La cría tradicional de camarón puede tener efectos negativos, en el medio ambiente, si no se siguen buenas prácticas de gestión. Entre las diferentes técnicas que promueven una acuicultura sostenible, el sistema de tecnología biofloc y, más recientemente, los simbióticos y el acuamimetismo se consideran enfoques alternativos, basados en microbios, que proporcionan altos rendimientos con mayor nivel de bioseguridad y mejores prácticas medioambientales.
La acuicultura de crustáceos, se ha convertido en una de las industrias de alimentación animal de más rápido crecimiento en el mundo, con una tasa media de crecimiento del 2.9% en los últimos 20 años, el cual se ha logrado a través de la expansión horizontal.
Sin embargo, la expansión vertical, por medio de una mayor intensificación del cultivo, ha ganado terreno en los últimos años.
Paralelamente, la cría de camarones en algunos países ha experimentado problemas medioambientales, lo que ha provocado brotes de enfermedades importantes, afectando casi toda la industria. También ha habido muchos otros desafíos, como los de la harina y el aceite de pescado, que han provocado un aumento de los costos de producción y la volatilidad del mercado.
En este sentido, un segmento creciente de la industria camaronera, ha optado por utilizar sistemas de producción con mayor densidad, bioseguridad y control operativo, para mitigar los riesgos que plantean las enfermedades.
En algunas regiones, las prácticas con gran cantidad de insumos y el cultivo intensivo de Litopenaeus vannamei se han vuelto más predominantes, lo que ha sido impulsado y posibilitado por el avance de tecnologías de primera línea y sistemas adaptados a la producción de camarón en condiciones de alta densidad.
Hoy en día, existen diferentes técnicas que han ayudado a impulsar y consolidar la intensificación de la industria del camarón, incluidas las que emplean enfoques basados en microbios, como la tecnología de biofloc (BFT, por sus siglas en inglés), los simbióticos y el acuamimetismo (aquamimicry). Sin embargo, los costos de producción, el personal especializado y la infraestructura a medida, han sido factores limitantes para alcanzar una mayor expansión.
De allí que, el objetivo de este artículo es presentar la situación actual, los principios básicos de los simbióticos y el acuamimetismo, comparar sus características clave y debatir si estos dos sistemas se considerarían nuevas técnicas disruptivas o más bien herramientas de gestión.
Simbióticos y acuamimetismo
Hasta la fecha, se dispone de poca información científica sobre los simbióticos y el acuamimetismo. Además, no está totalmente consensuado, sobre todo en la industria, si son lo mismo o dos enfoques diferentes. A efectos de este artículo, los consideraremos diferentes.
Según Romano, el acuamimetismo es un sistema de cultivo de camarón iniciado en Tailandia en 2013, y se gestiona de manera que se promuevan condiciones biológicas basadas en la imitación del medio acuático natural, con floraciones de algas y zooplancton para alimentar a los camarones, y el uso de bacterias benéficas para mejorar la calidad del agua.
El núcleo de la gestión es la aplicación rutinaria de fuentes de carbono/grano fermentado, como salvado de arroz, harina de soya y salvado de trigo, combinado con probióticos acuáticos y otros suplementos acuáticos (Figura 1).
Pueden utilizarse microorganismos o enzimas para facilitar la solubilidad de la fuente de carbono en el agua y catalizar la descomposición del nutriente. Se ha informado de la participación de bacterias, hongos y levaduras en la producción de enzimas hidrolíticas, que reducen los contenidos de fibra y carbohidratos, y aumentan la solubilidad de las proteínas de las fuentes de carbono. Pueden utilizarse suplementos de agua para controlar el pH del medio.
Este procedimiento estándar, normalmente llevado a cabo en biorreactores simples colocados cerca de los estanques, en especial durante las primeras semanas de cultivo, facilita la entrada de nutrientes en el sistema y causa un aumento significativo de la población microbiana en los estanques de cultivo.
“Cuando se alcanza el equilibrio entre bacterias, fitoplancton y zooplancton, por ejemplo, índice de color de la comunidad microbiana, se crea un vínculo simbiótico en el sistema con potencial para suprimir los brotes de enfermedades.”
Algunos autores, han observado que los agregados microbianos, formados principalmente por bacterias, pueden presentar deficiencias nutricionales en su aporte, en particular, de aminoácidos esenciales y ácidos grasos poliinsaturados de la familia omega-3, fundamentales para el desarrollo del camarón.
Destacan la presencia de copépodos en el acuamimetismo. Estos microcrustáceos son fuente de proteínas, lípidos, aminoácidos, ácidos grasos poliinsaturados y otros nutrientes, debido a sus hábitos selectivos de alimentación, requiriendo algas nutricionalmente adecuadas.
Además, son los principales organismos en la conversión del fitoplancton a niveles tróficos superiores, y también el principal alimento en la dieta de los peneidos, lo que puede promover una mejora en la calidad nutricional y la supervivencia de los camarones.
“Los copépodos también pueden proporcionar beneficios directos al sistema mediante la creación de microhábitats, que favorecen el crecimiento bacteriano. En el acuamimetismo, los copépodos se consideran la especie de zooplancton dominante.”
Por lo general, se observan a partir de la segunda semana de cultivo, lo que probablemente indica la madurez del sistema. Esta tecnología, denominada en algunas literaturas como “biomimetismo” y “copefloc”, también puede reducir los costos de producción y la dependencia de alimentos formulados externos, debido a la densa alimentación viva.
La abundancia y la proporción de nutrientes pueden conducir a cambios en las especies planctónicas dominantes en el sistema de cría, según las diferentes etapas de cultivo.
Una alta relación carbono/nitrógeno (C:N) aumenta la carga de microorganismos heterótrofos y disminuye la comunidad fotoautótrofa. Una relación C:N más baja, durante las primeras etapas, favorece las floraciones de fitoplancton, fuente de alimento clave para el zooplancton.
“La inclusión de fuentes fermentadas de carbono/ nitrógeno junto con probióticos y otros suplementos de agua, puede proporcionar macro y micronutrientes clave, ayudar al equilibrio y la diversidad del fito y zooplancton y, finalmente, proporcionar una condición conveniente para el crecimiento y el bienestar de los camarones.”
Además, en el acuamimetismo se minimizan las fluctuaciones del pH y los sólidos en suspensión se mantienen en bajas concentraciones mediante intercambios de agua, circulación y/o tratamiento físico, lo que es favorable para el fitoplancton y mejora la cantidad de oxígeno disuelto, reduciendo la necesidad de aireación intensa.
En el sistema de los simbióticos, que convencionalmente se añade a los alimentos formulados, se definió tempranamente en 1995 como “mezclas de probióticos y prebióticos que afectan beneficiosamente al huésped, mejorando la supervivencia e implantación de suplementos dietéticos microbianos vivos en el tracto gastrointestinal, estimulando selectivamente el crecimiento y/o activando el metabolismo de una o un número limitado de bacterias promotoras de la salud, mejorando así el bienestar del huésped” (Gibson y Roberfroid, 1995; Butt et al., 2021).
En la cría de camarones, se han promovido recientemente como un nuevo sistema de producción, o como una herramienta de gestión, aunque enfoques similares se han utilizado durante años en la acuicultura.
“El concepto de simbiótica utiliza un método holístico para equilibrar la relación entre el fitoplancton y otros microorganismos (por ejemplo, bacterias y zooplancton), lo que da como resultado un entorno “maduro” y parámetros estables de calidad del agua (Kawahigashi, 2018).”
Al igual que en el acuamimetismo, el núcleo de los simbióticos es la aplicación rutinaria de fuentes de carbono fermentadas, incluidos el salvado de trigo y de arroz, pero también incluye fuentes fermentadas de proteínas/nitrógeno como la harina de soya.
Sin embargo, en comparación con el acuamimetismo, los métodos de fermentación y su comprensión son probablemente más avanzados en los simbióticos.
En la tecnología biofloc, su principal motor es el desarrollo de una población microbiana dominada, en gran medida, por bacterias/organismos heterótrofos y quimioautótrofos, y el control de la proliferación de algas y el exceso de sólidos en suspensión.
El mantenimiento de la comunidad microbiana deseable se basa en el ajuste estequiométrico de la relación C:N y en el control riguroso de las condiciones de calidad del agua, incluyendo la aplicación rutinaria de suplementos hídricos.
En la Tabla 1, se presenta una comparación entre BFT, acuamimetismo y simbióticos, con sus principales características. Ambos sistemas comparten varias similitudes y operan en condiciones comparables, lo cual podría explicar los resultados observados por Hussain et al. (2021).
Los autores compararon el BFT frente a los simbióticos y no observaron diferencias en la mayoría de los parámetros de calidad del agua, así como resultados comparables en el rendimiento de los camarones.
En definitiva, el protocolo de fermentación adoptado en los simbióticos y el acuamimetismo, las dosis y la frecuencia, podrían influir en la diversidad microbiana, la calidad del agua y, en consecuencia, el rendimiento de los camarones.
¿Técnicas disruptivas o herramienta de gestión?
Teniendo en cuenta los esfuerzos de investigación, la evolución de la tecnología, el nivel actual de comprensión, el desarrollo y la amplia adopción de dichas técnicas, más que una técnica disruptiva novedosa, actualmente los simbióticos y el acuamimetismo son herramientas de gestión o variaciones del sistema (Figura 2).
En cuanto a los desafíos futuros, los puntos cruciales a considerar son la complejidad y la escalabilidad. En comparación con la BFT, la fermentación ex situ añade más pasos, complejidad, riesgos y variabilidad potencial a la gestión microbiana, lo que probablemente hace que sea más difícil de escalar, en especial, en grandes operaciones.
Aunque el proceso de fermentación es un elemento clave, puede imponer riesgos potenciales con la contaminación cruzada y el desarrollo de microorganismos oportunistas. En condiciones tan variables, es difícil garantizar una composición microbiana estable y evitar posibles efectos adversos.
Conclusión
En el futuro, se podría ayudar a cambiar la situación actual, a través de la conjunción de mayores esfuerzos de investigación y desarrollo basados en la ciencia, la colaboración entre el mundo académico y el sector privado, así como la formación y la difusión de información.
La formación in situ será crucial para superar la falta de conocimientos relacionados con estos enfoques microbianos.
Algunos ejemplos de los retos a abordar en materia de investigación, pueden incluir una mejor comprensión de la dinámica microbiana durante el proceso de fermentación y después de la aplicación en estanques/tanques; el impacto en las poblaciones de patógenos y el microbioma intestinal; el impacto de los productos fermentados en gestión y costos de alimentación; los efectos adversos en la gestión “tradicional” de los probióticos acuáticos; y las densidades de población adecuadas.
La versión informativa del artículo original está patrocinada por: GRUPO GAM.
Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “SYNBIOTICS AND AQUAMIMICRY AS ALTERNATIVE MICROBIAL-BASED APPROACHES IN INTENSIVE SHRIMP FARMING AND BIOFLOC: NOVEL DISRUPTIVE TECHNIQUES OR COMPLEMENTARY MANAGEMENT TOOLS? A SCIENTIFIC-BASED OVERVIEW” escrito por KHANJANI, M.-Universidad de Jiroft, Irán; BRITO, L.- Universidad Rural Federal de Pernambuco, Brasil: F´OES, G.-Universidad Federal de Río Grande, Brasil; DO NASCIMENTO VIEIRA, F.- Universidad Federal de Santa Catarina, Brasil; POLI, M.-Nicovita-Vitapro, Perú; SANTOS, M.- INVE Aquaculture, Brasil; y COELHO, M.- Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO), Australia. La versión original, incluyendo tablas y figuras, fue publicada en MARZO de 2023 en AQUACULTURE.
Se puede acceder a la versión completa a través de https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739273
