Entender as interaccións genotipo-ambiente nos peixes é de gran interese non só para a bioloxía senón tamén para a xestión adecuada da piscicultura. Un grupo de investigación do Instituto de Ciencias do Mar do CSIC investiga que condicións ambientais inflúen na diferenciación sexual dos peixes. Actualmente están a traballar con robalizas e con rodaballo. Da robaliza xa saben que o aumento de temperatura pode derivar nun aumento de machos na descendencia.
Cando os ovos de robaliza eclosionan, as larvas non teñen definido o seu sexo. Isto non sucede ata uns meses despois, cando os xuvenís chegan a unha medida de entre 8 e 14 cm. Que cheguen a ser machos ou femias depende fundamentalmente da súa compoñente xenética determinante do sexo. Pero esta pode ser modificada por algúns factores ambientais como a temperatura. Un equipo de investigadores do Instituto de Ciencias de Mar, do CSIC en Barcelona, está a estudar este fenómeno.
En condicións normais, explica Francesc Piferrer, quen dirixe o proxecto Sexratio, «a proporción de machos nunha posta varía entre o 30 e o 70%, segundo a orixe dos proxenitores». Pero cando se consideran todas as postas en conxunto, detalla o investigador, a proporción de machos é aproximadamente do 50%. Os investigadores observaron que se a temperatura da auga na que se desenvolven as larvas é duns 21ºC, máis elevada do normal (o normal son entre 13 e 18°C) a proporción de machos aumenta ao 80%, 90% ou mesmo ao 100%. Que mecanismo fai que isto sexa así?
A encima aromatasa
Aínda que os peixes femia tardan máis en desenvolverse, crecen un 35% máis que os machos, polo que resultan máis rendiblesO equipo de Piferrer cre que a resposta está no xene cyp19, que codifica para o citocromo p450 aromatasa, unha encima responsable da produción de estrógenos a partir de andrógenos, os dous tipos principais de esteroides sexuais, ambos os necesarios para a diferenciación gonadal. Por iso clonaron xenes implicados na síntese, o transporte, a recepción e o efecto biolóxico destes esteroides.
Cando se expresa a aromatasa prodúcese a síntese de estrógenos, as hormonas femininas. Con todo, o aumento de temperatura bloquea a expresión do xene cyp19 e, por tanto, non se produce esta síntese.
A consecuencia é que as crías que tiñan que ser femias -as que teñen a información xenética para a ser femias- non o chegan a ser. Por iso aumenta a proporción de machos. «As gónadas sexualmente indiferenciadas son únicas entre todos os órganos dos vertebrados», engade Piferrer, «xa que teñen dúas opcións para o seu desenvolvemento durante o proceso de diferenciación sexual: devir ovarios ou testículos».
Xestión adecuada da piscicultura
Entender as interaccións genotipo-ambiente nos peixes é de gran interese non só para a bioloxía senón tamén para a xestión adecuada da piscicultura. Neste sector, unhas empresas manteñen os reprodutores, producen os ovos e crían as larvas ata uns 10 gramos. Outro grupo de empresas compra estas crías e engórdanas ata o peso de venda (ao redor dos 400 g).
Unha das estratexias que veñen usando desde hai tempo as empresas que crían as larvas é aumentar a temperatura da auga. Desa forma optimizan os ciclos de produción e venden antes ás empresas de engorde, xa que se ha visto que con maior temperatura na auga, as crías comen máis e chegan antes aos 10 g.
O problema é que a empresa que se dedica ao engorde atópase con que practicamente todos os peixes resultantes son machos. Comercialmente, os machos non son rendibles porque crecen un 35% menos que as femias; aínda que as femias tardan máis en desenvolverse acaban sendo máis rendibles. Por tanto, apunta o equipo do CSIC, «non forzar o proceso natural» e volver a temperaturas máis habituais para as robalizas pode equilibrar a proporción entre machos e femias, así como evitar o gasto que representa aumentar a temperatura da auga.
De feito a acuicultura busca vías para obter un mellor rendemento das infraestruturas, entre elas as derivadas da manipulación xenética. Actualmente é posible a produción de lotes de peixes nos que todos os exemplares son femias, se se quere optimizar o crecemento, ou lotes de peces estériles, se se quere evitar os problemas derivados da reprodución (unha femia que está na etapa reprodutiva destina parte da enerxía consumida ás crías, co cal engorda menos).
Manipular os cromosomas
A tecnoloxía actual foi capaz de conseguir estes grupos seleccionados a base de cruces deliberados ou con técnicas xenéticas consistentes na manipulación de xogos enteiros de cromosomas no momento da fertilización. Con estas técnicas conséguese producir grupos de exemplares que son exclusivamente femias ou exemplares poliploides (con tres ou máis dotacións de cromosomas), que crecen normalmente pero que son estériles. Estas técnicas xa foron postas a punto para a robaliza e o rodaballo.
En moitos casos pór a punto a técnica non sempre é tan fácil porque require saber que cromosomas hai que controlar. Nos mamíferos, a determinación sexual é dun único tipo -cromosómica- e cun único modelo -depende dun par de cromosomas sexuais, X e E. Nos peixes, con todo, coñécense ata oito modelos cromosómicos e, existen, ademais, peces cuxa determinación sexual non depende duns cromosomas senón que é do tipo poligénico (depende de moitos xenes distribuídos por todo o ADN).
«O modelo poligénico», explica Piferrer, «podería ser o caso da robaliza, pero aínda non está demostrado». Actualmente, o equipo de Piferrer está a traballar noutro proxecto que ten por obxectivo descubrir o sistema cromosómico do rodaballo. O investigador cre que nuns meses coñecerán os resultados finais. Se concordan co que os datos dispoñibles ata agora apuntan, entende que será posible a produción de lotes monosexo por cruces deliberados tamén nesta especie.
Condicións evolutivas
Nos peixes (máis de 25.000 especies identificadas) danse todas as formas posibles de reprodución coñecidas en vertebrados, aclara Francesc Piferrer: gonocorismo ou bisexualidad (presenza de dous sexos separados), hermafroditismo (ambos os sexos nun mesmo individuo) e unisexualidad. As especies unisexuales reprodúcense por ginogénesis -un tipo de partenogénesis- e son moi pouco frecuentes. De feito, coñécense só unhas 10 especies. No proxecto Sexratio empezouse tamén a investigar as condicións evolutivas, ecolóxicas e reprodutivas que explicarían a aparición dos diferentes tipos de reprodución observados nos peixes.
Entre os aspectos máis rechamantes que destacan os investigadores figura que, a diferenza dos vertebrados, os peixes teñen dous xenes diferentes da aromatasa, un primeiro xene expresado fundamentalmente nas gónadas (CYP19A1) e responsable da síntese dos estrógenos plasmáticos, e outro segundo xene (CYP19A2) expresado fundamentalmente no cerebro, responsable da síntese de neuroestrógenos. A actividade aromatasa no cerebro dos peixes é entre 100 e 1000 veces superior á de calquera outro órgano coñecido, incluída a placenta dos mamíferos. Que provoca, pregúntanse os investigadores, tanta actividade de aromatasa no cerebro? Unha hipótese é que esta elevada actividade está relacionada coa neurogénesis ou formación de neuronas, que nos peixes continúa durante toda a vida adulta.
A produción da acuicultura ascendeu de 7,4 millóns de toneladas en 1980 a 16,8 millóns de toneladas en 1990, máis de 42 millóns en 1999 e, segundo as previsións, ata máis de 47 millóns de toneladas en 2010, de acordo cun informe recente da FAO.
O crecemento do sector aumenta a unha velocidade de máis dun 10% anual, moi por encima do incremento do 3% en gando de carne e do 1,5% das capturas pesqueiras. A vasta maioría da produción corresponde ás granxas asiáticas: o 90% da produción mundial dábase en granxas de Asia e en 1999 máis do 82% do total proviña de países deficitarios en recursos alimentarios. Enténdese, pois, a importancia do sector como recurso alimentario e ferramenta de desenvolvemento para moitos países.
Con todo, a FAO advirte que se necesita planificar o avance do sector, de forma que creza de forma sustentable e poida facer fronte a outros problemas, como a calidade da auga (contaminación) ou o crecemento descontrolado do sector nalgunhas zonas.
En moitos lugares, onde se viu na acuicultura unha oportunidade de crecemento, a proliferación de granxas ao longo de toda a costa comportou un empobrecimiento das augas así como a destrución de zonas naturais. É o que paso en Sri Lanka, describe o informe da FAO, por mor da proliferación de granxas de gambas, e a pesar das medidas de control establecidas. Entre os aspectos que necesitan ser revisados, a FAO indica unha mellora na localización, deseño e xestión das granxas; mellor calidade da auga e un maior control da contaminación; e unha mellor xestión da saúde dos peixes.
