Por: Stephen Newman, Ph.D.*
En la actualidad, se comercializan muchos productos con el propósito específico de ser usados en la industria acuícola, aparentemente con la finalidad de optimizar los resultados. Considerando el contexto del mercado global, es importante señalar que muchos tienen un uso potencial limitado. Tras una profunda reflexión, respaldada por más de 46 años de experiencia y un sentido común a menudo infalible, he llegado a la conclusión de que, aunque podría parecer evidente, no deja de ser notablemente esclarecedora: la forma cómo se usan estos productos, es decir, qué, cuándo, dónde y cuánto, ejerce una influencia significativa en su eficacia.
Al iniciar mi trayectoria profesional en el ámbito de la acuicultura en 1979, la producción mundial de camarones era significativamente menor en comparación con la actual. En 1991, desempeñaba funciones en una pequeña empresa que cotizaba en bolsa. Gracias a la inversión de capital de riesgo, desarrollé un producto, un parabiótico que proporcionaba a los organismos un beneficio económico observable en el campo.
En colaboración con socios cooperativos del ámbito científico, se determinó que el producto era eficaz para reducir el impacto de la vibriosis, principalmente en el contexto de la investigación.
Tras una exhaustiva evaluación de las observaciones realizadas en el laboratorio y en el campo, se ha llegado a la conclusión de que el impacto es de duración limitada y no específico. En condiciones óptimas, los ensayos de laboratorio y campo han demostrado beneficios notables, tales como disminución en la incidencia de enfermedades (aparentemente atribuible a la reducción de la carga de patógenos específicos y de ciertas fuentes de estrés), mejoramiento en el crecimiento, reducción en el desperdicio de alimento, entre otros.
No obstante, ante la eventualidad de un cambio en el entorno, se observó una variación correspondiente en los beneficios obtenidos.
Se ha observado que, tanto en condiciones de laboratorio como de campo, con una sola exposición, el efecto parece prolongarse hasta aproximadamente 60 días. Sin embargo, se ha evidenciado que, con la exposición repetida a patógenos y en lo que se considerarían condiciones de producción estresantes (definidas como el resultado de cualquier impacto ambiental que perturbe los mecanismos homeostáticos normales de los organismos), el beneficio protector pierde su eficacia.
Tras una profunda evaluación, se determinó que una exposición breve en el criadero es suficiente para salvaguardar a los organismos contra niveles moderados de patógenos por un período mínimo de 60 días. Además, se concluyó que una exposición complementaria en el alimento puede optimizar este resultado. Cuándo, dónde y cuánto fueron factores determinantes en el resultado, al igual que las condiciones ambientales y la presencia de factores estresantes en el camarón.
En aquel momento, algunas empresas comercializaban productos microbianos destinados a la biorremediación de entornos acuáticos (con una larga trayectoria en la gestión de aguas residuales). Algunas de las observaciones sugerían de manera evidente los beneficios de estos productos. Hace aproximadamente 25 años, el Dr. Roland Larimore, uno de los padres fundadores de la cría de camarones a escala mundial y socio en el establecimiento de la eficacia del parabiótico que desarrollamos, me consultó sobre mi interés en evaluar un producto patentado para su uso en el bagre.
La propuesta consistía en una combinación de esporas de Bacillus, cuya eficacia en la cría de camarones había sido evaluada en los Estados Unidos, obteniendo resultados altamente positivos (Duda Trial Florida, 1999).
Aquaintech Inc. llevó a cabo una prueba de este producto en una granja de camarones ubicada en Belice. En ese momento, la activación, que generalmente implicaba la incubación de productos basados en esporas para generar un gran número de células metabólicamente activas, constituía la práctica estándar. Como microbiólogo con experiencia en fermentación, advertí un problema al promover este enfoque entre individuos que no valoraban las considerables desventajas potenciales.
Mientras el Bacillus crece, otras bacterias, transportadas por el aire y el agua, incluidas las Vibrio, algunas de cuyas especies se reproducen en aproximadamente diez minutos, también lo hacen. Esta contaminación implicaba un riesgo inherente a dicho enfoque, aunque la activación a corto plazo en agua limpia con una fuente de carbono añadida, para iniciar el crecimiento, suponía un riesgo menor.
Tras la realización de las primeras pruebas, en las que se observó un impacto positivo modesto y poco significativo desde el punto de vista estadístico, se planteó la posibilidad de explorar enfoques alternativos que pudieran arrojar resultados más relevantes.
Con el propósito de evaluar la eficacia del producto, se llevó a cabo una prueba en la granja, usando esporas en tabletas (gránulos) comercializadas por empresas del sector de aguas residuales. Este enfoque no conllevaba ninguno de los riesgos asociados a la activación en los estanques y permitía la colocación directa de las esporas en las zonas donde se acumulaba la materia orgánica.
Los beneficios obtenidos resultaron significativos, lo que ha llevado a la implementación de las tabletas como un procedimiento operativo estándar en la granja (Beneficios de RMSF Belize PRO4000X). En la actualidad, este enfoque se emplea ampliamente en todo el mundo.
La gran mayoría de los productos comercializados para su uso en camarones actúan sobre el medio ambiente. A pesar de las numerosas publicaciones que señalan que algunos actúan como verdaderos probióticos (definidos como bacterias ingeridas por vía oral que colonizan el intestino y, a través de su metaboloma, influyen en la salud animal), los estudios de laboratorio no pueden emplearse en su mayor parte para afirmar que los productos funcionarán de la misma manera en el campo.
Es importante señalar que la demostración de la naturaleza probiótica de los productos no es una tarea sencilla, ya que los resultados obtenidos en condiciones de laboratorio bajo control no siempre reflejan con precisión los resultados que se podrían obtener en entornos reales.
Desde una perspectiva técnica, algunas personas consideran que las afirmaciones de esta naturaleza podrían clasificarse como declaraciones sobre medicamentos, lo que requeriría un proceso de registro significativamente más riguroso. Basados en experiencias previas con el parabiótico, se identificaron factores críticos que influían en el funcionamiento del producto.
Los productos a base de esporas de Bacillus y los pocos organismos no generadores de esporas deshidratados por atomización/liofilizados y suspendidos metabólicamente que se comercializan para su uso en acuicultura, son organismos vivos que prosperan en condiciones específicas y no sobreviven durante largos periodos de tiempo en la mayoría de los entornos donde se introducen. El desarrollo de estos productos se ha llevado a cabo con un enfoque en su sostenibilidad y respeto por el medio ambiente.
Su objetivo principal es acelerar la tasa de biodegradación de la materia orgánica más allá de lo que pueden hacer las bacterias naturales. Además, se busca desnitrificar los nitratos, desintoxicar el amoníaco y reducir las cargas de algunos tipos de bacterias heterotróficas, específicamente algunas de las cepas de Vibrio más virulentas. Algunas de estas bacterias pueden funcionar como estimulantes inmunitarios no específicos.
¿Qué contiene el producto?
Es importante destacar que son las cepas las que determinan la eficacia del producto, no su género o especie específica. Las cepas con perfiles enzimáticos débiles o deficientes no alcanzarán niveles de eficacia comparables a los de las cepas con perfiles fuertes, que producen altos niveles de una variedad de enzimas. Es un error común considerar que todos los individuos de una misma especie poseen invariablemente las mismas características. Tomemos como ejemplo el Vibrio parahaemolyticus.
Como ocurre con la mayoría de las especies, es posible encontrar una variedad de cepas dentro del taxón. Estas cepas comparten una base metabólica y estructural común, lo que permite a los taxónomos clasificarlas como una especie determinada. Sin embargo, pueden presentar variaciones significativas en la expresión de ciertos genes que codifican proteínas determinantes de la virulencia (parte del metaboloma). La regulación y expresión de los genes determinan la virulencia de una cepa específica.
Existen cepas de V. parahaemolyticus con la capacidad de causar la muerte de manera rápida en los seres humanos y otras especies, como camarones y peces. No obstante, es importante destacar que muchas de estas son benignas. Como se sabe, existe una amplia gama de capacidades enzimáticas entre las docenas de especies clasificadas actualmente como Bacillus y las cientos que han sido reclasificadas (Paenibacillus, Lysinbacillus, etc.).
En el ámbito de la acuicultura, se ha comprobado la presencia de cepas de Bacillus, aerobios facultativos (que exhiben la capacidad de crecer en presencia o ausencia de oxígeno) que forman esporas, bacterias gram-positivas, en productos comerciales destinados a este sector. Estas bacterias gram-positivas pueden comercializarse en forma seca, con una vida útil indefinida. No obstante, existen diversos factores de suma importancia, más allá de los perfiles enzimáticos específicos, que son esenciales para garantizar que el usuario obtenga el máximo beneficio.
¿Cuánto se usa?
Este es, probablemente, el aspecto más crítico para asegurar un beneficio óptimo. Si no se usa en cantidad suficiente y en los momentos y lugares adecuados, es probable que el producto no cumpla con las expectativas. Es una práctica común entre los acuicultores ignorar este aspecto. Desde el primer día, se recomendó que comenzaran con cantidades más pequeñas y las aumentaran gradualmente, asegurándose de que se obtuvieran los beneficios observados mediante un monitoreo en tiempo real.
Por lo tanto, la primera granja donde se implementó el uso de tabletas obtuvo los resultados esperados. Estos productos biológicos están diseñados para funcionar en armonía con el entorno natural en el cual se aplican. Es importante destacar que estos no funcionan de la misma manera en diferentes ubicaciones.
A continuación, se presentan algunas de las consideraciones más relevantes:
- Al llenarse por primera vez, los estanques comúnmente presentan una concentración reducida de materia orgánica. La aplicación de grandes cantidades de esporas en estos casos constituye un uso excesivo de recursos económicos. Teniendo en cuenta que las esporas experimentan un proceso de germinación con el paso del tiempo, aquellas que inician este proceso de manera tardía tienden a morir de manera rápida debido a una falta de nutrientes. La mayoría de las bacterias heterotróficas obtienen nutrientes de la materia orgánica mediante el uso de subproductos metabólicos, lo que da lugar a un entorno competitivo.
- Es preciso señalar que la adición de grandes cantidades de esporas en las etapas iniciales del proceso puede comprometer el establecimiento de las especies de Bacillus. Iniciar con dosis más bajas les permite formar biopelículas (dependiendo del entorno) y garantiza que, con las dosis posteriores, se repongan de manera que se minimice la necesidad de que el sistema tome medidas drásticas para reducirlas. Existen múltiples factores que pueden incidir negativamente en el proceso, además de la competencia de otros organismos heterótrofos. Un ejemplo ilustrativo son los virus bacterianos, denominados fagos. Estos pueden ser específicos y dirigidos a determinadas especies, garantizando que, en la mayoría de los casos, ninguna especie bacteriana domine. La creación de un entorno que garantice niveles elevados de estos hará que sea más difícil para los bacilos añadidos sobrevivir y llevar a cabo su función.
- A medida que el ciclo progresa, se evidencia un incremento en la cantidad de materia orgánica presente. La materia orgánica está constituida, por lo general, por alimentos no consumidos (frecuentemente en forma de finos, dado que los camarones [L. vannamei] muelen el alimento en dos ocasiones antes de que este ingrese a su tracto digestivo), heces, mudas, bacterias muertas y moribundas, así como fitoplancton y zooplancton que invariablemente están presentes en los sistemas saludables abiertos al aire libre. En los sistemas de recirculación acuícola (RAS, por sus siglas en inglés) se ha observado un incremento en la materia orgánica, aunque sin la presencia de todos estos componentes.
- Para garantizar una gestión eficaz de los estanques, es fundamental realizar una supervisión periódica. En términos generales, esto se determina en función de los recursos disponibles y la experiencia acumulada. Es necesario recolectar muestras de agua para medir los niveles de pH y oxígeno disuelto. Para garantizar la eficacia del proceso, es crucial supervisar de manera rigurosa diversos parámetros, tales como NH³-N, productos metabólicos (incluidos NO² y NO³), olor del estanque, aspecto físico del agua (como color y claridad), y desgasificación de los sedimentos anaeróbicos. Si se ha empleado la dosis adecuada, se debería observar una reducción en la presencia de lodo negro. Es imperativo realizar muestreos regulares de los organismos para garantizar el consumo adecuado del alimento, el crecimiento óptimo según lo previsto y la ausencia de procesos patológicos que puedan afectar a la población y que puedan mitigarse. Este proceso es fundamental para garantizar la eficacia del producto y adaptar las dosis según sea necesario.
Se recomienda iniciar con una dosis baja y ajustarla progresivamente conforme avance el ciclo, combinado con un seguimiento meticuloso durante y después del mismo. Este enfoque no solo garantiza una administración económica y eficiente de los productos, sino que también asegura su máxima eficacia. Cada estanque es único, como una huella digital humana. Es posible construir dos estanques contiguos, con el mismo enfoque y configuración, y repoblarlos con alevines provenientes de los mismos progenitores y criados en idénticos tanques de incubación.
Sin embargo, es posible que se observen discrepancias significativas en los resultados, sin razones aparentes fácilmente identificables. El enfoque más eficaz en estanques que comienzan “limpios” es iniciar el proceso de limpieza con cantidades y frecuencia que reduzcan los niveles acumulados de materia orgánica de forma eficaz. Es fundamental iniciar con cantidades moderadas y aumentarlas de manera escalonada a medida que se progresa a través del ciclo.
Es importante destacar que ningún producto colonizará de forma permanente y constante entornos de producción altamente variables. Es imperativo que todos los elementos se agreguen en repetidas ocasiones. A medida que se ha ido probando y desarrollando el uso de las tabletas, se ha ido perfeccionando su uso. Por ello, nuestro enfoque se basa en observaciones de campo llevadas a cabo en muchos entornos de estanques de camarones y peces.
¿Cuándo se usa?
Esperar hasta que se alcancen n veles elevados de materia orgánica acumulada compromete la eficacia de las bacterias, ya que su potencial se ve reducido si se usa en las primeras etapas del ciclo (o incluso antes). Es crucial aumentar gradualmente la dosis y la frecuencia de aplicación a medida que progresan los ciclos. Los estanques que no han sido tratados y que han sido utilizados de manera más o menos continua pueden presentar niveles significativos de materia orgánica acumulada que las bacterias no son capaces de digerir en un tiempo razonable, a menos que se esté dispuesto a usarlos sin añadir fuentes de materia orgánica durante un periodo prolongado, es decir, en estanques sin animales. Usar el producto en función de cómo funcione en sus estanques, le garantizará la máxima rentabilidad posible.
¿Dónde se usa?
El desarrollo de las tabletas se llevó a cabo con el propósito específico de aplicarlas en aquellas zonas de los estanques donde se acumula materia orgánica. Actualmente, existen dispositivos portátiles que se incorporan a los sistemas de alimentación automáticos y que dispersan las esporas en el entorno de las áreas de alimentación (para obtener información adicional, no dude en solicitarla). Las bacterias presentes en nuestros productos son móviles, es decir, poseen flagelos y son capaces de desplazarse por sí mismas a través del medio ambiente. Por su pequeño tamaño, estas bacterias son altamente móviles y se desplazan con facilidad ante cualquier movimiento del agua, como la aireación o el movimiento de los organismos.
A medida que las tabletas se disuelven, las bacterias que germinan en contacto con el sedimento pueden moverse a través de él. Algunos clientes han comprobado que, al empujarlas hacia el sedimento húmedo, todo el contenido de esporas germina y actúa sobre el sedimento anaeróbico que las rodea. Esto reduce los niveles de sulfuro de hidrógeno y degrada la materia orgánica, dando como resultado sedimentos más saludables. El entorno donde se usan los productos influye en la forma cómo deben emplearse.
Por ejemplo, si son estanques antiguos de tierra con densidades bajas o moderadas (supongamos 30 o menos por m2) que se dejan descansar durante semanas o meses para que el sol seque la materia orgánica restante y la destruya, o se elimine físicamente, la mejor manera de emplear el producto no será la misma que si se usa en un estanque revestido con densidades más altas y sumideros.
Es importante destacar que cada estanque presenta una composición microbiana única, lo que requiere una adaptación cuidadosa de la estrategia de aplicación de estos productos para asegurar su máxima eficacia. Se recomienda el uso del Bacillus en los casos en los cuales se considere pertinente. La mayoría de los acuicultores pueden señalar con precisión las áreas donde se producen las peores acumulaciones después de la cosecha.
Es importante que cualquier producto empleado en la acuicultura ofrezca una relación costo-beneficio óptima. El objetivo es influir de manera directa en los costos generales de producción, incidiendo favorablemente en los factores que contribuyen a la rentabilidad. El uso de bacterias en tabletas en dosis bajas, con una frecuencia semanal o quincenal, en estanques con altas densidades y altos niveles de acumulación de materia orgánica, no suele generar los resultados deseados.
En resumen, los productos a base de esporas deben añadirse en niveles bajos al principio y aumentar gradualmente las dosis y la frecuencia a medida que avanza el ciclo. Esta metodología garantiza la determinación de la dosificación más efectiva y asegura un uso rentable de los recursos. La determinación de la utilidad debe basarse en la cantidad de materia orgánica en el sistema, en lugar de un enfoque formulista que defienda el uso de los productos en los mismos niveles y con la misma frecuencia a lo largo del ciclo de producción.
Como se observó en las pruebas llevadas a cabo en Belice y en otros múltiples lugares, su uso apropiado puede generar muchas ventajas cuya continuidad es posible anticipar una vez que se adaptan las tasas de uso del producto al contexto particular de cada uno.
* Stephen G. Newman es licenciado en Conservación y Gestión de Recursos (ecología) por la Universidad de Maryland y doctor en Microbiología Marina por la Universidad de Miami. Tiene más de 40 años de experiencia trabajando en diversos temas y enfoques de la acuicultura, como la calidad del agua, la sanidad animal y la bioseguridad, con especial atención al camarón y los salmónidos. Fundó Aquaintech Inc. en 1996 y sigue siendo su director general. Se centra en la prestación de servicios de consultoría sobre tecnologías microbianas y bioseguridad en todo el mundo. sgnewm@aqua-in-tech.com www.aqua-in-tech.com www.bioremediationaquaculture.com www.sustainablegreenaquaculture.com
