel III.

El siguiente paso en la investigación fue la evaluación de distintas estrategias para inducir al desove controlado, sin lograr efectos positivos, por lo que se concluyó que esta especie no respondía de manera concluyente a los inductores aplicados a otras especies. Sin embargo, en el año 2010 se lograron las condiciones de cautiverio idóneas que permitieron que el organismo desovara de manera espontánea, sin ningún tipo de manejo, con lo cual se inició la segunda etapa del proyecto relacionada con la cría de larvas y el seguimiento de todo su ciclo vital.

Comportamientos de reproducción

El pepino de mar tiene sexos separados, es decir, no presenta un dimorfismo sexual, por lo que no es posible diferenciar entre el macho y la hembra. Son animales de hábitos nocturnos, por lo que el proceso de desove ocurre durante la noche. Es un organismo que presenta fecundación externa, lo que significa que los productos sexuales son liberados al medio ambiente.

Su comportamiento de desove es característico, pues los organismos levantan la parte anterior del cuerpo y se mecen a fin de esparcir los productos sexuales. El proceso lo inicia el macho, que libera esperma en el agua y en un tiempo aproximado de una hora después de que el macho inició la liberación de esperma, las hembras empiezan con su propio comportamiento y liberación de sus ovocitos. Esta estrategia les garantiza que haya esperma en el agua y ocurra la fecundación.

“Esta es una situación importante desde el punto de vista del manejo, porque los conocidos como "bancos" por los pescadores, que es donde capturan el pepino, son poblaciones densas de organismos conocidas en términos biológicos como agregaciones reproductivas. Por el tipo de hábito reproductivo que tienen, necesita haber una densidad adecuada de organismos y estar muy próximos unos a otros para garantizar el éxito reproductivo; si se sobreexplota el "banco" quedan muy pocos animales y además dispersos, lo que afecta seriamente la viabilidad de esa población" indicó el investigador.

Sistemas de incubación

Los desoves en cautiverio son colectados y mantenidos en un sistema de incubadoras donde se lleva a cabo el desarrollo larvario. La larva permanece en la columna de agua durante aproximadamente 20 días, a lo largo de los cuales se desarrolla en tres etapas características por su morfología y hábitos alimenticios. En la primera etapa, la larva (fase auricularia) es fitoplanctotrófica no selectiva de vida libre. La segunda corresponde a una fase de transición, en la cual la larva pasará de vida planctónica hacia la vida bentónica mediante un proceso de metamorfosis (fase doliolaria) y búsqueda de un sustrato idóneo para asentarse. La tercera fase inicia cuando la larva se asienta en un sustrato  en el fondo, donde terminará su desarrollo (fase pentáctula). En esta última fase, el organismo ya es de vida bentónica, donde se transformará en juvenil.

A partir de la información existente en la literatura científica para el cultivo de equinodermos, moluscos y peces, en los últimos años se han utilizando incubadoras cilíndricas que tienen mayor facilidad de manejo, de control de la cantidad de pepinos de mar que están en su interior y de la administración de tratamientos para evitar la presencia de competidores u otros organismos que se desarrollan junto con ellos.

Para establecer el protocolo de alimentación más adecuado, algunas de las estrategias evaluadas implicaron la identificación y cultivo de diferentes especies potenciales de microalgas para suministrarse de acuerdo al estado de desarrollo de las larvas, acompañadas con el uso de pastas de microalgas comerciales  que permitieran complementar la alimentación y reducir los costos que implican mantener un área de cultivo de alimento vivo.

El comportamiento de los juveniles es muy difícil de ver en el medio natural debido a que posterior a la metamorfosis y asentamiento, su longitud promedio es menor de un milímetro. Además, en esta etapa los juveniles buscan ocultarse cubriéndose de arena, permaneciendo bajo piedras o enterrándose en la arena, lo que aunado a la carencia de pigmentos, les permite camuflarse con el entorno.

El alto costo de los requerimientos técnicos es uno de los retos para la investigación, ya que aún no puede pensarse que cada comunidad pueda contar con un criadero en un laboratorio "Eventualmente habrá un criadero para toda la región, inclusive para toda Centroamérica, ya que no es un recurso únicamente nuestro, es de todo el Caribe y hay mucho interés en Centroamérica por el trabajo que estamos haciendo, ya que también están interesados en asimilar la información, establecer granjas y seguir todo el proceso", apuntó el investigador.

Temperatura

Itzel Sánchez Tapia, estudiante de doctorado que realiza sus investigaciones enfocadas al cultivo de pepino de mar, ha trabajado en la biología energética del organismo y el metabolismo de juveniles para la determinación de la temperatura óptima para efectos de crecimiento.

“Cada animal tiene rangos de tolerancia y una temperatura en la que va a poder aprovechar de mejor manera la energía obtenida del alimento para mantenerse, crecer y resistir condiciones adversas. En mi trabajo de tesis probé distintas temperaturas de cultivo (estáticas y fluctuantes) en juveniles de 10 gramos y sus efectos en el crecimiento y tolerancia térmica”, comentó Sánchez Tapia.

De acuerdo con Sánchez Tapia, los resultados de esta investigación generarán conocimiento sobre los panoramas de sistemas de cultivo. Uno llevado a cabo en condiciones controladas (laboratorios), que es generalmente de alto costo, y uno en condiciones fluctuantes (como ocurre en tanques exteriores), que podría disminuir los costos de producción.

"Se trata de manejar altas densidades de organismos en sistemas de cultivo apropiados para cada fase o etapa, cada una de las cuales tiene sus propias preguntas y sus propios retos. Ahora estamos afinando los detalles de incubación y desarrollo larvario y nos encontramos con nuevos problemas que resolver y enfermedades que sobrepasar para pasar a la última parte del proyecto, donde se habrán de diseñar los protocolos o estrategias para el crecimiento y engorda en sistemas de cultivo, ya sea bajo condiciones controladas como estanques o jaulas, o liberando organismos en zonas apropiadas para su crecimiento y posterior cosecha", indicó Olvera Novoa.

Importancia ecológica

La importancia ecológica del pepino de mar es fundamental desde el punto de vista de la calidad ambiental del fondo marino. Debido a sus hábitos alimenticios, este organismo es el encargado de mantener vivo el fondo del mar, que constantemente recibe materia orgánica proveniente de las heces de otros animales, restos de vegetales, animales, etcétera.

Al llegar al fondo, la materia orgánica inicia un proceso de descomposición que implica consumo de oxígeno, por lo que sin la existencia del pepino de mar el fondo quedaría anóxico, con condiciones adversas para la vida de cualquier especie y, en especial, aquellas que viven asociadas a él. Ejemplos de estas son la langosta y el pulpo, especies muy importantes en las pesquerías de Yucatán.

“Que el fondo esté oxigenado implica que habrá un ciclo de nutrientes para la productividad primaria. Entonces, cuando el pepino de mar está removiendo el sedimento del que se alimenta, permite la oxigenación, evita la estratificación y recicla la materia orgánica que cae, regresando a la columna de agua algunos nutrientes que serán utilizados por el fitoplancton para continuar soportando la cadena trófica. Si eliminamos el pepino de mar, estaremos afectando todo el proceso de limpieza, con lo que podemos esperar efectos adversos de todo el ciclo productivo en esa área”, expresó Olvera Novoa.