En cuanto al estado de aprovechamiento y de conservación del bocachico en la industria colombiana este pez representa la principal especie de pesquería artesanal por lo cual el bocachico ha venido siendo capturado en estados juveniles o preadultos que no superan los 25 cm de la talla mínima legal y estableciendo que la especie alcanza su madurez sexual entre los 20 y 25 cm, se ha venido evidenciando una disminución progresiva de su biomasa desovante (Valderrama y Solano 2004, citados en Libro rojo de peces dulceacuícolas de Colombia, 2012). El uso generalizado de prácticas y artes de pesca destructivos como el taponamiento de las ciénagas durante los periodos de migración de la especie, los trasmallos, los barbascos, y la dinamita además de las hidroeléctricas y minería han contribuido a su declinación. En un sentido estrictamente biológico, la pesca de subienda y bajanza minimiza el potencial reproductivo de la especie y lo categoriza como una especie vulnerable (Libro rojo, et al. 2012). Vale la pena señalar que desde el 2014 al 2016 la AUNAP ha sembrado más 22 millones de alevinos de bocachico, labor que demandó una inversión cercana a los 4.000 millones de pesos, además viene trabajando de la mano de asociaciones de pescadores campañas por el respeto a las tallas mínimas, vedas y el desarrollado de buenas prácticas pesqueras amigables, sostenibles y responsables con el medio ambiente.

 

Po otro lado, según Mosquera (2001), esta especie ha sido considerada como alternativa para la piscicultura extensiva y semiintensiva por las ventajas que representa su régimen alimentario detritívoro. Su cultivo se realiza a densidades menores de 1 pez/m², siendo común en policultivos con especies omnívoras. En la Estación Piscícola de Repelón de la AUNAP en el 2013 se produjeron 7.000.000 alevinos/año (Dorado, com pers, 2014) y se avanza en el desarrollo de tecnologías que permitan duplicar esa producción para atender los compromisos de fomento y repoblamiento en el Bajo Magdalena; mientras que en Córdoba se produjeron 8.000.000 alevinos/años entre las estaciones estatales y privadas, la mayor parte de esta producción (80%) es destinada a repoblamiento en la cuenca del río Sinú (Atencio, 2015).

 

Sin embargo, esta industria aún se tiene desconocimiento de innumerables variables tecnológicas, lo que afecta negativamente su consolidación en el país. Para la FAO la problemática en la industria acuícola de Colombia requiere la implementación de planes de investigación en nutrición a corto y mediano plazo, y de aplicación rápida en granjas comerciales, estaciones de fomento, laboratorios de investigación y servicio (Ocampo et al., 2010). Una de esas nuevas tecnologías poco explorada en la industria colombiana es la que tiene que ver con la utilización de probióticos como alimento suplementario en la dieta de los peces criados en estanques.

 

Es así que considerando que son pocos los estudios que se tienen en Colombia acerca del uso de probióticos en la alimentación de Prochilodus magdalenae, el presente trabajo pretende evaluar si la levadura, Saccharomyces cerevisiae, es funcional para promover el desempeño productivo y la sobrevivencia de los alevinos de la especie. Para dicho propósito se evaluó su influencia sobre el crecimiento, en términos de ganancia en peso y tasa de crecimiento específico, la eficiencia de utilización de proteína más su sobrevivencia. Para ello contamos con el apoyo del laboratorio de Ictiología de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá.

 

1. Planteamiento problema

 

Pensando en el papel ecológico del bocachico como organismo detritívoro en los diferentes sistemas acuáticos, loticos y lenticos, presentes en la cuenca del rio Magdalena , donde en numerosas ocasiones la producción heterotrófica constituye un suministro de energía mayor de lo que supone la producción primaria, debido a que frecuentemente en las cabeceras de los cauce de los ríos existe un bosque de ribera que limita la entrada de luz o en los tramos bajos, donde la turbidez del agua limita, igualmente, la producción primaria (Vidal y Suarez, 2008). La ausencia de esta especie puede llegar a causar el decremento de la materia orgánica transportada río abajo, provocando el estancamiento de la producción primaria desfavoreciendo el flujo de nutrientes hacia los otros sistemas y las oscilaciones de oxígeno y temperatura asociadas a crecimientos de productores primarios, así como lo han mostrado ya algunos estudios.

 

El descenso en el número de individuos recolectados en la pesca del bocachico es preocupante; se ha establecido que la sobrepesca es el principal factor que ha incidido en la drástica disminución de sus volúmenes de captura y consecuente reducción continua en las tallas medias de captura (Valderrama et al. 2011c). El uso generalizado de prácticas y artes de pesca destructivos como el taponamiento de las ciénagas durante los periodos de migración de la especie, los trasmallos, los barbascos y la dinamita han contribuido a su declinación (Mojica et al., 2012).

 

Otro factor que aún no se ha evaluado, pero con una fuerte incidencia negativa sobre esta y otras especies dependientes de los planos de inundación, es la práctica extendida por los ganaderos y agricultores de desecar las ciénagas mediante la construcción de canales y diques. De esta manera se han transformado en pastizales y humedales, restando importantes hábitats disponibles a los peces. Igualmente, la fuerte alteración de hábitat y deforestación a que ha sido sometida toda la cuenca Magdalena, ha repercutido en el colapso de las pesquerías de la cuenca (Galvis y Mojica 2007). Esto indica una importante disminución de esta especie debido a la sobreexplotación y a la alteración de los ecosistemas donde habita el bocachico.

 

Si bien hace unas décadas atrás un grupo de acuicultores, la autoridad acuícola del país, centros de investigación y la alcaldía, en el departamento del Huila, Meta, Antioquia, Córdoba y Atlántico principalmente, comenzaron a experimentar el cultivo de especies nativas de agua dulce; esfuerzo importantes se han hecho en el Bocachico (Prochilodus magdalenae), el capaz (Pimelodus grosskopfii) y el blanquillo (Sorubim cuspicaudus) del magdalena entre otras. Sin embargo, cerca del 90% de la acuicultura continental se encuentra en la Tilapia, Trucha y Cachama, siento la Tilapia la mayor exponente con un 63% de la producción total piscícola (Merino et al., 2014).

 

Por la expansión del cultivo de bocachico, la creciente demanda de alevinos y por la ejecución de programas de repoblamiento en las principales cuencas hidrográficas del país se requiere optimizar la tecnología de producción de alevinos de esta especie, con énfasis en el manejo de la primera alimentación, la calidad del agua y los alimentos usados en esta fase como zooplancton y artemia (Prieto & Atencio, 2008). Para esto es importante la investigación e implementación de nuevas tecnología como lo son el uso de probióticos, que permita al acuicultor aumentar la producción y que a su vez facilite el repoblamiento de las especies ícticas colombianas.

En la mayoría de las estaciones piscícolas colombianas la producción de alevinos de bocachico se caracteriza por la siembra de las postlarvas, una vez inician la alimentación exógena, directamente en los estanques en tierra donde se transforman en alevinos. Este manejo ofrece bajas e inestables tasas de sobrevivencias finales. Pero en otras estaciones se práctica el manejo de la primera alimentación con zooplancton silvestre o con nauplios de Artemia sp recién eclosionados y luego de dos a cuatros días de alimentación las postlarvas son sembradas en los estanques de alevinaje (Atencio, 2003).

 

En los últimos 20 años el nivel de aprovechamiento aumentó de 41% a 63%, pasando a un estado de plena sobreexplotación entre 2006-2007. La grave situación de esta especie indica que, si la tendencia no se revierte a través de la implementación de medidas urgentes de ordenación, las pesquerías del bocachico podrían colapsar en los próximos 15 años (Valderrama, et al., 2015).

 

Por último, cabe mencionar que en Colombia, a pesar de que actualmente se usan probióticos comerciales en el cultivo de organismos acuáticos, no se han realizado estudios en los que se evalúe a profundidad los beneficios de su aplicación, así como resolver otras preguntas cómo comparar el efecto de los probióticos vivos con las células inactivas, como lo proponen Villamil et al. (2003b) y Gatesoupe (2008), o probar otros compuestos como bacteriocinas. Cabe mencionar que los productos de probióticos que se comercializan en el país son importados, por lo cual la realización de proyectos encaminados a obtener una formulación de probióticos con aislados bacterianos y micóticos nativos a escala comercial que pueda ser probado con las características propias de nuestros cultivos, sería un importante avance en la prevención de las enfermedades que afectan dramáticamente el sector acuicultor (Villamil & Martinez, 2009).

 

Ya que en Bocachico es limitado lo que se ha realizado con probióticos debe ser de vital importancia, por su hábito alimenticio detritívoro, investigar en nuevas forma de alimentarlos con microorganismos que faciliten la degradación de la materia orgánica y aumenten su respuesta inmune reflejada en su sobrevivencia. En este sentido es necesario implementar probióticos en el cultivo de esta especie de tal manera que en los alevinos se fijen esos microorganismos en el sistema digestivo permitiéndoles un mejor desarrollo en las diversas etapas de cría.

 

2. Objetivos

 

2.1. General

 

Evaluar el crecimiento de alevinos de Bocachico alimentados a través de una dieta que contiene Saccharomyces cerevisiae como potencial probiótico.

 

2.2. Específicos

 

Estudiar la efectividad del probiótico en la sobrevivencia de los alevinos en el segundo periodo crítico del crecimiento.

Determinar cuál de los tratamientos utilizados es el más efectivo en el crecimiento y sobrevivencia de alevinos.

Analizar el posible efecto biorremediador que tiene el probiótico en la calidad del agua del cultivo de peces.

 

3. Marco referencial

 

La importancia de evaluar la implementación de probióticos en la nutrición del pez bocachico, permite establecer parámetros para la inclusión y mejoramiento en la dieta en fases de alevinaje para la sobrevivencia y un desempeño productivo de estos en su fase adulta. A continuación, se presenta un marco conceptual y de antecedentes de una selección trabajos e investigaciones relacionados al uso de probióticos, con el fin de ampliar el panorama de este estudio para evidenciar sus diferentes modelos teóricos y los resultados emanados de estos.

 

3.1. Conceptos

 

Los peces y en si los animales y seres humanos están expuestos constantemente a toda una gama de microorganismos presente en su medio, lo que ha suscitado diferentes debates acerca de su presencia, si son hospederos o transeúntes de la microbiota intestinal. Los estudios en el tema han facilitado el entendimiento de mecanismos acción de los probióticos en el hospedero, entre ellos por nombrar algunos, la competencia por nutrientes, la modulación de la respuesta inmunitaria no específica, la producción de compuestos antimicrobianos, la competencia por el sitio de fijación en el tracto gastrointestinal, entre otros que se han evidenciado en experimentos in vitro e in vivo.

 

3.1.1. Definición Probiótico

 

Los probióticos han sido modificados en su significado a través de los años. Es así como en 1968, se definió como un suplemento microbiano que se administra a animales y humanos. Para 1989 Fuller lo redefinió como un microorganismo vivo que se administra al hospedero suplementado en el alimento para beneficiar el balance microbiano intestinal. Posteriormente, el término fue usado para referirse a un adyuvante dietario microbiano administrado de tal manera que se mantenga vivo dentro del tracto gastrointestinal, y que beneficie la fisiología del hospedero modulando el sistema inmune, así como mejorando el balance microbiano mediante la prevención de la colonización de bacterias indeseables en el tracto intestinal (Gatesoupe, 1999; Naidu et al., 1999).

 

Verschuere et al. (2000) dieron una definición más amplia de los probióticos como microorganismos vivos que tienen efectos benéficos en el hospedero mediante la modificación de la microbiota asociada, al incremento del aprovechamiento de la comida, el mejoramiento de la respuesta a enfermedades y de la calidad del ambiente. Sin embargo, en este punto es importante señalar que las bacterias que simplemente cumplen alguno de estos roles, tales como la producción de nutrientes esenciales para el aprovechamiento de las especies cultivadas, o bacterias que solamente ejercen una función específica de biorremediación en el medio ambiente, no deben considerarse como probióticos.

 

3.1.2. Mecanismos de acción de los probióticos

 

Las bacterias que han sido reconocidas por la mayoría de los científicos para la inclusión en la lista de probióticos son principalmente las bacterias lácticas (bifidobacterias, lactobacillus, steptococcus), que se utilizan para la fabricación de yogurt y productos lácteos fermentados y algunas levaduras tales como: Saccharomyces boulardii y Saccharomyces cerevisiae. (Gibson, 1995; Pérez, 2004)

 

3.1.3. Colonización y adhesión del tracto intestinal

 

En acuicultura, la información disponible indica que las bacterias aisladas de animales cultivados o de su entorno tienen mayor capacidad de adhesión al mucus gastrointestinal y a los tejidos, que las de otras bacterias foráneas que suelen ser transitorias, por lo que surge la necesidad de que los probióticos sean continuamente administrados, ya sea como suplemento en el alimento o a través del agua de cultivo (Ringø y Gatesoupe, 1998; Villamil et al., 2009). Además, se ha documentado que aislados microbianos de un organismo pueden colonizar otras especies cultivadas, indicando así la falta de especificidad para la colonización del tracto digestivo (Ringø, 1999; Villamil et al., 2009).

 

3.1.4. Producción de compuestos benéficos

 

Las levaduras y bacterias marinas pueden llegar a ser un recurso de proteína importante en el mejoramiento del aporte nutricional de algunas especies cultivadas, gracias a su aporte de aminoácidos que contienen (Brown et al., 1996). Por otro lado, se ha demostrado la alta producción de ácidos grasos de cadena corta a partir de ciertos aislados de bacterias intestinales (Yazawa, 1996). De igual manera, los lípidos producidos por microorganismos marinos se han descrito como de sustancias de gran importancia para la nutrición de especies acuáticas específicamente tilapia y rodaballo (Kiha y Sakata, 1997; Villamil et al., 2009).

 

3.1.5. Funciones en el sistema inmune

 

Sólo trabajos recientes han demostrado la incidencia de los probióticos en las funciones del sistema inmune. Irianto y Austin (2002) describieron un incremento en parámetros celulares, como el número de eritrocitos, linfocitos y macrófagos y un aumento de la actividad lisozímica de Salmo salar, Oncorhynchus mykiss y Scophthalmus maximus alimentados con probióticos seleccionados, tanto Grampositivos como Gram negativos. Villamil et al. (2002) evaluaron los efectos inmunomoduladores de varias cepas de LAB de origen terrestre, encontrando que L. lactis viable e inactivado por calor incrementa funciones inmunitarias de rodaballo (S. maximus), como quimioluminiscencia de macrófagos de riñón anterior y concentración de lisozima en suero (Villamil et al., 2009).

 

Al igual que en estudio del género Saccharomyces han encontrado que contiene grandes cantidades de ß-glucanos en su pared celular, que actúan como promotores de la activación inespecífica del sistema inmune. Estos compuestos, son polímeros de glucosa con uniones beta-(1-3) que se pueden encontrar en forma de partículas o en forma soluble y tienen capacidad inmunoestimulante, mediante la estimulación de macrófagos y neutrófilos y de esta manera protegiendo al huésped de infecciones, ya que en situaciones de estrés se producen y liberan corticoides endógenos, que deprimen la respuesta inmune y se genera un desequilibrio en la flora intestinal, situación propicia para la colonización por patógenos (Pelizon et al, 2003).

 

También en el trabajo experimental “Evaluación del crecimiento de un cultivo de Daphnia magna alimentado con Saccharomyces cereviseae y un enriquecimiento con avena soya” realizado por Ocampo y colaboradores en el 2010, emplearon una dieta de Saccharomyces cereviseae y un medio de enriquecimiento con ácidos grasos (n-6) proveniente de harina avena-soya, donde hallaron diferencias altamente significativas (p<0.01) para el efecto del tratamiento con una concentración de 25 ppm Saccharomyces cereviseae + harina de avena-soya a una concentración de 25 ppm. De igual forma observaron una diferencia significativa (p<0.05) en el tratamiento con Saccharomyces cereviseae a 12.5 ppm + harina de avena-soya 25 ppm sobre el crecimiento poblacional de los cladóceros. En el resto de los tratamientos no se observaron diferencias significativas (p>0.05). Se evidenció que la combinación de estos componentes en sus concentraciones más altas potenció el crecimiento de la Daphnia magna, alcanzando un número de microcrustáceos de 826ª Daphnias/L ± 9.57. Se puede concluir que los cladóceros por sus características de crecimiento en cultivo presentan adaptación inmunológica favorable a las condiciones de manejo para la producción de biomasa útil como alimento vivo en acuicultura.

 

3.1.6. Incidencia en la calidad de agua

 

Resientes estudios asociados al uso de probióticos han venido mostrado como estos inciden en el mejoramiento de la calidad de las aguas tratadas en la industria acuícola. En el estudio realizado por Melgar y otros (2012), llamado “Efecto de microorganismos con potencial probiótico en la calidad del agua y el crecimiento de camarón Litopenaeus vannamei en cultivo intensivo”, analizaron el efecto de una mezcla comercial de microorganismos con potencial probiótico (Rhodopseudomonas palustris, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus caseicon y Saccharomyces cerevisiae), en la calidad del agua y sedimento, así como en el crecimiento de postlarvas de L. vannamei en un sistema de cultivo intensivo. Tratamiento 1 (C), estaques sin dosificación del producto (control), tratamiento 2 (EM1), estanques adicionados con una dosis de 4L/ha, y tratamiento 3 (EM2), estanques adicionados con dosis de 10L/ha. Los resultados arrojaron una diferencia significativa en las mediciones ambientales de calidad de agua entre el tratamiento control y los tratamientos dosificados con la mezcla probiótica. Los tratamientos EM1 y EM2 mantuvieron significativamente regulados los valores del pH (EM1, 8.03±0.33; EM2, 7.77±0.22) y redujeron las concentraciones de nitrato (EM1, 0.64±0.25mg/L; EM2, 0.39±0.26mg/L). El tratamiento EM2 presentó la mayor remoción de materia orgánica (1.77±0.45%). El tratamiento EM1 mejoró la TCE (2.69±0.35%/d) y FCA (1.46±0.20). Los tratamientos EM1 y EM2 presentaron mayor supervivencia con 61±8.76% y 60±10.5%, respectivamente.

 

Se ha propuesto que las bacterias del género Bacillus seleccionadas como probióticos pueden convertir la materia orgánica en CO₂, en contraste con las bacterias Gramnegativas que se caracterizan por convertir materia orgánica en biomasa bacteriana o limo (Dalmin et al., 2001). Laloo et al. (2007) comprobaron la capacidad de tres aislados del género Bacillus para disminuir las concentraciones de nitritos, nitratos y amonios en el agua de cultivo de peces ornamentales. Este mismo fenómeno también fue observado por Kim et al. (2005) en B. subtilus, B. cereus y B. licheniformis, quienes atribuyen estos efectos a mecanismos tales como bioacumulación, bio-asimilación y nitrificación (Villamil et al., 2009).

 

3.2. Fundamentos generales del alimento vivo

 

Varias investigaciones de especies neotropicales de agua dulce han demostrado la necesidad de uso de alimento vivo. La composición bioquímica del zooplancton para los peces es importante, siendo considerado el alimento que contiene la mayoría de las sustancias nutritivas y que sirve como base para las dietas experimentales. Principalmente, el valor nutritivo se basa en el contenido de aminoácidos y ácidos grasos esenciales, entre otros elementos que favorecen el crecimiento y la sobrevivencia de las postlarvas (Prieto & Atencio, 2008).

 

Un ejemplo de ello es el trabajo presentado por Romo (2014), denominado “Efecto del alimento vivo Daphnia magna y enchytraeus buchholzi en juveniles de apistogramma cacatuoides en condiciones de cautiverio, en la ciudad de palmira, valle del cauca”. Cuyos resultados mostraron que el tratamiento con el gusano grindal (T2) fue estadísticamente superior a los otros tratamientos, donde la tasa de crecimiento simple fue del 2.25%, seguido de la dieta con pulga de agua (T1) con 2.17% y finalmente el alimento balanceado (T0) con 1.86%, en el cual el incremento de talla y sobrevivencia fue mayor en los tratamientos con alimento vivo.

 

3.2.1. Aspectos generales de la levadura

 

La Saccharomyces cerevisiae, es un hongo cuya pared celular contiene de 6 a 8 % de proteína, un promedio de 8.5 - 13.5 % de lípidos y un gran porcentaje de vitamina B (tiamina, riboflavina, ácido fólico, etc.), empleado como dieta en tilapia nilótica (Oreochromis niloticus (L.)), por su capacidad de potenciar la respuesta inmune y el crecimiento, debido a que posee inmunoestimulantes como: los β-glucanos y manano oligosacáridos (MOS) (Abdel-Tawwab et al., 2008; Ocampo et al., 2010), Además S. cerevisiae es una microorganismo anaerobio facultativo: transformando azúcar a la misma velocidad, la levadura aeróbica produce dióxido de carbono, agua y una producción relativamente alta de nueva levadura, mientras que crecida anaeróbicamente tiene una velocidad relativamente lenta de crecimiento, que se acopla a una alta conversión de azúcar en alcohol y dióxido de carbono. Dentro de sus requerimientos nutricionales se encuentra el carbono, como el mayor compuesto encontrado en la célula, utilizando para su metabolismo glúcidos como hexosas, disacáridos y trisacáridos. El nitrógeno, es utilizado en forma de ión amonio y es utilizado en aminoácidos, vitaminas y nucleótidos. Otros elementos como fósforo, azufre, potasio, magnesio, calcio, zinc y manganeso son importantes dentro de su metabolismo (Bouix, 2000).

Al encontrarse activa o viable con un conteo de 10 mil a 20 mil millones de células vivas por gramo, esta levadura se utiliza principalmente como probiótico, algunas de sus funciones reportas por Agarwal et al (2000), son:

 

• Promotor de crecimiento

• Aumenta la producción de vitamina B.

• Mayor ganancia de peso.

• Rápida digestión de algunos alimentos.

• Acción estimulante de la inmunidad.

• Mejora la asimilación de nutrientes.

• Corrige el balance de la población microbiana

 

3.2.2. Aspectos generales del Zooplancton

 

EL rotífero Philodina sp. es un género filtrador de partículas orgánicas en suspensión (bacterias, detritus, algas, levaduras, protozoos), tiene una longevidad de 48 días promedio, la hembra pone 45 huevos y el intervalo de una generación a otra es de cuatro días. La composición nutricional varia de 6.0% a 7.9% de proteína cruda, 1.4% a 3.7% de lípidos, 0.16mg/g de calcio y 1.1 a 1.5gm/g de fosforo (Watanabe et al., 1983; Corral et al. 2000). Su tamaño varía entre 320-540μm.

 

El perfil de aminoácidos reportado para Daphnia sp. es tirosina (4.27%), triptófano (3.62%), arginina (10.92%), histidina (2.69%), cistina (1.17%), metionina (3.45%) (Torrentera y Tacón, 1989; Ocampo, Botero & Restrepo, 2010). Su valor nutricional en cuanto a proteína y grase en base seca es de 70% de proteína y 13% de grasa (Díaz, et al,. 1996; Ocampo et al. 2010). Su tamaño varía según su sexo entre las 2000μm y 6000μm.

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3.2.3. Aspectos generales del Fitoplancton

 

La Chlorella sp. es una microalga redonda, con membrana muy fina y cloroplastos acampanados, gran vacuola excéntrica. Su tamaño esta entre 5 y 10μm. El valor nutricional representa 42-58% de proteína de su biomasa. En condiciones óptimas de crecimiento, esta puede alcanzar 5-40% lípidos por peso seco de biomasa y de carbohidratos oscila entre 12-55% (Safi., et al, 2014).

 

El Chlorogonium sp. se caracteriza por tener dos vacuolas contráctiles en forma de halterios y dos flagelos de la misma proporción, su tamaño oscila entre 20μm y 45μm. se reporta un valor nutricional de 52-60% de proteína peso seco de la biomasa, el contenido de ácidos grasos representa el 3.5-5% del peso y de carbohidratos oscila entre 10.4-25% (Kreuzberg., et al, 1990).

 

3.3. Biología del bocachico

 

El bocachico es un pez detritívoro endémico de Colombia. Habita en toda las zonas bajas de los sistemas del Magdalena, Sinú y Atrato, hasta aproximadamente los 1000 m s.n.m. Por el río Cauca alcanza a remontar a la cuenca alta hasta los 1500 m s.n.m. debido a la pendiente suave (Mojica, et al. 2012).

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3.3.1. Clasificación taxonómica

 

La clasificación taxonómica del Bocachico del rio magdalena fue descrita por el especialista Steindachner (1879). La posición taxonómica del pez se define como: