Los problemas habituales en acuicultura se producen por la presencia natural de bacterias oportunistas que pueden convertirse en patógenas cuando el sistema inmunitario del huésped se debilita por el estrés ambiental. De allí que el estudio de los sistemas de cría y la suplementación con probióticos pueden contribuir a mejorar la salud intestinal y el crecimiento de las larvas de tilapia del Nilo.
Tradicionalmente, los sistemas de flujo continuo (FTS, por sus siglas en inglés) se utilizan para el cultivo de larvas de peces. En estos, la carga de nutrientes y la densidad microbiana se diluyen de forma continua debido al intercambio de agua, lo que, según se ha reportado, selecciona las bacterias de crecimiento rápido, conocidas como r-estrategas.
Por su parte, el sistema de acuicultura de recirculación (SAR) permite mantener una composición estable de la comunidad microbiana en el agua para el desarrollo de bacterias de crecimiento lento, conocidas como K-estrategas.
“Las bacterias oportunistas se caracterizan como r-estrategas, que a menudo pueden afectar negativamente la salud de los peces; mientras que las K-estrategas son capaces de enfrentar mejor las perturbaciones en la disponibilidad de nutrientes y se consideran inofensivas para la supervivencia de los peces.”
El uso de probióticos se ha propuesto como estrategia para una acuicultura sostenible, demostrándose que aumentan la supervivencia de las larvas de peces marinos.
Se trata de microbios beneficiosos que pueden modular la comunidad microbiana de su huésped, mejorar la utilización del alimento y reducir la susceptibilidad a enfermedades.
En este estudio se probaron dos sistemas de cría, el FTS y el SAR, para el cultivo de larvas de tilapia del Nilo. Para comprobar el impacto de Bacillus subtilis como probiótico dietético en el tratamiento SAR, se aplicó una dieta control y una dieta control + B. subtilis recubierta (RASB, por sus siglas en inglés).
Se evaluó el efecto de los tres tratamientos (FTS, SAR y RASB) sobre la supervivencia, el rendimiento del crecimiento y la microbiota intestinal en las larvas, durante 26 días a partir de la primera alimentación (Figura 1).
Mantenimiento de la calidad del agua y supervivencia de los peces
La tasa de eclosión de los huevos de tilapia del Nilo fue del 82%, 73% y 78% en la incubadora para el tratamiento FTS, SAR y RASB, respectivamente. Los tres sistemas de cría compartieron la misma fuente de agua, sin observar diferencias significativas en cuanto a pH, TAN y NO2-N entre ellos.
El ANOVA de medidas repetidas mostró que la mortalidad acumulada fue significativamente mayor en FTS (P = 0.002), mientras que SAR y RASB tuvieron una mortalidad acumulada similar a lo largo del tiempo.
Composición de la comunidad microbiana intestinal
Desde el punto de vista numérico, se observó la tendencia de que FTS < SAR < RASB en la riqueza bacteriana del intestino de los alevines de tilapia a los 26 días de edad.
El análisis mostró que un género, concretamente Plesiomonas, fue compartido por los tres tratamientos, mientras que Escherichia Shingella mostró una alta prevalencia en RAS, y Gemmobater y Bacillus fueron prevalentes en el tratamiento RASB.
Únicamente en el tratamiento FTS no se llegó a identificar ningún género principal (Figura 2).
Por último, los géneros significativamente enriquecidos en cada tratamiento se seleccionaron por medio de un Análisis Discriminante Lineal (Linear Discrimiant Analysis, LDA). Se detectó un total de 39 géneros significativamente enriquecidos en el intestino de cada uno de los tres tratamientos.
En detalle, el FTS se enriqueció con Shinella (RA = 8.3%) e Hyphomicrobium (RA = 1.6%). El SAR se enriqueció con Paracoccus (RA = 8.7%), Mycobacterium (RA = 8.7%) y Cetobacterium (RA = 5.0%). La RASB se enriqueció con Gemmobacter (AR = 5.7%) y Bacillus (AR = 4.0%).
Discusión
Las condiciones ambientales de cría durante los primeros años de vida y la dieta determinan la composición y estructura de la comunidad microbiana en el intestino de los peces. Además, la composición de la microbiota intestinal influye en el desarrollo inmunológico e histológico de las larvas, lo que juega un papel crucial en su salud y crecimiento.
Este estudio demostró la posibilidad de modular la comunidad bacteriana en el intestino de los peces mediante la creación de diferentes sistemas de cría o la administración de suplementos probióticos en la dieta durante los primeros años de vida, lo que podría influir en la supervivencia y conducir a una composición saludable de la microbiota intestinal.
“El sistema de cría afectó la mortalidad y la microbiota intestinal de los alevines de tilapia La calidad del agua en los tres sistemas de cría fue óptima para el crecimiento de la tilapia del Nilo.”
Se demostró que la suplementación de Bacillus spp. en el alimento o el agua mejoró la calidad del
agua, al reducir las concentraciones de amoníaco y nitrato en los sistemas. En el estudio se observó una tendencia a una menor concentración de nitratos en RASB que en SAR durante el último período experimental.
Sin embargo, esta diferencia también podría deberse al mayor intercambio de agua en el RASB en comparación con el SAR. También se demostró que el SAR mejoró significativamente la tasa de supervivencia de las larvas de tilapia.
“En comparación con el FTS, el SAR tiene una composición más estable y diversa de la comunidad microbiana en el agua del tanque que el FTS, que se caracteriza por el dominio de los r-estrategas potencialmente patógenos.”
El agua con maduración microbiana ha mejorado la supervivencia de las larvas marinas en la primera etapa de vida, lo que también se aplica a las especies de peces de agua dulce como la tilapia en el tratamiento SAR y RASB de este estudio (Figura 3).
Las muestras de peces de diferentes tanques dentro del FTS mostraron diferentes composiciones de la microbiota intestinal, de acuerdo con el gran número de variantes de secuencia de amplicón (Amplicon Sequence Variants, ASV) únicos detectados en los peces del FTS.
La alta variabilidad entre individuos en el FTS es también una característica de los r-estrategas, lo que podría explicar la variabilidad significativamente mayor en la comunidad microbiana del agua entre tanques paralelos en el FTS con respecto al RAS.
La suplementación de probióticos en la dieta alteró la microbiota intestinal de los alevines, pero no el crecimiento
El efecto promotor del crecimiento de Bacillus spp. en la tilapia depende de la dosis. Aunque en algunos estudios el B. subtilis pudo mejorar el crecimiento y la supervivencia de tilapias juveniles o adultas, la suplementación dietética de esporas de Bacillus a alevines de tilapia de 2 g durante 8 semanas no afectó su crecimiento.
Esto puede deberse a que la alimentación restringida enmascara el efecto probiótico sobre el crecimiento de los peces.
Funcionalidad microbiana influenciada por el sistema de cría y la suplementación probiótica
En el presente estudio, tanto el sistema de cría como la suplementación probiótica modulan la composición microbiana en el intestino de la tilapia. El grupo de tratamiento FTS estuvo significativamente enriquecido con Shinella e Hyphomicrobium.
En análisis previos se ha reportado la presencia de ambos géneros en alta abundancia en los SAR; sin embargo, el papel de estos géneros en el intestino de los peces aún no está claro. En la microbiota intestinal de los peces de los tratamientos SAR y RASB predominaron Cetobacterium, mientras que se detectó baja abundancia en FTS (RA = 0.02%).
“C. somerae es un microbio anaerobio que produce vitamina B12 en el intestino de los peces de agua dulce y está relacionado con el metabolismo fermentativo de péptidos y aminoácidos.”
Este se detectó comúnmente como especie principal en algunos peces de agua dulce, incluida la tilapia.
También se demostró que la disminución de la abundancia de Cetobacterium en el intestino del pez cebra por el tratamiento con antibióticos aumentó su susceptibilidad a la infección por patógenos.
En esta investigación, la elevada mortalidad de las larvas de peces en el FTS podría estar relacionada con la baja presencia de C. somerae en el intestino de los peces.
Además, el SRA estaba enriquecido con Mycobacterium. Algunas especies pertenecientes al género Mycobacterium, como M. marinum, fueron señaladas como patógenas y causantes de micobacteriosis en los peces.
No obstante, el hecho de que Mycobacterium cause patología depende de la especie y de la susceptibilidad del huésped.
“La suplementación dietética de esporas de B. subtilis enriqueció el Bacillus spp. en el intestino del tratamiento RASB, lo que implicó su colonización en el intestino de la tilapia.”
Además, la suplementación con probióticos en la dieta aumentó la abundancia de Gemmobacter.
En resumen, el sistema de recirculación y la administración de probióticos pueden beneficiar la colonización microbiana del intestino de las larvas de tilapia, como lo demuestra la correlación positiva observada entre la distribución de la microbiota intestinal y la longitud corporal estándar, así como la supervivencia en los tratamientos SAR y RASB.
Los resultados indican que el SAR es superior al FTS para el cultivo de larvas de peces en lo que respecta a la supervivencia, mientras que la suplementación dietética de probióticos puede mejorar aún más la salud intestinal con posibles implicaciones durante las etapas posteriores de la vida.
Conclusiones
Este estudio demostró la viabilidad de la modulación de la microbiota intestinal de las larvas de tilapia mediante diferentes sistemas de cría (es decir, FTS y SAR) y la suplementación de probióticos en la dieta (RASB).
Aunque el FTS tenía una calidad de agua similar o incluso superior a la del SAR, el SAR mostró una mejor supervivencia de las larvas que el FTS, lo cual podría explicarse en parte por las alteraciones en la colonización bacteriana del intestino en FTS.
Los resultados indican que el SAR es superior al FTS para el cultivo de larvas de peces en lo que respecta a la supervivencia, mientras que la suplementación dietética de probióticos puede mejorar aún más la salud intestinal con posibles implicaciones durante las etapas posteriores de la vida.
Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “EFFECT OF REARING SYSTEMS AND DIETARY PROBIOTIC SUPPLEMENTATION ON THE GROWTH AND GUT MICROBIOTA OF NILE TILAPIA (OREOCHROMIS NILOTICUS) LARVAE”, escrito por: YALE DENG – Wageningen University, MARC C.J. VERDEGEM – Wageningen University, EP EDING – Wageningen University, FOTINI KOKOU – Wageningen University.
La versión original fue publicada en AGOSTO de 2021 a través AQUACULTURE.
Se puede acceder a la versión completa a través de https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.737297
