Article traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

El sexe dels peixos en piscicultura

La temperatura de l'aigua influeix en la proporció de sexes de les poblacions d'alguns peixos d'interès comercial
Per xavi 27 de octubre de 2004
Img doradap
Imagen: CSIC

Entendre les interaccionis genotip-ambienti en els peixos és de gran interès no solament per a la biologia sinó també per a la gestió adequada de la piscicultura. Un grup de recerca de l’Institut de Ciències del Mar del CSIC investiga quines condicions ambientals influeixen en la diferenciació sexual dels peixos. Actualment estan treballant amb llobarros i amb turbot. Del llobarro ja saben que l’augment de temperatura pot derivar en un augment de mascles en la descendència.

Quan els ous de llobarro eclosionan, les larves no tenen definit el seu sexe. Això no succeeix fins a uns mesos després, quan els juvenils arriben a una mesura d’entre 8 i 14 cm. Que arribin a ser mascles o femelles depèn fonamentalment de la seva component genètica determinant del sexe. Però aquesta pot ser modificada per alguns factors ambientals com la temperatura. Un equip d’investigadors de l’Institut de Ciències de Mar, del CSIC a Barcelona, està estudiant aquest fenomen.

En condicions normals, explica Francesc Piferrer, qui dirigeix el projecte Sexratio, «la proporció de mascles en una posada varia entre el 30 i el 70%, segons l’origen dels progenitors». Però quan es consideren totes les posades en conjunt, detalla l’investigador, la proporció de mascles és aproximadament del 50%. Els investigadors van observar que si la temperatura de l’aigua en la qual es desenvolupen les larves és d’uns 21ºC, més elevada del normal (el normal són entre 13 i 18°C) la proporció de mascles augmenta al 80%, 90% o fins i tot al 100%. Quin mecanisme fa que això sigui així?

L’enzim aromatasa

Encara que els peixos femella triguen més a desenvolupar-se, creixen un 35% més que els mascles, per la qual cosa resulten més rendibles
L’equip de Piferrer creu que la resposta està en el gen cyp19, que codifica per al citocrom p450 aromatasa, un enzim responsable de la producció d’estrògens a partir d’andrògens, els dos tipus principals d’esteroides sexuals, tots dos necessaris per a la diferenciació gonadal. Per això han clonat gens implicats en la síntesi, el transport, la recepció i l’efecte biològic d’aquests esteroides.

Quan s’expressa l’aromatasa es produeix la síntesi d’estrògens, les hormones femenines. No obstant això, l’augment de temperatura bloqueja l’expressió del gen cyp19 i, per tant, no es produeix aquesta síntesi.

La conseqüència és que les cries que havien de ser femelles -les que tenen la informació genètica para a ser femelles- no ho arriben a ser. Per això augmenta la proporció de mascles. «Les gònades sexualment indiferenciadas són úniques entre tots els òrgans dels vertebrats», afegeix Piferrer, «ja que tenen dues opcions per al seu desenvolupament durant el procés de diferenciació sexual: esdevenir ovaris o testicles».

Gestió adequada de la piscicultura

Entendre les interaccionis genotip-ambienti en els peixos és de gran interès no solament per a la biologia sinó també per a la gestió adequada de la piscicultura. En aquest sector, unes empreses mantenen els reproductors, produeixen els ous i crían les larves fins a uns 10 grams. Un altre grup d’empreses compra aquestes cries i les engreixen fins al pes de venda (al voltant dels 400 g).

Una de les estratègies que venen usant des de fa temps les empreses que crían les larves és augmentar la temperatura de l’aigua. D’aquesta forma optimitzen els cicles de producció i venen abans a les empreses d’engreixi, ja que s’ha vist que amb major temperatura en l’aigua, les cries mengen més i arriben abans als 10 g.

El problema és que l’empresa que es dedica a l’engreixi es troba amb que pràcticament tots els peixos resultants són mascles. Comercialment, els mascles no són rendibles perquè creixen un 35% menys que les femelles; encara que les femelles triguen més a desenvolupar-se acaben sent més rendibles. Per tant, apunta l’equip del CSIC, «no forçar el procés natural» i tornar a temperatures més habituals per als llobarros pot equilibrar la proporció entre mascles i femelles, així com evitar la despesa que representa augmentar la temperatura de l’aigua.

De fet l’aqüicultura busca vies per obtenir un millor rendiment de les infraestructures, entre elles les derivades de la manipulació genètica. Actualment és possible la producció de lots de peixos en els quals tots els exemplars són femelles, si es vol optimitzar el creixement, o lots de peixos estèrils, si es vol evitar els problemes derivats de la reproducció (una femella que està en l’etapa reproductiva destina part de l’energia consumida a les cries, amb la qual cosa engreixa menys).

Manipular els cromosomes

La tecnologia actual ha estat capaç d’aconseguir aquests grups seleccionats a força de creus deliberats o amb tècniques genètiques consistents en la manipulació de jocs sencers de cromosomes al moment de la fertilització. Amb aquestes tècniques s’aconsegueix produir grups d’exemplars que són exclusivament femelles o exemplars poliploides (amb tres o més dotacions de cromosomes), que creixen normalment però que són estèrils. Aquestes tècniques ja han estat posades a punt per al llobarro i el turbot.

En molts casos posar a punt la tècnica no sempre és tan fàcil perquè requereix saber què cromosomes cal controlar. En els mamífers, la determinació sexual és d’un únic tipus -cromosòmica- i amb un únic model -depèn d’un parell de cromosomes sexuals, X i I. En els peixos, no obstant això, es coneixen fins a vuit models cromosòmics i, existeixen, a més, peixos la determinació sexual dels quals no depèn d’uns cromosomes sinó que és del tipus poligènic (depèn de molts gens distribuïts per tot l’ADN).

«El model poligènic», explica Piferrer, «podria ser el cas del llobarro, però encara no està demostrat». Actualment, l’equip de Piferrer està treballant en un altre projecte que té per objectiu descobrir el sistema cromosòmic del turbot. L’investigador creu que en uns mesos coneixeran els resultats finals. Si concorden amb el que les dades disponibles fins ara apunten, entén que serà possible la producció de lots monosexo per creus deliberats també en aquesta espècie.

Condicions evolutives

En els peixos (més de 25.000 espècies identificades) es donen totes les formes possibles de reproducció conegudes en vertebrats, aclareix Francesc Piferrer: gonocorismo o bisexualitat (presència de dos sexes separats), hermafroditismo (tots dos sexes en un mateix individu) i unisexualidad. Les espècies unisexuales es reprodueixen per ginogénesis -un tipus de partenogénesis- i són molt poc freqüents. De fet, es coneixen només unes 10 espècies. En el projecte Sexratio s’ha començat també a investigar les condicions evolutives, ecològiques i reproductives que explicarien l’aparició dels diferents tipus de reproducció observats en els peixos.

Entre els aspectes més cridaners que destaquen els investigadors figura que, a diferència dels vertebrats, els peixos tenen dos gens diferents de l’aromatasa, un primer gen expressat fonamentalment en les gònades (CYP19A1) i responsable de la síntesi dels estrògens plasmàtics, i un altre segon gen (CYP19A2) expressat fonamentalment en el cervell, responsable de la síntesi de neuroestrógenos. L’activitat aromatasa en el cervell dels peixos és entre 100 i 1000 vegades superior a la de qualsevol altre òrgan conegut, inclosa la placenta dels mamífers. Què provoca, es pregunten els investigadors, tanta activitat d’aromatasa en el cervell? Una hipòtesi és que aquesta elevada activitat està relacionada amb la neurogénesis o formació de neurones, que en els peixos continua durant tota la vida adulta.

CREIXEMENT IMPARABLE DE L’AQÜICULTURA

La producció de l’aqüicultura ha ascendit de 7,4 milions de tones en 1980 a 16,8 milions de tones en 1990, més de 42 milions en 1999 i, segons les previsions, fins a més de 47 milions de tones en 2010, d’acord amb un informe recent de la FAO.

El creixement del sector augmenta a una velocitat de més d’un 10% anual, molt per sobre de l’increment del 3% en bestiar de carn i de l’1,5% de les captures pesqueres. La vasta majoria de la producció correspon a les granges asiàtiques: el 90% de la producció mundial es donava en granges d’Àsia i en 1999 més del 82% del total provenia de països deficitaris en recursos alimentaris. S’entén, doncs, la importància del sector com a recurs alimentari i eina de desenvolupament per a molts països.

No obstant això, la FAO adverteix que es necessita planificar l’avanç del sector, de manera que creixi de forma sostenible i pugui fer front a altres problemes, com la qualitat de l’aigua (contaminació) o el creixement descontrolado del sector en algunes zones.

En molts llocs, on s’ha vist en l’aqüicultura una oportunitat de creixement, la proliferació de granges al llarg de tota la costa ha comportat un empobriment de les aigües així com la destrucció de zones naturals. És el que passo a Sri Lanka, descriu l’informe de la FAO, arran de la proliferació de granges de gambes, i malgrat les mesures de control establertes. Entre els aspectes que necessiten ser revisats, la FAO indica una millora en la ubicació, disseny i gestió de les granges; millor qualitat de l’aigua i un major control de la contaminació; i una millor gestió de la salut dels peixos.