EVALUACION COMPARATIVA DEL EFECTO DEL EXTRACTO PITUITARIO DE CARPA (EPC) Y GONADOTROPINA CORIONICA HUMANA (HCG) EN LA REPRODUCCION INDUCIDA DEL BAGRE DEL PATIA (Rhamdia quelen) EN CONDICIONES DE CAUTIVERIO

ALBA LUCY ORTEGA SALAS CARLOS JULIO RODRGUEZ VARGAS

UNIVERSIDAD DE NARIO FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS PROGRAMA DE INGENIERIA EN PRODUCCION ACUCOLA PASTO- COLOMBIA 2004

EVALUACION COMPARATIVA DEL EFECTO DEL EXTRACTO PITUITARIO DE CARPA (EPC) Y GONADOTROPINA CORIONICA HUMANA (HCG) EN LA REPRODUCCION INDUCIDA DEL BAGRE DEL PATIA (Rhamdia quelen) EN CONDICIONES DE CAUTIVERIO

ALBA LUCY ORTEGA SALAS CARLOS JULIO RODRGUEZ VARGAS

Tesis de grado presentado como requisito parcial para optar al titulo de Ingenieros en Produccin Acucola

Presidente JORGE NELSON LOPEZ MACIAS M.V.Z., M. Sc., Ph.D (C)

Copresidente ALVARO RENAN CAJAS BILOGO

UNIVERSIDAD DE NARIO FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS PROGRAMA DE INGENIERIA EN PRODUCCION ACUCOLA PASTO-COLOMBIA 2004

Nota de aceptacin: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________

_______________________________________ ARIEL GOMEZ CERON Jurado delegado

______________________________________ ARMANDO ARROYO OSORIO Jurado

_______________________________________ JORGE NELSON LOPEZ MACIAS Presidente

San Juan de Pasto. Diciembre 7 del 2004

Las ideas y conclusiones aportadas en el trabajo de grado son responsabilidad exclusiva de sus autores. Articulo 1 del Acuerdo No. 324 de octubre 11 de 1966, emanado del Honorable Consejo Directivo de la Universidad de Nario.

Dedico a: Dios Mis padres: Nevar y Omaira Mi hermano: Jairo Andrs Abuelos: Clementina, Jess, Celina, Fabio. Tos: Javier, Olmedo, Amparo, Silvio, Elsevier y dems familiares. Amigos: Julia, Ivn, Ana, Ral y compaeros de semestre, en especial a mi mejor amigo Carlos Rodrguez y familia.

No basta dar pasos que un da puedan conducir a una meta sino que cada paso a de ser una meta, sin dejar de ser un paso.

Alba Lucy Ortega Salas

Dedico a: Dios Mis padres: Mis hermanos: Mi sobrino: Mis familiares A mi mejor amiga: Mis amigos: Lucy Carolina, Ivn ,Ral, Claudia, Johana, Julia, Ana y compaeros de semestre A Los que disfrutan de la naturaleza y en especial de los peces Jos y Mayra Andrs y Marcela Camilo

Ayudar a los dems no es solo parte del deber sino de la felicidad. En la sencillez esta el secreto de lo verdaderamente grande. No hay que amar lo que se hace sino hacer lo que se ama.

Carlos Julio Rodrguez Vargas

AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus ms sinceros agradecimientos a: Jorge Nelson Lpez Macias Ariel Gmez Cern Armando Arroyo lvaro Renn Cajas Jaime Mauna Carlos Solarte Portilla Carlos Espejo Gonzles Bernardo Baldisserotto Marco Antonio Imuez Lus Alfonso Solarte Lismar Urbano Sandra Espinosa Rodrigo Zamora Francisco Torres Piedad Meja Santacruz Oscar Meja Santacruz M.V.Z.,M.Sc., Ph. D(C) Bilogo Zootecnista Bilogo Bilogo Zootecnista., Ph.D MVZ., M.Sc Dr. en Fisiologa de peces. UFSM. Brasil Zootecnista Secretario de la facultad Bilogo Ingeniera en Produccin Acucola Ingeniero en Produccin Acucola Economista Secretaria del Programa IPA Economista

A todo el cuerpo de trabajadores de la Estacin Pisccola Las Tallas y la Corporacin Regional del Cauca (CRC) A todas las personas que de una u otra manera colaboraron en el desarrollo y culminacin de este trabajo.

CONTENIDO pg. INTRODUCCIN 1. DEFINICION Y DELIMITACION DEL PROBLEMA 2. FORMULACION DEL PROBLEMA 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 4. MARCO TEORICO 4.1 GENERALIDADES DE LOS SILRIDOS 4.2 CARACTERISTICAS DE LA FAMILIA Pimelodidae 4.3 BIOLOGIA DEL BAGRE DEL PATIA (Rhamdia quelen, Quoy & Gaimard, 1824) 4.3.1 Clasificacin taxonmica 4.4 INFLUENCIA AMBIENTAL EN LA REPRODUCCIN 4.5 FISIOLOGIA DE LA REPRODUCCIN 4.5 .1 Sistema reproductor en peces 4.6 ENDOCRINOLOGA DE LA REPRODUCCON DE LOS TELEOSTEOS 4.7. NEUROENDOCRINOLOGA DE LA REPRODUCCIN 4.7.1 Glndula pineal 4.7.2 Hipotlamo 4.8 SOPORTE HORMONAL DE LA REPRODUCCIN 4.8.1 Hipfisis 4.8.2 Gonadotropinas 4.8.3 Esteroides 4.8.4 Ferohormonas 4.9 REPRODUCCION INDUCIDA 4.9.1 Tcnicas de induccin a la puesta 4.10 PRACTICA DE LA REPRODUCCIN INDUCIDA 4.10.1 Manejo de reproductores 4.10.2 Diagnostico del estado de madurez gonadal 4.10.3 Determinacin de la dosis hormonal 4.10.4 Va y mtodo de inyeccin 4.10.5 Intervalo del tratamiento 4.10.6 Desove 4.11 FECUNDACION ARTIFICIAL 4.11.1 Fertilizacin de huevos adherentes 4.12 INCUBACION 20 21 22 23 23 23 24 24 24 25 25 25 29 29 47 51 51 51 52 52 52 53 53 53 57 59 59 60 62 64 65 65 66 67 68

4.12.1 Desarrollo de los huevos 4.12.2 Tecnologa para la incubacin de huevos 4.13 LARVICULTURA 5. DISEO METODOLOGICO 5.1 LOCALIZACION 5.2 PERIODO DE ESTUDIO 5.3 INSTALACIONES Y EQUIPOS 5.3.1 Materiales, Insumos y Equipos 5.4 PLAN DE MANEJO 5.4.1 Adecuacin de las instalaciones 5.4.2 Captura de reproductores en su hbitat natural 5.4.3 Mantenimiento de los reproductores 5.4.4 Alimentacin 5.4.5 Seleccin de reproductores 5.4.6 Pesaje 5.4.7 Induccin a la ovulacin y desove 5.4.8 Desove inducido con hormonas 5.4.9 Fecundacin 5.4.10 Desarrollo e incubacin de huevos 5.4.11 Larvicultura 5.5 DETERMINACIN DE LAS CARACTERSTICAS FISICOQUMICAS DEL AGUA 5.6 TRATAMIENTOS 5.7 DISEO EXPERIMENTAL Y ANALISIS ESTADSTICO 5.8 FORMULACION DE HIPTESIS 5.8.1 Prueba de hiptesis para la covariable en la cantidad de oocitos obtenidos 5.8.2 Prueba de hiptesis para los tratamientos 5.9 VARIABLES EVALUADAS 5.9.1 Caractersticas reproductivas 5.9.2 Efecto de las hormonas 5.9.3 Anlisis parcial de costos 6. PRESENTACION Y DISCUSIN DE RESULTADOS 6.1 CARACTERISTICAS REPRODUCTIVAS 6.1.1 Caractersticas morfolgicas 6.1.2 Caractersticas morfomtricas 6.2 EVALUACIN COMPARATIVA DEL EFECTO DE LAS HORMONAS 6.2.1 ndice de ovulacin 6.2.2 Nmero de oocitos 6.2.3 Efecto de las hormonas en el porcentaje de fertilizacin 6.2.4 Efecto de las hormonas en el porcentaje de eclosin 6.3 ANLISIS PARCIAL DE COSTOS 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1 CONCLUSIONES

69 71 72 75 75 75 76 76 77 77 77 79 79 79 81 82 83 83 84 86 86 86 88 89 89 89 90 90 90 90 92 92 92 95 101 102 103 106 108 112 113 113

7.2 RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFA ANEXOS

114 115 119

LISTA DE TABLAS pg. Tabla 1. Dosis Hormonales para cada Tratamiento Tabla 2. Dosis hormonales empleadas por rplica Tabla 3. Escala de maduracin sexual para la especie R. quelen Tabla 4. Estadios de maduracin de los oocitos en el R. quelen Tabla 5. Peso, talla y factor de condicin para hembras y machos de R. quelen Tabla 6. Horas grado registradas en cada proceso Tabla 7. Tabla comparativa de las horas grado registrados en cada proceso Tabla 8. Porcentajes de hembras ovuladas Tabla 9. Tabla comparativa del porcentaje de hembras ovuladas con respecto a las tratadas Tabla 10. Ajuste de medias de tratamientos para la variable nmero de oocitos Tabla 11. Comparacin del nmero de oocitos producidos Tabla 12. Porcentaje de fertilizacin Tabla 13. Comparacin del porcentaje de fertilizacin Tabla 14. Porcentaje de eclosin Tabla 15. Cuadro comparativo del porcentaje de eclosin Tabla 16. Anlisis de costo variable total 87 88 94 95 97 100 101 102 103 104 105 107 108 108 110 112

LISTA DE FIGURAS pg Figura 1. Diagrama general del tbulo espermtico, y esquema del desarrollo gonadal desde espermatogonia hasta espermatozoide Figura 2. Diagrama general del espermatozoide Figura 3. Regulacin hormonal de la espermatognesis en el Testculo Figura 4. Regulacin hormonal de la motilidad espermtica Figura 5. Esquema general del producto sexual de la hembra Figura 6. Diagrama general de un oocito con su respectivo folculo ovrico Figura 7. Regulacin hormonal de la vitelognesis en los telesteos Figura 8. Biosintesis de 17 -Estradiol en el folculo de los teleosteos. P-450 see, Citocromo P-450 liberador de las cadenas laterales del colesterol ; 3 - HSD, 3 - hidroxiesteroide deshidrogenasa; P-450 17 , P 450 17-hidroxilasa; 17-HSD, 17-hidroxi-esteroide deshidrogenasa; P-450 arom., citocromo aromatasa P- 450 Figura 9. Condiciones ambientales y maduracin de los oocitos Figura 10. Regulacin hormonal de la maduracin de los oocitos en los telesteos Figura 11. Biosntesis de 17,20-dihidroxi-4-pregnen 3 ona en el folculo de los telesteos. P-450 see, Citocromo P- 450 liberador de las cadenas laterales del colesterol; 3 - HSD, 3 - hidroxiesteroide deshidrogenasa-isomerasa; P-450 17 , P 450 17-hidroxilasa; 17-HSD, 17-hidroxi-esteroide deshidrogenasa; 20-HSD, 20hidroxiesteroide deshidrogenasa Figura 12. Desarrollo del oocito Figura 13. Mecanismos que controlan la funcin reproductora de los telesteos Figura 14. Enlaces endocrinos de la cadena entre la recepcin de estmulos ambientales y la ovulacin. Los nmeros rodeados en un circulo sealan las etapas en las que la intervencin artificial ha sido por lo menos parcialmente efectiva para inducir la ovulacin de peces cautivos Figura 15. Niveles de intervencin externa que se pueden utilizar para inducir la maduracin y ovulacin Figura 16. Desarrollo del huevo Figura 17. Desarrollo de larva a alevino Figura 18. Estacin Pisccola Las Tallas 31 33 34 35 37 39 40

42 44 45

46 48 49

55 56 70 74 75

Figura 19. Implementos utilizados en Pesca Elctrica Figura 20. Estanque de especies nativas Figura 21. Pesca con chinchorro Figura 22. Observacin del grado de madurez de un macho mediante presin abdominal Figura 23. Hembra madura con abdomen abultado, papila genital dilatada y enrojecida Figura 24. Pesaje de un reproductor Figura 25. Aplicacin de la hormona va intramuscular Figura 26. Conteo por volumetra de los oocitos Figura 27. Mezcla de los huevos con el semen Figura 28. Incubadora flujo ascendente tipo bastidor Figura 29. Distribucin de tratamientos y replicas Figura 30. Gnada del macho Figura 31. Gnada de la hembra Figura 32. Ncleo en migracin Figura 33. ndice gonadosomtico en hembras y machos de R.quelen Figura 34. ndice hepatosomtico en hembras de R. quelen Figura 35. Extrusin de los oocitos de la hembra Figura 36. Huevos frtiles e infrtiles Figura 37. Huevo frtil Figura 38. Embrin en el momento en que rompe el corin observado al estereoscopio con magnificacin de 4x Figura 39. Larvas de R. quelen a las 32 horas de fertilizadas observadas al estereoscopio con magnificacin de 4x Figura 40. Larva de R. quelen a las 32 horas de fertilizada Figura 41. Alevinos de R. quelen

78 78 79 80 81 81 83 84 84 85 87 92 93 95 98 99 104 106 106 109 109 110 111

LISTA DE ANEXOS pg. Anexo A. Parmetros fsico-qumicos de las aguas Anexo B. Anlisis de covarianza para el nmero de oocitos Anexo C. Anlisis de varianza para el porcentaje de fertilizacin Anexo D. Anlisis de varianza para el porcentaje de eclosin 120 121 122 123

RESUMEN El presente estudio evalu la tcnica de reproduccin inducida de la especie ctica nativa Rhamdia quelen, pez considerado hoy en da en categora vulnerable pero de gran importancia no solo acucola sino tambin en la repoblacin de cuerpos de agua naturales. El estudio se realiz en la Estacin Pisccola Las Tallas adscrita a la corporacin Regional del Cauca, localizada en las coordenadas geogrficas: Latitud N 02 06 22 y Longitud W 077 25 15.4, a una altura sobre el nivel del mar de 670 m, precipitacin promedio anual de 2000 mm, temperatura media de 25.2C. En el ensayo se estudiaron 36 reproductores, con un peso promedio para las hembras de 217.91 +/- 48.14 g con tallas de 31.7 +/- 2.83 cm y para los machos un peso promedio de 137.20 +/- 13.18 g con tallas de 26.97 +/- 0.86 cm. Se utiliz un diseo completamente al azar conformado por 4 tratamientos, distribuidos en la siguiente forma: T0 reproduccin natural, T1 5.5 mg/kg de EPC, T2 5 UI/g de HCG y el T3 con 2 UI/g de HCG y 4 mg/kg de EPC. El T0 no present respuesta positiva. Los dems tratamientos fueron 100% efectivos en la induccin reproductiva, estimndose el efecto de las hormonas con relacin al ndice de ovulacin, nmero de oocitos, porcentaje de fertilizacin y de eclosin. Tomando el peso como covariable en el nmero de oocitos obtenidos, se determin que el T2, produjo la mayor cantidad de vulos (332.602 oocitos/Kg) con significancia estadstica. Sin embargo, los porcentajes fertilizacin y eclosin no representaron diferencias significativas entre los tratamientos T1,T2,T3, de tal manera que el porcentaje de fertilizacin fue de 32% para el T1, 31.09% para el T2 y 32.5% para el T3. El porcentaje de eclosin fue de 12 % para el T1, 9.43% para el T2, 11% para el T3. En cuanto al anlisis econmico se estableci que el tratamiento 1 registr la mejor relacin beneficio-costo con 1,22 U.

ABSTRACT The present study evaluates the artificial reproduction of the native species Rhamdia quelen, fish considered vulnerable at this time, but it is an ictic specie of great importance from the stand point of view of aquaculture and conservation. The study was developed in the Fish culture Station "the Tallas" belonged to the Regional Corporation of the Cauca, located in the geographical coordinateses of: latitude 02o 06' 22"N and length 077o 25' 15,4"W, to a altitude of 670 m.a.s.l, averange annual precipitation of 2000 mm, an average temperature of 25.24oC. Thirty six adult fish were evaluated, with an average weight of 217,91 +/- 48,14 g y total length of 31.7 +/- 2.83 for de females fish, and for the males an average weight of 137.20 +/- 13,18 g with total length of 26,97 +/- 0.86 cm. A completely ramdon design was used, made up four treatments distributed in the following way: T0 natural reproduction, T1 5,5 mg / /Kg of extract of hipofisis (EPC), T2 5 IU/g of Human Corionic Gonadotropin (HCG), and the T3 with 2 IU of HCG/g and 4 mg/kg of EPC. The T0 do not present positive answer. The other treatments were 100% effective for the artificial reproductive process from the point of view of ovulation index, number of oocitos, percentage of fertilization and eclosin furthermore secondary reproductive traits and spawning. The weight was considered like covariable in the number of mature oocitos obtained. Therefore the T2 with 5 IU/g of HCG, reported the greater amount of mature oocitos (332,602 oocitos/kg). The percentage of fertilization and eclosin did not present significant differences between T1, T2, T3 in such way the percentage of fertilization of 32% for T1; 31.09% for T2; 32.5% for T3. The percentage of eclosin was of 12% for the T1, 9.43% for the T2, 11% for the T3. The partial analysis of costs demonstrated that the best treatment according to the cost benefit relation was T1 with 1.22 U.

GLOSARIO CORTICOIDE: nombre genrico de las hormonas secretadas por las corticosuprarrenales y sus derivados sintticos; cuya funcin es regular el metabolismo. DOPAMINA: neurotransmisor inhibidor de las GnRH, encontrado en altas concentraciones en las terminaciones nerviosas de reas especificas del hipotlamo. ESTEROIDE: hormona derivada del esterol, nombre general de aquellos alcoholes derivados de un ncleo fenantreno cclico, al que se aade una cadena lateral mas o menos larga. Son un componente bsico de las hormonas sexuales y suprarrenales. ESTRGENO: sustancia hormonal que se sintetiza en el ovario, esta secrecin depende de las hormonas hipofisiarias. GAMETO: clula sexual que se une con otra en el proceso de la fecundacin. La clula que resulta de la unin de dos gametos se denomina cigoto; por lo general, ste experimenta una serie de divisiones celulares hasta que se constituye en un organismo completo. Gn RH: termino gentico utilizado para denominar la hormona liberadora de las gonadotropinas en los diferentes grupos de vertebrados GNADAS: son los rganos que producen los gametos y las hormonas sexuales. GONADOTROPINA: una de las hormonas implicadas en el funcionamiento del aparato reproductor masculino y del femenino. HOMEOSTASIS: proceso por el cual un organismo mantiene las condiciones internas constantes necesarias para la vida. HORMONA: mensajero qumico regulado y excitante funcional especifico, son sustancias relativamente simples con peso molecular poco elevado, derivada del colesterol, de los prtidos y de los aminocidos, la poseen los animales y los vegetales, regulando procesos corporales tales como el crecimiento, el metabolismo, la reproduccin y el funcionamiento de distintos rganos. OVULACION: proceso de liberacin de los oocitos a la cavidad ovrica.

INTRODUCCIN Colombia es el pas mas biodiverso del mundo en proporcin al rea, destacndose su riqueza ictiolgica continental y marina. Por esta razn, el estudio de especies cticas nativas se constituye en una prioridad frente a los riesgos ecolgicos que implica la explotacin de especies introducidas con fines acucolas. La acuacultura es uno de los subsectores agrcolas ms promisorios para aumentar la disponibilidad de protena y la generacin de divisas. Sin embargo, la acuacultura de las especies nativas esta limitada por la sobrepesca, la dificultad de la reproduccin natural de estas especies, la destruccin irracional de su hbitat y el alto grado de perturbacin de los ecosistemas acuticos; condiciones que afectan su abundancia y diversidad. Adems, la piscicultura continental se reduce casi exclusivamente al cultivo de organismos forneos como el camarn blanco (Pennaeus vannamei), la tilapia (Oreochromis sp) y la trucha (Oncorhynchus mikiss). Por consiguiente, se deben realizar investigaciones tendientes a aumentar la disponibilidad de alevinos de especies nativas, recuperar los hbitats, disminuir el esfuerzo pesquero ejercido sobre estos y mejorar en general el beneficio socioeconmico de la acuacultura en el pas. En la cuenca del Pata y en las vertientes de los ros Magdalena, Cauca, Orinoco, amazonas, se encuentra una de las especies de la familia Pimelodidae de importancia pesquera, el barbudo (Rhamdia quelen); el cual es un pez que segn Baldisserotto, et al1, presenta condiciones ideales para cultivo intensivo por su rusticidad a condiciones fisicoqumicas adversas, tolerancia a altas densidades de siembra, hbitos omnvoros en condiciones de cautiverio y buen sabor del filete. Desafortunadamente no ha trascendido su cultivo a nivel comercial por la imposibilidad de esta especie de reproducirla en confinamiento. Una solucin a este problema seria inducir la reproduccin del bagre del Pata (R. quelen) mediante hormonas, de tipo hipotalmico, hipofisiario o corinico. Por lo anteriormente expuesto, la presente investigacin se propuso evaluar comparativamente el efecto del extracto pituitario de carpa (EPC) y la gonadotropina corinica humana (HCG) en la reproduccin inducida del bagre del pata (R. quelen) en condiciones de cautiverio.

BALDISSEROTTO, Bernardo, et al. Densidade de estocaguem e crescimimento de alevinos do jundia Rhamdia quelen. En : Ciencia Rural. Vol. 30. (2000)

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1. DEFINICIN Y DELIMITACION DEL PROBLEMA

Las especies cticas nativas de Colombia estn siendo amenazadas por diferentes factores como la destruccin de sus hbitats, deforestacin de las partes altas de las cuencas hidrogrficas que traen consigo un mayor arrastre de partculas, y por tanto mayor grado de sedimentacin de los ros que hacen que vallan disminuyendo de caudal y por tanto las especies migratorias no pueden realizar sus desplazamientos migracionales, otros de los factores que mas afectan es la utilizacin indebida de sustancias agroqumicas y pesticidas, minera artesanal de batista y carbn que incrementan la cantidad de partculas en suspensin, amenazando gravemente los nichos de alimentacin, reproduccin y proteccin de muchas especies cticas nativas, lo mismo que la extraccin inadecuada de materiales de construccin de los ros, pesca ilcita con mallas y dinamita, al igual que la introduccin de especies exticas, trasplante de especies nativas, la alteracin de ecosistemas y flujos hidrolgicos por obras de Ingeniera como diques y represas construidas sin considerar criterios ambientales, la desecacin intencional de humedales. Las anteriores condiciones han disminuido peligrosamente las poblaciones naturales de nuestras especies cticas, impidiendo su reproduccin; como sucede con el barbudo (R. quelen), importante recurso ctico de la cuenca alta del ro Pata. Los estudios existentes sobre esta especie como los realizados por Bussing2 y Castro3, as como por otros autores se han enfocado exclusivamente en la dinmica poblacional, biologa y estadsticas pesqueras, sin realizar aportes tendientes a su conservacin y a implementar tcnicas que aseguren su continuidad.

BUSSING. William. Peces de las aguas continentales de Costa Rica. 2ed. San Jos, Costa Rica: Universidad de Costa Rica, 1998. p. 144. CASTRO, Daro. Peces del ro Putumayo. 2ed, Mocoa, Colombia: CORPOAMAZONIA, 1997. p. 110.3

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2. FORMULACION DEL PROBLEMA Cual es el efecto del extracto pituitario de carpa (EPC) y la gonadotropina corinica humana (HCG) en la reproduccin inducida de la especie (R. quelen) en condiciones de cultivo?

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3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Comparar el efecto del extracto pituitario de carpa (EPC) y la gonadotropina corinica humana (HCG) en la reproduccin inducida del bagre del pata (R. quelen) en condiciones de confinamiento. 3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS Identificar las caractersticas reproductivas de la especie R. quelen. Determinar la dosis efectivas de gonadotropina corinica humana (HCG) y extracto pituitario de carpa (EPC) en el proceso de maduracin final de las hembras. Cuantificar el efecto de las hormonas en el porcentaje de fertilizacin. Evaluar la accin fisiolgica de las hormonas en el porcentaje de eclosin. Realizar un anlisis parcial de costos en los diferentes tratamientos.

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4. MARCO TEORICO 4.1 GENERALIDADES DE LOS SILRIDOS Hoet citado por Hurtado4, describe las caractersticas de los Silridos, como peces de forma alargada y abultada. La mayora tiene el cuerpo casi cilndrico, anguiliformes y la piel sin escamas. Todas las aletas son blandas, pero en muchas especies se encuentran aletas de uno a tres radios, duros y osificados. Las barbillas son tpicas de los Silridos, a veces son muy largas y su nmero oscila entre uno y cuatro pares. Por causa de estas barbillas muchas especies reciben el nombre vulgar de peces gatos. Poseen numerosos dientes de pequeo tamao, dispuestos en bandas. Estos peces se mantienen generalmente en el fondo de ros y lagunas, que constituyen su medio predilecto y al oscurecer capturan peces y anfibios. Los Nematognatos o Silridos forman un grupo sumamente numeroso, con representantes en todos los continentes. En Sudamrica existen aproximadamente mil especies. 4.2 CARACTERISTICAS DE LA FAMILIA Pimelodidae Segn Bussing5, esta familia se distingue por carecer de escamas, por poseer dos pares de barbillas mandibulares y un par de barbicelos largos que se originan de los maxilares superiores. Poseen una aleta adiposa generalmente mas larga que la aleta dorsal. En la mayora de las especies, el primer radio de las aletas dorsal y pectorales es rgido y punzante, gran parte de las especies de esta familia son bentnicos y nocturnos; generalmente, durante el da, buscan escondites entre races o malezas. Esta familia es de distribucin neotropical, se extiende desde el sur de Mxico hasta Sudamrica, con excepcin de la parte templada al sur del paralelo 40.

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HURTADO, Hernn. Estudio histolgico del sistema digestivo del Capitn de la Sabana y anlisis fisicoqumico y microbiolgico de su hbitat para la su proteccin y conservacin como especie promisoria (Eremophilus mutisii). Al Verde Vivo. /Colombia. (Citado el 15 Octubre, 2003). Disponible en Internet: . p. 1. BUSSING, Op. cit., p. 141.

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4.3 BIOLOGIA DEL BAGRE DEL PATIA (Rhamdia quelen, Quoy & Gaimard, 1824) De acuerdo con Ortega6, la distribucin de la especie abarca desde el sur de Mxico hasta Argentina. En Colombia se encuentra en los ros Magdalena Cauca, Pata, San Juan y Atrato. Es una especie de hbitos crpticos que en el da se ocultan tras la vegetacin acutica, rocas y restos vegetales. Vive en pequeas quebradas, ros grandes y medianos con aguas tranquilas y de bajas corrientes. Con respecto a su morfologa, la cabeza es un poco deprimida con la boca terminal; la margen del ojo no se une a la piel de la cabeza; los huesos de la cabeza no se conectan con la aleta dorsal. Se alimenta de insectos acuticos, peces y material vegetal como frutos y flores que caen al agua. 4.3.1 Clasificacin taxonmica. La ubicacin Taxonmica del Bagre del Pata realizada por (Quoy y Gaimard, 1824) citados por Fishbase, es: Reino: Subreino: Phylum : Superclase: Clase: Orden: Familia: Genero: Especie: N.Cientfico: N.Vulgar: Animal Metazoa Chordata Gnatostomata Actinopterigios Siluriformes Pimelodidae Rhamdia quelen Rhamdia quelen Barbudo, capitn7

4.4 INFLUENCIA AMBIENTAL EN LA REPRODUCCIN Carrillo, et al8, comprobaron que las periodicidades medio ambientales influyen en diversas actividades biolgicas de los peces presentadas en determinados meses del ao, que posibilitan el xito de la adaptacin. Los factores ambientales que mayor influencia ejercen en la reproduccin son:

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ORTEGA, Armando, et al. Peces de la cuenca alta del ro Cauca: Riqueza Ictiolgica del valle del Cauca, Santiago de Cali: CVC, 2000, p. 46.

Rhamdia quelen, FISHBASE. / Alemania. (Citado 5 Oct. 2003). Disponible en Internet http://www.fishbase.org/Summary/SpeciesSummary.cfm?ID=23351&genusname=Rhamdia&specie sname=quelen. CARRILLO, Mauricio RODRIGUEZ, Jos. Fundamentos de acuicultura continental. 2 ed. Bogota: INPA, 2001. p. 207- 208.8

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Lluvias. En el caso de la reproduccin en la zona tropical, las lluvias, es uno de los factores que inician los eventos reproductivos, debido a que en esta poca el agua y los alimentos variados se encuentran en mayores cantidades, lo que asegura la sobrevivencia de los alevinos. Para Donalson, citado por Alonso, et al9, la lluvia est relacionada con cambios en la intensidad lumnica y temperatura. fotoperodo. Como afirma Woynarovich y Carolsfeld citados por Alonso, et al10, la luz acta sobre la retina o la glndula pineal, produciendo la secrecin de melanina que regula la liberacin de la GnRH (hormona liberadora). Para Stacey y Lam citados por Carvajal11, el fotoperodo es crtico en especies que habitan en altas o bajas latitudes, donde el fotoperodo es variable a lo largo del ao y la ovulacin se encuentra sincronizada con estos cambios. En especies que desovan en primavera o a inicios del verano, el desarrollo gonadal es estimulado por largos fotoperodos generalmente combinados con elevadas temperaturas. Por el contrario, las especies que desovan en otoo o en principios de verano, un fotoperodo corto a menudo favorece el ciclo reproductivo como en el caso de los salmnidos. Temperatura. Para los mismos autores, la temperatura es otro parmetro que juega un rol importante en el ciclo sexual de especies que habitan en reas tropicales principalmente. Temperaturas bajas, favorecen la formacin de espermatocitos primarios y la vitelognesis, mientras que temperaturas altas, inducen la proliferacin espermatogonial, espermiacin, maduracin y ovulacin en especies como Fundulus heteroclitus, Fundulus confluentus y Enneacanthus obesus. La temperatura puede ejercer sus efectos en: la secrecin de gonadotropina de la pituitaria, la degradacin metablica de las hormonas, la respuesta del hgado a los estrgenos en la produccin de vitelogenina; y la respuesta de las gnadas a la estimulacin hormonal. Sustrato de desove. Es importante en la regulacin de la ovulacin, principalmente por la especificidad de los requerimientos de sustrato y su distribucin espacio-temporal. De tal manera que la presencia de vegetacin acutica, estimula la respuesta ovulatoria de peces cuyos huevos son del tipo

ALONSO, Juan, Et al. Ensayos de reproduccin Inducida en el Mapurito Callophysus macropterus,1819 (siluriformes, Pimelodidae). Bogot, 1991. p.21. Trabajo de grado (Biologa Marina) Fundacin universitaria de Bogot Jorge Tadeo Lozano. Facultad de biologa Marina.10 11

9

Ibid., p. 12.

CARVAJAL, Miguel. Induccin a la maduracin y desove del rbalo (Centropomus nigrescens) en cautiverio mediante la utilizacin de hormonas HCG (Gonadotropina corionica humana) y LHRHa (Luteinizing Hormone Releasing Hormone Ethylamide).CENAIM./Ecuador (Citado el 15 Oct. 2003). Disponible en Internet:: http://www.cenaim.espol.edu.ec/publicaciones/tesisc/ t28.pdf.

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adhesivos tales como en la especie (Carassius auratus), bagre del canal (Ictalurus punctatus) y carpa comn (Ciprinus carpio). Seales qumicas. Ayudan a que se desarrolle normalmente el ciclo reproductivo de algunas especies. Estas seales se transmiten en el medio a travs de sustancias qumicas llamadas en general semioqumicos, que interactan entre individuos de diferente especie, siendo conocidas en ste caso como alomonas si la interaccin ocurre entre individuos de la misma especie son conocidas como ferohormonas. Contaminacin. Donaldson, et al, citados por Alonso12, manifiestan que la contaminacin ambiental tiene funestos efectos sobre los componentes del ecosistema que intervienen en el proceso reproductivo; los principales contaminantes que afectan el sistema acutico son: metales pesados, pesticidas e irradiacin. Estrs. Carosfeld citado por Alonso13, argumenta que el grado de tensin (estrs) puede inhibir o estimular el proceso reproductivo (dependiendo de la especie, grado de maduracin y tipo o amplitud del estrs) puesto que los niveles de gonadotropina aumentan bajo ciertas condiciones con el nivel de tensin, produciendo un efecto directo, o un desbalance hormonal. Nutricin. Donalson, Woynarovich y Carosfeld citados por Alonso14, sustentan que la nutricin influye en varias formas y aunque puede parecer como secundaria de la influencia ambiental, se ha observado en el bagre norteamericano (Ictalurus punctatus) que una buena alimentacin desde estadios juveniles, producen un mayor tamao de los individuos, incrementando el tamao de las gnadas, obtenindose as una mayor fecundidad. Una alimentacin pobre puede reducir la sensibilidad al crecimiento del oocito y en algunas ocasiones puede iniciar la regresin gonadal. Interacciones comportamentales. Davy y Chovinord citados por Alonso15, afirman que las interacciones comportamentales entre el macho y la hembra antes del desove pueden actuar como estmulo social para la maduracin gonadal. Se tiene poca informacin sobre el efecto de la maduracin gonadal al agrupar diferentes densidades de machos y hembras, tampoco hay claridad sobre el efecto de las ferohormonas como medio de comunicacin qumica en la12 13 14 15

ALONSO, Op. cit., p.14. Ibid., p.14. Ibid., p.14. Ibid., p.14.

27

sincronizacin de la maduracin de las especies cultivadas. Un mejor entendimiento de estos factores etolgicos y fsico qumicos pueden mejorar las tcnicas de reproduccin y reducir el uso de las hormonas comerciales. Migraciones. Segn los reportes de Estrada y Brand citados por Acevedo, et al16, al finalizar la estacin de lluvias, el nivel de los ros disminuye y por consiguiente, se presenta una prdida progresiva del nivel de aguas de lagos y cinagas, deteriorndose el ambiente acutico al avanzar la estacin seca. El calentamiento del agua conlleva a la prdida de la capacidad de albergar oxgeno y acelera el proceso de descomposicin orgnica del detritus, se produce CO2, el cual acidifica el medio y se generan otros gases nocivos tales como: metano (CH4) y cido sulfrico (H2S); se cree que estos cambios desfavorables para los peces, constituyen el estmulo primario para su salida de las cinagas hacia los ros, lo que se denomina popularmente subienda. Los peces en los ros encuentran condiciones favorables de oxigeno y valores normales de gases, pero poco alimento excepto para los predadores. Los mismos autores manifiestan que el agua corriente del ro demanda mayor gasto de energa a los peces, este hecho, unido al poco alimento disponible produce la quema progresiva de sus reservas de grasa acumuladas durante su engorde y localizada en las circunvoluciones intestinales; estos procesos metablicos generan cambios fisiolgicos conducentes a la maduracin gonadal, de tal forma, que al llegar a las partes ms altas de su recorrido estn listos para efectuar el desove. Segn Chaparro17, el consumo de esta grasa en la obtencin de energa produce un aumento de cido lctico en la sangre del animal, siendo esta saturacin un factor importante desde el punto de vista fisiolgico, para la maduracin total de las gnadas. Dhal y Reid citados por Acevedo18, reportan que a medida que los peces maduran, realizan desplazamientos migracionales ascendentes o descendentes de tipo reproductivo, buscando ros secundarios o afluentes ricos en oxigeno y con corriente que se encargue de incubar los huevos que en la mayora de peces migratorios como los bagres son pelgicos o flotantes.

16

ACEVEDO, Carlos, Et al. Reproduccin inducida e incubacin del bagre pintado (Pseudoplatystoma fasciatum) (Linnaeus, 1766) y barbudo (Pimelodus grosskopfii) (Steindachner, 1880) bajo condiciones del Valle del Cauca. Palmira, 1999, 12 p. Trabajo de grado (Zootecnista). Universidad Nacional. Facultad de Ciencias Agropecuarias. CHAPARRO, Nicols. Reproduccin artificial y manipulacin gentica en peces. Barranquilla, Colombia ; Mejoras,1994. p. 23. ACEVEDO, Op. cit., p. 12-15.

17

18

28

4.5 FISIOLOGIA DE LA REPRODUCCIN Carolsfeld citado por Ortega, et al19, aseguran que el conocimiento de la fisiologa reproductiva es lo que permite la induccin y control de la reproduccin. El proceso de reproduccin de los peces, es controlado por una red neuroendocrina de interaccin sensorial, neural, hormonal y de tejido gonadal. La morfologa y funcionamiento hormonal es diferente en cada sexo, adems el cambio estructural en las gnadas es el mayor monitor del proceso de maduracin. Para Garca citado por Zanuy S. y Carrillo M20, los mecanismos reproductivos de los peces son variados y dependen de la especie, por ejemplo, existen especies que se reproducen de manera continua, cclica (anual o estacional) o nica a lo largo de su vida. Igualmente, el grado de fecundidad y duracin del periodo de puesta tambin varan segn la especie. 4.5.1 Sistema reproductor en peces. Carrillo, et al21, aseguran que el desarrollo de la gnada de los vertebrados est ntimamente ligado al desarrollo del sistema renal. Embriolgicamente, el testculo y el ovario tienen un origen distinto, formndose a partir de dos proliferaciones celulares embrionarias diferentes pero estrechamente ligadas. La proliferacin ms lateral o cortex dar lugar al ovario; la mdula o porcin medular dar lugar a los testculos y al tejido adenocorticotropo. En estado indiferenciado, las mencionadas formaciones coexisten y en un momento determinado, una de ellas empieza a desarrollarse mientras la otra se inhibe, determinndose de esta manera el sexo del individuo como sucede en elasmobranquios y en los tetrpodos. Por el contrario en telesteos y ciclstomos, la gnada deriva de un solo primordio germinal. En estos dos ltimos tipos de peces, la gnada (Testculo y ovario) se desarrolla directamente a partir del epitelio peritoneal, es decir a la parte correspondiente al cortex de los vertebrados. Gnadas del macho. Para Lager citado por Chaparro22, en los peces los testculos son pares y estn suspendidos en la cavidad celmica, su peso representa aproximadamente el 12% de la masa total del reproductor maduro. El mismo autor, sostiene que en los peces seos los testculos tienen en su interior gran cantidad de tbulos, llamados conductos eferentes que se comunican con el conducto deferente, el cual termina en el poro genital situado dentro de la papila19

ORTEGA, Jairo y VILLOTA, Carlos. Efecto de la buserelina en la calidad del semen de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) bajo condiciones de cautiverio. Pasto, 1994, 92 p. Trabajo de grado (Zootecnista). Universidad de Nario. Facultad de ciencias pecuarias. S, Zanuy y Carrillo, M. Reproduccin en acuicultura. Madrid, Espaa. 1987. J. Espinosa de los Monteros y U. Labarta. p . 29. CARRILLO, Op. cit., p. 189. CHAPARRO, Op. cit., p. 26 28.

20

21 22

29

genital. En algunos peces, no existen conductos deferentes por lo cual los espermatozoides son vertidos dentro de la cavidad del cuerpo y posteriormente salen por la va espermtica que termina detrs del ano. Parece ser que los espermatozoides estn durante todo el ao en los testculos y ms directamente dentro de los tbulos seminferos, sin embargo se observa que durante la etapa de predesove se aumenta el tamao de los tbulos y se incrementan significativamente los espermatozoides. Para Hoar citado por Chaparro23, en los peces telesteos, los testculos poseen unas glndulas secretoras, encargadas de producir hormonas sexuales masculinas o andrgenos bsicas para la reproduccin del pez. Espermatognesis. Para Carvajal24, la estructura testicular de la mayora de los telesteos es de tipo tubular y esta conformada inicialmente por 3 tipos de clulas: las de Leyding ubicadas en la periferia sobre el tejido intersticial; que segregan hormonas necesarias para la espermatognesis y las de Sertoli localizadas dentro de los tbulos seminferos, con funcin nutritiva. De acuerdo con Chaparro25, en los tbulos seminferos de los testculos, se observa la formacin y desarrollo de unas clulas sexuales primitivas llamadas espermatognias que se convertirn en espermatozoides. Las clulas de los tbulos seminferos poseen diferente morfologa, de acuerdo a su grado de desarrollo; as los de la periferia son ms grandes y con ncleos esfricos, denominadas espermatognios; en la zona intermedia se encuentran clulas de menor tamao llamadas espermatocitos y las espermtidas, clulas ms pequeas penetran las clulas de Sertoli donde sucede la espermiognesis, es decir la formacin final de los espermatozoides (Fig. 1). En la espermatognesis se observan varias fases: - Espermatognesis activa con un lumen lleno de espermatozoides y alrededor cistos con clulas en determinado grado de desarrollo, posteriormente los cistos disminuyen de tamao y el lumen continua con espermatozoides. - Inicia la espermatognesis, hay renovacin del epitelio germinal; en el tbulo se observa la multiplicacin de cistos y la ausencia del lumen. - Proliferan los espermatognios que se dividen para originar espermatocitos y posteriormente a las espermtidas y espermatozoides.23 24 25

Ibid., p. 28. CARVAJAL, Op. cit., p.16. CHAPARRO, Op. cit., p. 26 28.

30

Figura 1. Diagrama general del tbulo espermtico y esquema del desarrollo gonadal desde espermatognia hasta espermatozoide. Clula de Sertoli Espermatozoides M Espermatogonia

Espermatocito

Lumen Clula de Leying

Espermtida Membrana basal

Fuente Nagahama, 1983. Segn Takashima e Hibiya citados por Carvajal26, el proceso de desarrollo de la espermatognia para dar lugar a la formacin de espermatozoides se denomina espermatognesis, este proceso se encuentra dividido en tres fases: meiosis, espermiognesis y espermiacin. Nagahama citado por el mismo autor, manifiesta que la espermatognesis inicia con la divisin mittica de las espermatognias primarias, dando lugar a las espermatognias secundarias que mediante una nueva divisin mittica, dan origen a los espermatocitos primarios. Posteriormente26

CARVAJAL, Op. cit., p. 18.

31

los espermatocitos primarios sufren la primera divisin meitica (meiosis I) o divisin de reduccin, originndose los espermatocitos secundarios que mediante la segunda divisin meitica (meiosis II) o de equitatividad, dan origen a las espermtidas. Redding y Patio citados por el mismo autor, afirman que las espermtidas mediante el proceso de diferenciacin denominado espermatognesis, dan lugar a los espermatozoides. La transformacin involucra la elongacin del ncleo, desarrollo de un flagelo y expulsin del citoplasma a travs de la parte terminal del flagelo. El producto final esta conformado por una cabeza, un cuello y un flagelo; la cabeza generalmente, es de forma esfrica u oval, el cuello consiste en una porcin del flagelo central, rodeado de un corpsculo formado por la fusin de varias mitocondrias (Fig.2). Fostier citado por Carvajal27, comprob que la actividad esteroideognica de las gnadas masculinas, se encuentra regulada principalmente por la GtH II producida por el hipotlamo. Las clulas esteroideognicas que intervienen en la produccin de andrgenos son las de Leyding y las de Sertoli. Durante las primeras fases de la espermatognesis, la gonadotropina estimula a las clulas de Leyding a producir 11Ketosterona, hormona que activa a las clulas de Sertoli a producir activina B y que a su vez acta sobre las espermatognias regulando el proceso de espermatognesis y espermiognesis (Fig.3). Deacuerdo con Zanuy y Carrillo28, la espermatognesis y la espermiognesis son paralelos a un incremento de actividad de las clulas gonadotrpas de la hipfisis y se incrementa cuando est prxima a la puesta. Para Carvajal29, la espermiacin consiste en la expulsin de espermatozoides hacia los vasos deferentes del tracto genital donde son almacenados y adquieren motilidad. Por su parte Harvey , Hoar y Calosfeld, citados por Alonso, et al30, aseguran que poco antes de la reproduccin se acelera el proceso de la espermiacin en el lumen y este se hidrata por la adicin de fluido seminal secretado por las paredes del ducto espermtico. Para Carvajal31, la espermiacin se encuentra influenciada por la hormona 17, 20 dihidroxi-4-pregnen-3-ona, producida por el espermatozoide a partir del esteroide precursor 17-hidroxiprogesterona, sintetizado por las clulas somticas en respuesta a la gonadotropina. La funcin del 17., 20 dihidroxi-4pregnen-3-ona es el de incrementar el pH del conducto espermtico, lo que influye de manera positiva en la sntesis de AMP cclico que interviene en la adquisicin de motilidad por parte de los espermatozoides (Fig. 4).27

Ibid., p. 20. S, ZANUY Y CARRILLO, Op. cit., p. 44. CARVAJAL, Op. cit., p. 20-21 ALONSO, Op. cit., p. 20-21 CARVAJAL, Op. cit., p. 20-21.

28 29 30 31

32

Figura 2. Diagrama general del espermatozoide.

Cabeza

Cuello

Cromosoma Flagelo

Fuente Takashima e Hibiya, 1997.

33

Figura 3. Regulacin hormonal de la espermatognesis en el testculo Hipfisis

Gonadotropina Testculo Receptor Clula de Leyding 11- Ketosterona Membrana basal

Clula de Sertoli Activina B Receptor \ Espermatognia Clula germinal Espermatognesis

Fuente Nagahama. 1994.

34

Figura 4. Regulacin hormonal de la motilidad espermtica .

Hipfisis Gonadotropina Testculo Receptor Clulas Somticas17- Hidroxiprogesterona

20B HSD 17, 20- dihidroxi- 4 pregen- 3-ona Espermatozoide Conducto espermtico Incremento del pH en el ducto Incremento del AMPc interespermtico Motilidad espermticaFuente. Nagahama, 1994

La espermiacin segn Yamasaki y Donaldson citados por Zanuy y Carrillo32, es la hidratacin de la gnada del macho que precede a la adicin del esperma y tiene lugar cuando las espermtidas se metamorfizan en espermatozoides.

32

S, ZANUY Y CARRRILLO, Op. cit., p. 43.

35

Gnadas en la hembra. Para Gonzales33, el ovario es un saco lobulado delineado por un epitelio germinal, que forma numerosos oocitos rodeados por una capa folicular. Chaparro34, argumenta que los ovarios son pares y se encuentran debajo de la vejiga hidrosttica y de los riones. Cuando estn maduros, pueden ocupar hasta el 70% de la cavidad corporal de la hembra. S, Zanuy y Carrillo, et al35, mencionan que estructuralmente, el ovario de los telesteos, puede ser un saco cerrado que se comunica con la cloaca mediante el oviducto o un conducto de folculos que se abren a la cavidad corporal mediante ductos en forma de pequeos embudos. En el primer caso los ovocitos son ovulados en la cavidad ovrica, mientras que en el segundo caso, en la cavidad corporal. El mismo autor, afirma que el ovario de los telesteos, posee un epitelio germinal, derivado de una extensin del peritoneo, que da lugar a los folculos ovricos. Justo por debajo del peritoneo germinal, se extiende la tnica albugnea que es una capa muy densa de tejido conectivo, con msculos de fibra lisa y vasos sanguneos. Los folculos formados a partir del epitelio germinal, que recubre toda la parte interna del ovario, estn embebidos en el estroma ovrico, que se extiende a partir de la tnica albugnea hacia el interior de la glndula. Segn S.Zanuy y Carrillo36, la parte interna del epitelio se pliega dando lugar a los pliegues ovricos que prcticamente obliteran a la cavidad ovrica. El epitelio germinal suele variar su grosor (altura epitelial) con al actividad sexual. Este epitelio germinal, parece tambin estar relacionado con la secrecin del fluido ovrico, que a su vez permite que los oocitos ovulados mantengan su viabilidad durante un tiempo determinado y vara segn la especie. Ovognesis. Lagler et al, citado por Carvajal37, demostr que la ovognesis es el proceso de desarrollo del oocito a partir del cual resulta la clula mas grande que se pueda encontrar en los peces, y que adems presenta la particularidad de poder producir un nuevo individuo de la misma especie despus de su fertilizacin (Fig.5). El ovario de las hembras sexualmente inmaduras se encuentra conformado principalmente por epitelio germinativo a partir del cual se van a diferenciar las oogonias durante la poca de diferenciacin sexual.

33 34 35 36 37

GONZALES, Op. cit., p. 8. CHAPARRO, Op. cit., p. 28. S, ZANUY Y CARRILLO, Op. cit., p. 29. Ibid., p. 30. CARVAJAL, Op. cit., p. 9 -10.

36

Figura 5. Esquema general del producto sexual de la hembra.OVOGENESIS

2n

Apareamiento de los cromosomas

Fase tetraploide Primera division meiotica 2n

1n

Primer cuerpo polar

Oocito ovulado

Fuente. Woynarovich, E. y L. Horvth, 1981.

37

El conjunto de acontecimientos que tiene lugar el ovario del pez adulto ovparo se puede resumir en las siguientes fases: - Proliferacin oogonial. Harvey y Hoar38, manifiestan que las hembras que han alcanzado la poca de madurez sexual, inician el proceso de ovognesis con la etapa de proliferacin celular; los oogonios surgen de las clulas sexuales primordiales en el epitelio germinal del ovario, en su etapa precoz son rodeados por una capa de clulas epiteliales que forman el folculo ovrico. Para Carvajal39, las oogonias que se encuentran en el ovario sufren dos divisiones mitticas y una meitica que se detiene en la profase, transformndose en oocitos primarios. - Previtelognesis. Por su parte Carvajal40, asegura que despus de la ovognesis los oocitos entran en una primera etapa de crecimiento denominada Previtelognesis, en esta fase los oocitos se caracterizan por un gran ncleo rodeado por numerosos nucleolos, adems de la presencia en el citoplasma de una estructura denominada corpsculo de Balbiani formado por varios organelos celulares como mitocondrias, cuerpos de Golgi, retculo endoplasmtico granuloso, cuerpos multivesiculares y grnulos de lpidos. En conjunto tienen la funcin de servir de centro metablico y de formacin de organelos dentro del oocito. Durante la Previtelognesis, las clulas del epitelio folicular se diferencian para formar dos capas. La capa interna conformada por clulas cbicas, es la granulosa glandular y la externa formada de clulas alongadas y planas de los tejidos conectivos circundantes, es la teca. Ambas capas, se encuentran separadas por una membrana base; Adems por una membrana gruesa que se forma entre el oocito y la capa granulosa, denominada membrana vitelina o zona pelcida, que se caracteriza por tener una apariencia estriada, debido a que se encuentra atravesada por microvellosidades procedentes del oocito y de las clulas foliculares, que actan en el transporte de nutrientes hacia el oocito por irrigacin sangunea. (Fig.6) - Vitelognesis. Harvey y Hoar41, afirman que la vitelognesis comprende la incorporacin del vitelo en los oocitos en desarrollo, se cree que este proceso est controlado por la gonadotropina baja en glucoprotenas. Las clulas receptoras de la gonadotropina hipofisiaria parecen ser las clulas tecales especiales de la envoltura folicular y los esteroides sexuales producidos aqu, juegan un papel importante en la regulacin de este proceso. El vitelo se deposita en dos formas:

HARVEY, Brian y HOAR, William. Teora y Prctica de la reproduccin inducida. Otawa, Canad. 1979. p. 13.39

38

CARVAJAL, Op. cit., p. 10. Ibid., p. 10. HARVEY Y HOAR, Op. cit., p. 13.

40 41

38

Figura 6. Diagrama general de un oocito con su respectivo folculo ovrico.

Membrana base Clulas tecales

Vescula germinal

Clulas Granulosas

Oocito

Zona pelcida

Fuente. Reeding y Patio. 1993. vesculas de vitelo y grnulos de vitelo. La formacin de vesculas de vitelo que ocurre primero, recientemente ha demostrado ser inducida por estrgenos; se cree que la formacin de los grnulos se forman bajo la influencia de la pregnenolona. La sntesis de los precursores del vitelo se efecta en el hgado y ha probado ser estimulada por los estrgenos.(Fig.7) Nagahama et al, citados por Carvajal42, sustentan que la vtelognesis es la incorporacin de vitelo a su citoplasma, material conformado por : Protenas,

42

CARVAJAL, Op. cit., p. 9-10.

39

Figura 7. Regulacin hormonal de la vitelognesis en los telesteos.

Pituitaria

Gonadotropina Estradiol - 17

Clula granulosa

Oocito Vescula germinal Receptor Vitelogenina

Granulos de vitelo

Clula tecal

Fuente. Nagahama.1995.

40

carbohidratos, cidos nucleicos y lpidos, que sirven como fuente de energa durante el desarrollo embrionario. La fase de vitelognesis se divide en: vitelognesis endgena y exgena; durante la vitelognesis endgena se originan dentro del oocito, las gotas de aceite y las vesculas de vitelo, interviniendo en este proceso el retculo endoplasmtico y el aparato de Golgi; mientras que en la vitelognesis exgena, los grnulos de vitelo se producen a partir de la vitelogenina y la fosfolipoprotena producidas y secretadas por el hgado, por estmulo de la gonadotropinas hipofisiarias y el 17 estradiol, secretado por las clulas foliculares. Harvey y Hoar43, deducen que las hormonas de la tiroides, tambin participan en la vitelognesis. Bajas dosis de tiroxina estimulan la vitelognesis en la carpa dorada inmadura y se ha sugerido que las hormonas de la tiroides, actan sinergsticamente con la gonadotropina, para influir en el desarrollo ovrico, posiblemente a travs de un aumento de la sensibilidad ovrica ante estmulos de la gonadotropina. S, Zanuy y Carrillo44, argumentan que durante los meses anteriores a la puesta, se produce un crecimiento drstico de la mayora de los telesteos (desde menos del 1% a un 20 % o ms de (IGS) ndice gonadosomtico, dependiendo de las especies). Este crecimiento es debido a un acumulo de grandes reservas nutritivas o de vitelo por parte de los oocitos. Para Nagahama et al, citados por Carvajal45, el proceso hormonal que ocurre durante la vitelognesis es el siguiente: La capa folicular bajo la influencia de la GtH II produce estradiol 17 , liberado al sistema circulatorio y al llegar al hgado estimula la sntesis y secrecin de vitelogenina, luego se dirige al torrente sanguneo por donde es transportado hacia el ovario, atraviesa el folculo ovrico y se adhiere a receptores especficos ubicados en la superficie del oocito, siendo incorporado al citoplasma mediante micropinocitosis. Una vez dentro del oocito la vitelogenina sufre proteolsis dando origen a las protenas lipovielina y fosvitina, componentes de los grnulos de vitelo. (Fig.8) El mismo autor manifiesta que la produccin de estradiol 17 por parte del folculo involucra la intervencin de ambas capas celulares en el proceso. La capa tecal bajo la influencia de la GtH II produce el andrgeno testosterona a partir del colesterol, que es liberado y se adhiere a la capa granulosa donde es aromatizado a estradiol - 17 (Fig.8). Los oocitos postvitelognicos son fisiolgicamente43 44 45

HARVEY Y HOAR, Op. cit., p. 13. S, ZANUY Y CARRILLO, Op. cit., p. 32. CARVAJAL, Op. cit., p. 10.

41

inmaduros por lo que no pueden ser fertilizados. Para que esto ocurra es necesario que se produzca la maduracin final de los oocitos luego de la vitelognesis. Figura 8. Biosntesis de 17 -Estradiol en el folculo de los teleosteos. P-450 see, Citocromo P-450 liberador de las cadenas laterales del colesterol ; 3 HSD, 3 - hidroxiesteroide deshidrogenasa; P-450 17 , P 450 17hidroxilasa; 17-HSD, 17-hidroxi-esteroide deshidrogenasa; P-450 arom., citocromo aromatasa P- 450.TECA Colesterol P-450 sccPregnenolona

GRANULOSA

3-HSDProgesterona

P-450 1717 - hidroxiprogesterona

P-450 17-20 liasaAndrostendiona

P-450 arom

17HSDTestosterona 17 -estradiol

Fuente. Nagahama.1995.

42

- Maduracin de los oocitos. Para S, Zanuy y Carrillo46, morfolgicamente, se caracteriza por la clarificacin del vitelo (debido a la fusin por separado de las sustancias de origen lipdico o proteico), por un incremento de tamao debido a la hidratacin y finalmente por la rotura de la membrana nuclear. La maduracin esta asociada a la migracin de la vescula germinal (Ncleo) del centro hacia el polo animal ubicado en la periferia, donde tendr lugar el rompimiento de su membrana nuclear y la metafase de la primera divisin meitica detenida en la profase. Una vez finalizada la primera divisin meitica, se forma el primer cuerpo polar que es expulsado del oocito. Al mismo tiempo se produce la fusin de los grnulos de vitelo con las gotas lipdicas y el incremento en el tamao del oocito debido a su hidratacin. (Fig.9). Segn Harvey y Hoar47, los mediadores hormonales que intervienen durante la maduracin son: El esteroide (17-hidroxi-20-dihidroprogesterona (17-20 progesterona) producido por la envoltura folicular en respuesta a la gonadotropina pituitaria y los corticoesteroides, posiblemente a travs de la sensibilizacin de los oocitos a la accin del 17-20 progesterona; estas hormonas asumen una funcin an ms importantes en la maduracin de los oocitos en el bagre. Segn Nagahama citado por Carvajal48, los mediadores hormonales son la GtH II, esteroides inductores de la maduracin (MIS) y el factor promotor de la maduracin (MPF), que actan a nivel de la envoltura folicular, la membrana vitelina y el citoplasma de los oocitos respectivamente. (Fig.10). Previo a la maduracin, las clulas foliculares adquieren la capacidad de producir esteroide inductor de la maduracin en respuesta a la GtH II. El principal esteroide es el 17 ., 20 - dihidroxi-4-pregnen-3 ona, (17., 20 - DP). Para la formacin del esteroide intervienen ambas capas foliculares, la capa tecal produce a partir del colesterol, el esteroide 17-hidroxiprogesterona que atraviesa la lamina basal y se adhiere a la capa granulosa donde es convertido en 17 ., 20 Dihidroxi-4pregnen-3 ona (Fig.11). La capacidad de la capa tecal de producir testosterona permanece, mientras que la actividad de aromatizacin por parte de la capa granulosa decrece, lo que provoca que el folculo ovrico disminuya su capacidad de producir estradiol -17, obtenindose elevados niveles de testosterona en el plasma, que pueden estar involucrados, a travs de retroalimentacin positiva, en la regulacin de la produccin y liberacin de gonadotropina pre-ovulatoria. Durante la maduracin, los oocitos intrafoliculares desarrollan la habilidad de sufrir competencia maduracional en respuesta a la estimulacin hormonal, la cual consiste en el incremento de la sensibilidad del oocito hacia ciertas hormonas y46 47 48

S, ZANUY Y CARRILLO, Op. cit., p. 33. HARVEY Y HOAR, Op. cit., p. 14. CARVAJAL, Op. cit., p. 10.

43

ocurre bajo el control de la GtH II. La competencia maduracional esta asociada con el incremento de receptores de los esteroides de maduracin, en el oocito y el aumento de canales de unin del oocito con las clulas granulosas. Figura 9. Condiciones ambientales y maduracin de los oocitos

Fase I: Multiplicacin de las clulas

Fases II y III Desarrollo inicial de los huevos

T adecuada y alimentos suficientes

o

Fases IV-VII Formacin del vitelo (Vitelogenesis) Ambiente adecuado, gnadas maduras y Presencia del sexo opuesto: se produce el desove

Temperatura adecuada y alimentos proteicos suficientes

Huevos antes del desove

Ambiente adecuado Huevo puesto listo para la fertilizacin

Fuente. Woynarovich, E. y L. Horvth, 1981 44

Figura 10. Regulacin hormonal de la maduracin de los oocitos en los telesteos.Pituitaria

Hormona inductora de la maduracin 17, 20Dihidroxi-4-pregnen-3-ona

Gonadotropinas

Clula granulosa

Factor promotor de la maduracin (cdc-2kinasa, i li B)ReceptorVescula Vescula germinal germinal

Clula tecal

Fuente. Nagahama.1995.

45

Figura 11. Biosntesis de 17,20-dihidroxi-4-pregnen 3 - ona en el folculo de los telesteos. P-450 see, Citocromo P- 450 liberador de las cadenas laterales del colesterol; 3 - HSD, 3 - hidroxiesteroide deshidrogenasaisomerasa; P-450 17 , P 450 17-hidroxilasa; 17-HSD, 17-hidroxiesteroide deshidrogenasa; 20-HSD, 20-hidroxiesteroide deshidrogenasa.

TECA Colesterol P-450 scc Pregnenolona 3-HSD Progesterona P-450 17 17 - hidroxiprogesterona

GRANULOSA

20-HSD

P-450 17-20 liasaAndrostendiona 17HSD Testosterona

17.,20-dihidroxi4-pregnen-3-ona

Fuente. Nagahama, Et al. 1995.

46

El mismo autor argumenta, que uno de los eventos fundamentales durante la maduracin del oocito, es la activacin del factor promotor de la maduracin, conformado por dos subunidades proteicas, una protena con actividad kinasa y una protena reguladora conocida como ciclina B. La protena kinasa cdc2 se encuentra presente en el citoplasma y para que la sntesis y activacin del promotor de la maduracin se realice, es necesario el desarrollo de las siguientes etapas: la sntesis de la ciclina B, proceso inducido por el esteroide de la maduracin; La formacin del complejo kinasa cdc2 ciclina B, y la fosforilacin de la treonina de la kinasa cdc2 y de la serina de la cilina B. La funcin del promotor de la maduracin posiblemente es la de servir como un indicador de la metafase en los oocitos. - Ovulacin. S,Zanuy y Carrillo49, aseguran que la ovulacin es la expulsin mecnica del oocito fuera del folculo y solamente ocurre despus de una fase de desprendimiento entre el oocito y las clulas foliculares. Durante la ovulacin las microvellosidades de las clulas del folculo y las del oocito se separan de la membrana o corin, este proceso de interrupcin entre la membrana ovocitaria y las clulas foliculares, podran estar dirigidos por enzimas proteolticas. En la mayora de los casos, la ovulacin tiene lugar despus de la primera divisin meitica. Los oocitos ovulados continan con la meiosis hasta la metafase, estado en el cual es posible la fertilizacin. Por su parte Harvey y Hoar50, manifiestan que la ruptura folicular y la expulsin del oocito desnudo, parece ser independiente del control hipofisiario. Tanto las prostaglandinas como las catecolaminas, se han propuesto como mediadoras. En la mayora de los telesteos, la ruptura folicular y separacin del oocito es inducida por la GtH II, que posiblemente acta estimulando la produccin del esteroide de la maduracin, pero con la diferencia que el sitio de accin de estas hormonas puede ser extrafolicular. Otra hormona que acta en la ovulacin es la prostaglandina (PG), principalmente la PG F 2, secretada por el folculo ovrico, estimulando el proceso de contraccin folicular. (Fig.12) 4.6 ENDOCRINOLOGA DE LA REPRODUCCON DE LOS TELEOSTEOS Para Harvey y Hoar citados por Dorado51, los sistemas nervioso y endocrino de los vertebrados, actan concertadamente para coordinar los eventos reproductivos. En las etapas principales de la cadena de eventos a partir de la percepcin de estmulos ambientales hasta la liberacin de gametos, se puede49 50

S, ZANUY Y CARRILLO, Op. cit., p. 34. HARVEY Y HOAR. Op. cit., p. 14.

51

DORADO, Maria, Et al. Optimizacin de una dosis hormonal para la reproduccin del bocachico (Prochilodus magdalenae,1878). Tercera edicin . Bogota: INPA, 1995. p. 29.

47

observar que los eventos neurales predominan en las primeras etapas, mientras que las etapas posteriores son de naturaleza hormonal (Fig.13). Figura 12. Desarrollo del oocito En el ovario

Gonadotropinas Suficientes Ovulacin Fase de Reposo

Vitelognesis Desarrollo del folculo Multiplicacin celular

Insuficiencia de Gonadotropinas Putrefaccin Ausencia de Gonadotropinas Reabsorcin natural

Fuente. Woynarovich, E. y L. Horvth, 1981

48

Figura 13. Mecanismos que telesteos

controlan

la funcin reproductora de los

ESTIMULOS AMBIENTALES

TEMPERATURA OJOS CEREBRO

LUZ PINEAL

Conexiones neurales HIPOTALAMO GnRH HIPOFISIS Gonadotropina

GONADAS Hormonas sexuales MADURACION Y LIBERACION DE GAMETOS

Fuente. Lam. 1989. 49

El mismo autor reporta que la percepcin de estmulos ambientales como el fotoperiodo, la temperatura, alimentacin, la pluviosidad y dems caractersticas fisicoqumicas de las aguas, rigen el sistema nervioso e incluye el paso de la informacin desde los receptores sensoriales hasta el cerebro. Al llegar al hipotlamo, la informacin neural determina la actividad de la hipfisis, por medio de mensajeros qumicos denominados hormonas liberadoras. Estas a su vez estimulan a la pituitaria para liberar las gonadotropinas hipofisiarias, las cuales se vierten directamente a la sangre y por va sangunea llegan a las gnadas e inician su maduracin, estimulando la formacin y produccin de las hormonas gondicas que controlan el proceso de maduracin y liberacin de los gametos. Harvey y Hoar52, manifiestan que la hipfisis adems de la hormona gonadotrpica que tanto interesa, produce la somatotrofina (hormona de crecimiento), la corticotropina, la prolactina, la hormona tirotrpica y la hormona estimulante de los melanocitos. Uno de los componentes de la hipfisis es la adenohipfisis que se divide anatmicamente en pars distalis rostral, pars distalis proximal y pars intermedia. El componente derivado del aspecto neural de la hipfisis, es la neurohipofisis que conecta la adenohipfisis a la base del cerebro, la cual esta compuesta, en gran parte por fibras axnicas de neuronas cuyos cuerpos celulares estn localizados en el hipotlamo. Este tejido nervioso presenta amplia interdigitacin con la adenohipfisis, en particular en el pars intermedia y en presencia de este ncleo nervioso, a dado origen al concepto de la hipfisis como rgano doble. Las neuronas hipotalmicas cuyos axones forman la neurohipfisis, son del tipo denominado clulas neurosecretoras. Estas responden a una seal elctrica procedente del cerebro, liberando un mensajero qumico en el terminal del axn, uniendo as la brecha entre la informacin nerviosa y hormonal. Sus cuerpos celulares forman varios grupos independientes o ncleo dentro del hipotlamo. Los mismos autores sostienen, que en la glndula pituitaria o hipfisis de los telesteos, los dos ncleos que ms interesan son el nucleus preopticus (NPO) y el nucleus lateralis tuberis (NLT). Las hormonas producidas por las neuronas del NPO son liberadas en su mayora a un canal sanguneo entre la neurohipfisis y la adenohipfisis, algunas pueden inervar directamente las clulas del pars intermedia. El principal inters, radica en las neuronas del NLT, cuya organizacin es nica en los telesteos; las clulas endocrinas de la adenohipfisis parecen aqu inervadas, directamente por los axones neurosecretores. El mensajero qumico liberado en esta unin se denomina hormona liberadora (HL); el efecto de esta hormona es estimular la produccin de la gonadotropina y su posterior liberacin al sistema vascular de la adenohipfisis. La gonadotropina es luego transportada por la circulacin sistmica hasta el rgano receptor, la gnada, en

52

HARVEY Y HOAR, Op. cit., p. 9.

50

donde a su vez inicia la produccin de esteroides sexuales. Estas hormonas andrgenos, estrogenos y progestogenos son los mediadores directos del desarrollo gonadal. 4.7 NEUROENDOCRINOLOGA DE LA REPRODUCCIN De acuerdo con S, Zanuy y M . Carrilo53, la reproduccin es una actividad que involucra diversos factores fisiolgicos, controlados por rganos especficos como son: 4.7.1 Glndula pineal. Es una evaginacin del diencfalo ubicada en la superficie dorsal del cerebro la cual, utiliza la informacin para la sincronizacin del comportamiento diario y estacional de eventos fisiolgicos, ya que acta como un reloj endocrino y fisiolgico que predispone al pez frente a condiciones ptimas de reproduccin, tiene funcin sensitiva y neuroendocrina. Las clulas fotorreceptoras secretan indoloaminas tales como la serotonina y melatonina que en algunos telesteos inhibe la reproduccin. 4.7.2 Hipotlamo. Se encuentra en la regin ventral del diencfalo con cuerpos neurales y funcin neurosecretora, posee receptores para la melatonina, esteroides sexuales y lugares con abundante presencia de inervaciones dopaminergica y factor liberador de gonadotropinas (GnRH); las cuales inhiben o estimulan la liberacin de gonadotropinas (GtH) que actan sobre la adenohipfisis. El hipotlamo captura impulsos nerviosos del cerebro y los transforma en mensajeros qumicos, llamados hormonas liberadoras hipotalmicas (RH) o hormonas liberadoras de gonadotropina. Hormonas liberadoras de gonadotropina. Los mismos autores demostraron que estas hormonas, producidas por el hipotlamo regulan la reproduccin; las clulas neurosecretoras liberan un mensajero qumico llamado hormona liberadora de gonadotropina (GnRH), la cual acta sobre las clulas gonadotropas de la adenohipfisis y estimula la liberacin de gonadotropinas (FSH y LH en mamferos o o GtH I y GtH II en peces). Una vez la GnRH es liberada sobre la hipfisis, esta es detectada por receptores de las clulas adenohipofisiarias que poseen afinidad qumica y son hormonas especificas. Cuando llegan a la clula, hormona y receptor se acoplan, e inician una serie de eventos intracelulares que culminan con la sntesis de la hormona que produce la clula.

53

ZANUY, S y CARRILLO, M, Op. cit., p.3.

51

4.8 SOPORTE HORMONAL DE LA REPRODUCCIN 4.8.1 Hipfisis. De acuerdo con S . Zanuy y Carrillo, M54, la hipfisis es una glndula que sintetiza, almacena y libera hormonas peptdicas, es un transductor que a travs de sus secreciones, posibilita que el sistema nervioso central, controle las funciones endocrinas. La hipfisis ha evolucionado en dos orgenes diferentes: una evaginacin ectodrmica del techo de la cavidad bucal embrionaria que da lugar a la adenohipfisis y una envaginacin del proceso ventral del diencfalo que origina a la neurohipfisis o lbulo nervioso. La neurohipfisis est formada por fibras axnicas neurales procedentes de los ncleos hipotalmicos, cuya irrigacin sangunea no se presenta independientemente del tallo neural sino que va embebida en los cuerpos neurales que irrigan directamente a la adenohipfisis. La adenohipfisis en su parte distal rostral, est constituida por clulas prolactina, tireotropas y corticotropas. En la parte proximal se encuentran las clulas somatrpicas y gonadotropas y la parte intermedia relacionada con la neurohipfisis esta constituida por melanocitos estimulantes. 4.8.2 Gonadotropinas. De acuerdo con Carrillo, et al55, son hormonas glicoprotecas de origen hipofisiario o placentario (mamferos), que estimulan el desarrollo y funcin de las gnadas. La actividad de las clulas productoras de gonadotropina, esta regulada por neurohormonas de origen hipotalmico y por hormonas de origen gonadal. Maduracin de la gnada en respuesta a la gonadotropina. Harvey y Hoar56, sustentan que la maduracin de las gnadas en el pez, se efecta como resultado indirecto de un aumento de gonadotropina. El efecto de la gonadotropina en la regulacin de la gametognesis, es bastante indirecto, a travs de hormonas sexuales y este eslabn final de la cadena, proporciona indicios importantes de las posibles causas de la interrupcin de la maduracin en cautiverio. Es importante apreciar el hecho de que la maduracin gonadal en los machos, puede con mucha frecuencia, no interrumpirse en cautiverio y que en general no es difcil obtener la esperma de peces criados en el estanque. La hipofizacin de los machos, si es que se lleva a cabo, es a menudo cuestin de conveniencia, para asegurar la coordinacin perfecta de la liberacin de gametos y sirve tambin para iniciar un adelgazamiento seminal, que hace la esperma ms apropiada para la fecundacin artificial.54 55 56

Ibid., p. 15-16. CARRILLO, Op. cit., p. 212. HARVEY Y HOAR, Op. cit., p. 13.

52

4.8.3 Esteroides. Carrillo, et al57, afirman que los grupos de esteroides involucrados en la ovognesis y ovulacin son: las progestinas; usadas para la maduracin final del ovocito (Migracin y ruptura de la vescula germinal), las cuales para reaccionar, necesitan de GtH plasmtico, los corticoesteroides de origen renal o sintetizados en el tejido gonadal; que inducen a la maduracin del oocito, y los estrgenos, que se emplean para favorecer la vitelognesis pero interfieren en los procesos de maduracin y ovulacin; para contrarrestar este efecto negativo durante estas fases, los estrgenos disminuyen y aumentan los niveles de progestinas. 4.8.4 Ferohormonas. Para S. Zanuy y Carrillo M58, son de origen gonadal y estn formados por glucornidos, esteroides conjugados solubles en agua; presentes en el fluido ovrico y seminal de hembras y machos, en donde el producto qumico de un individuo, determina el acercamiento de otro, generando una respuesta sexual intensa. En conclusin, las ferohormonas juegan un papel importante en la reproduccin, al orientar a los congneres y asegurar la sincronizacin fsica y fisiolgicas de los dos sexos. Para Carvajal59, las ferohormonas son esteroides, como la testosterona, estrgenos, 11 ketosterona y prostaglandinas, producidos por las gnadas; cuando son liberadas al agua a travs de la orina o de los productos sexuales, son percibidos por los receptores olfatorios o gustativos de individuos del sexo opuesto, logrando su atraccin e induciendo el comportamiento sexual, permitiendo sincronizar la actividad sexual e incrementando el porcentaje de fertilizacin de los huevos desovados. 4.9 REPRODUCCION INDUCIDA Para Harvey y Hoar60, la ovoposicin (desove) no necesariamente ocurre de manera espontnea; los huevos pueden extraerse manualmente del pez y en efecto, este procedimiento es aconsejable si se ha de lograr un control total de la fecundacin. Sin embargo, para ello hay que asegurar ente todo una madurez completa, normalmente medida por la gonadotropina pituitaria. La (Fig.14) indica las etapas de maduracin de hembras, en las cuales hasta el momento ha sido posible intervenir para estimular la ovulacin en cautiverio. La intervencin con qumicos, est dirigida solamente hacia la parte de la secuencia que conduce a la maduracin final del oocito. La ovulacin en si, aunque es objetivo final de57 58 59 60

CARRIILO, Et al, Op. cit., p. 211. S. ZANUY Y CARRILLO, M, Op. cit., p. 39 40. CARVAJAL, Op. cit., p. 21. HARVEY Y HOAR, Op. cit., p. 13.

53

cualquier esfuerzo de estimulacin, parece ocurrir como resultado de estmulos endgenos y ambientales despus de la maduracin final del oocito. La administracin de gonadotropina exgena es definitivamente el procedimiento de mayor importancia, la intervencin de la interfase hipotalmica - pituitaria con administracin de hormonas liberadoras (etapa 3) es el procedimiento promisorio y de resultados prcticos; la intervencin a nivel de esteroides sexuales (etapa 4), ya sea mediante la simple administracin o control retroinformativo, es actualmente objeto de investigacin. De acuerdo con Barnab61, la gametognesis no queda totalmente bloqueada en cautividad y la simulacin de factores naturalmente activos sobre dicho proceso en medios lnticos, permite la maduracin ovocitaria de las hembras, pero al final de la vitelognesis, el proceso parece bloquearse, por lo tanto, la fase final de maduracin ovocitaria y de ovulacin no se efecta en cautividad. Para Stacey y lam citados por Carvajal62, existen especies, que a causa del estrs fisiolgico producido por el cautiverio no se reproducen, debido a la inhibicin de la produccin y liberacin de las hormonas sexuales estimulantes del desarrollo gonadal. El desarrollo gonadal, puede ser controlado por la manipulacin de los factores ambientales anteriormente mencionados. Sin embargo, debido a los elevados costos que implica la adaptacin y mantenimiento de un sistema que controle stas variables, el ms prctico y confiable mtodo de control sobre dicho proceso consiste en el uso de qumicos exgenos, como hormonas que estimulan el normal desarrollo gonadal. En el tratamiento hormonal, se tienen como objetivos el obtener gametos de una especie, en una poca diferente a la de su reproduccin natural en el medio ambiente, alargando el perodo de disponibilidad de alevines, mejora la planificacin de la produccin, gracias a la sincronizacin de grupos de reproductores para ovular y espermiar en pocas predeterminadas y obtener elevados porcentajes de fecundidad y sobrevivencia de alevines. Existen varios niveles dentro del eje hipotlamo hipfisis gnada, en los cuales se puede intervenir a travs de la administracin de compuestos hormonales especficos que actan conjuntamente con hormonas propias del individuo. (Fig. 15).

61

BARNABE, Gilbert. Bases biolgicas y ecolgicas de la acuicultura. Zaragoza, Espaa: Acribia, 1996. p. 367. CARVAJAL, Op. cit., p. 21.

62

54

Figura 14. Enlaces endocrinos de la cadena entre la recepcin de estmulos ambientales y la ovulacin. Los nmeros rodeados en un circulo sealan las etapas en las que la intervencin artificial ha sido por lo menos parcialmente efectiva para inducir la ovulacin de peces cautivos. Estmulos ambientalesHipotlamo3 1

Hormona liberadoraHipfisis2

Gonadotropina(s)Hormona tiroidea Estrgenos4

Tejido Ovrico esterideo

17PgPrecursores del vitelo

vitelognesis

Hgado Oocito maduro Prostaglandinas Catecolaminas Oocito ovulado

Fuente Harvey y Hoar.1979.

55

Figura 15. Niveles de intervencin externa que se pueden utilizar para inducir la maduracin y ovulacin

ESTIMULOS AMBIENTALES

MANEJO DEL MEDIO

CEREBRO

GLANDULA PINEAL HIPOTALAMO Gn RH

ANTIESTRGENOS ANTAGONISTAS DE LA DOPAMINA

MELATONINA

HORMONA LIBERADORA DE GONADOTROPINA

Gn RH ANLOGOS DE GnRH

HIPFISIS GTH

GONADOTROPINAS

EXTRACTOS DE PITUITARIA

OVARIO TERMINASCIN DE LA VITELOGNESIS MADURACIN FINAL OVULACIN

-PROGESTERONAS -CORTICOESTEROIDES -PROSTEGLANDINAS -CATECOLAMINAS

DESOVE

Fuente. Alonso e Ibarra, 1991 56

4.9.1 Tcnicas de induccin a la puesta. Caicyt citado por Pardo63, argumenta que la teora de la induccin a la puesta, se basa en el control endocrino de la reproduccin. En los peces de reproduccin controlada, se presenta una serie de eventos que deben ser tenidos en cuenta: mecanismos internos, (endocrinos y genticos), mecanismos externos (medio ambiente) y otros de origen endocrino (ferohormonas). Para llevar a cabo la induccin a la reproduccin se debe controlar el mayor nmero de factores posibles, as como optimizar las tcnicas de cultivo. La mayora de los Silridos, necesitan de unas condiciones especficas de aguas, que garanticen abundancia de comida y condiciones de oxgeno disuelto, temperatura, pH, turbidez, concentracin de iones de carbonato y fotoperodo ideales las cuales no pueden ser copiadas en su totalidad en los estanques de cultivo, razn por la cual la induccin es absolutamente necesaria. Alonso64, manifiesta que por medio de las tcnicas actuales de induccin a la reproduccin , se han podido intervenir en las diferentes etapas de desarrollo gonadal, que corresponden a la cadena de eventos fisiolgicos encargadas del proceso reproductivo. Pardo65, sustenta que existen varios mtodos o sustancias especificas que se utilizan para actuar sobre alguno o varios niveles de intervencin para inducir la postura, estos son : A nivel del sistema nervioso central e hipotlamo, controlado por las condiciones ambientales o a nivel del hipotalamo aplicando antiestrogenos y antidopaminrgicos o sus anlogos estructurales, a nivel gonadal con la aplicacin de (extractos hipofisiarios, gonadotropinas semipurificadas, gonadotropinas placentarias de mamferos, corticoesteroides, prostaglandinas o catecolaminas) Para S. Zanuy y Carrillo. M66, las gonadotropinas purificadas o semipurificadas de la hipfisis de los telesteos, inducen a la secrecin de gonadotropinas en la hipfisis, las tcnicas mas empleadas son: Hipfizacin. La tcnica primitiva fue desarrollada por Rodolfo Von Ihering en los aos 1931-1934 en el sur del Brasil, consiste en la inoculacin de extractos homoplasmticos o heteroplasmticos de pituitarias de dadores sexuales

63

PARDO, Blanca. Revisin y recopilacin sobre tcnicas de reproduccin inducida de silridos de la cuenca del ro Orinoco. Bogot, 1995, p. 62. Trabajo de grado (Zootecnista). Universidad Nacional. Facultad de Veterinaria y Zootecnia. ALONSO, Op. cit., p. 14. PARDO, Op. cit., p. 64. S, ZANUY Y CARRILLO, M, Op. cit., p. 86-87

64 65 66

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maduros. Pueden ser inyectados como extractos totales frescos o macerados de hipfisis preservados en alcohol absoluto o acetona. Segn Carosfeld citados por Alonso, et al67, la hipofizacin consiste en la inyeccin intramuscular o intraperitoneal de extractos acuosos o suspensiones de hipfisis crudas, para aumentar directamente el contenido de gonadotropinas de la sangre del pez receptor; se selecciona una hembra madura y se le aplica una pequea dosis preparatoria, que induce al ncleo del oocito a que migre hacia la periferia, seguida con cierto intervalo de tiempo de una dosis final mucho mayor que induce el rompimiento de la vescula germinal, ovulacin y desove. Carrillo, et al68, asegura que, los extractos hipofisiarios utilizados deben provenir de animales sexualmente maduros, adems se debe tener en cuenta que los extractos hipofisiarios solo son efectivos en hembras que presenten la mayora de sus ovocitos en fase de maduracin final, es decir el final de la vitelognesis. Gonadotropinas placentarias de mamferos. Zanuy y Carrillo69, aseguran que las gonadotropinas placentarias ms familiares son: la gonadotropina corinica humana HCG y el suero de yegua preada, (PMS). La primera se asla de la orina de la mujer embarazada, donde la HCG es secretada por el corion placentario, (por tanto es de origen embrionario), La PMS es de origen uterino, tiene accin muy similar a la mezcla de LH y FSH. Estas hormonas se emplean como sustitutos hipofisiarios, sin embargo a pesar de que son glicoproteinas, bioqumicamente difieren de las gonadotropinas hipofisiarias. La ms utilizada en acuicultura es la HCG, cuyas dosis varan entre 0.1 UI y 40 UI por gramo de peso corporal, segn la capacidad de la hormona para mimetizar la accin de la gonadotropina hipofisiaria de determinada especie de telesteo. El xito depende de la madurez del receptor y de la temperatura que afecta la velocidad de puesta. Harvey & Carolsfeld citados por Mojica70, sostienen que las gonadotropinas hipofisiarias son glicoprotenas que estimulan el crecimiento y desarrollo de las gnadas. Se han aislado dos tipos de gonadotropinas en varios tipos de peces, la gonadotropina I (GtH 1) y gonadotropina II (GtH 2), las cuales presentan67 68 69 70

ALONSO, Op. cit., p. 20. CARRIILO, M, Op. cit., p. 213. S. ZANUY y CARRILLO, M, Op. cit., p, 39-40.

MOJICA., B. Efecto de LHRHa2 combinada con Domperidone (mtodo Linpe) y de la Hipfisis de Carpa (HC), en la maduracin final y ovulacin de Curimbat Prochilodus scrofa (Stendachner, 1881 ) Seminario de acuicultura. Bogota: Universidad Nacional.2003. p. 8.

58

estructuras similares a las hormonas folculo estimulante y luteinizante en mamferos respectivamente. Las gonadotropinas influyen en la produccin de esteroides gonadales en cada estado de desarrollo, dependiendo del estado de madurez del pez; este responde a las gonadotropinas, de tal manera que en las hembras participan en el desarrollo gonadal desde la formacin de las vesculas de vitelo hasta la ovulacin y desove, siendo muy importantes en la vitelognesis. En machos actan desde la fase de espermatognesis hasta la liberacin de gametos durante la reproduccin. Segn Donaldson y Hunter citados por Carvajal71, para los mamferos este tipo de gonadotropinas son de origen pituitario (Hormona luteinizante y hormona folculo estimulante), placentario (Gonadotropina Corinica Humana) o uterino (PMS). Murad y Haynes citados por el mismo autor, argumentan que de las hormonas anteriormente mencionadas la que mejores resultados ha reportado es la HCG, glicoprotena producida por la placenta y que se encuentra en grandes cantidades en la orina de la mujer durante los primeros meses del embarazo lo que permite su fcil obtencin para fines comerciales; el efecto de esta hormona en el ser humano es el de estimular al cuerpo lteo para que produzca esteroides sexuales, tales como progesterona que acta por medio de una va de retroalimentacin negativa sobre la hipfisis, inhibiendo la produccin de la hormona folculo estimulante, responsable de la ovulacin y por lo tanto manteniendo el embarazo. Pardo72, sustenta que la HCG presenta la ventaja de ser adquirida fcilmente en laboratorios farmacuticos como un producto comercial con una cantidad estandarizada de gonadotropina. Esta sustancia ha sido utilizada para inducir el desove en numerosas especies: mand (Pimelodus clarias), curimbat (Prochilodus sp.),bocachico (Prochilodus reticulatus), sbalo (Prochilodus platensis), dorado (Salminus maxillosus), dorada (Brycon moorei), chame (Dormitator latifrons ) (Luchini, 1990), el desove del bagre indio Heterooneustes fossilis (Woynarovich y Hovart, 1981); de los bagres Clarias macrocephalus (Carreon et al, 1976 citado por donalson y Hunter, 1958) y del golfish Carassius auratus (Yamamoto et al, 1966 citado por lam). La PMS solamente ha sido utilizada en un nmero muy limitado de espcies, incluido el bagre indio de agua dulce. 4.10 PRACTICA DE LA REPRODUCCIN INDUCIDA 4.10.1 Manejo de reproductores. Para Mazeud y Estrada citados por Acevedo73, en trabajos de reproduccin inducida, los reproductores son capturados del medio71 72 73

CARVAJAL, Op. cit., p.28-29. PARDO, Op. cit., p. 73. ACEVEDO, Op. cit., p. 19.

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natural y se transportan en recipientes plsticos o de fibra de vidrio casi siempre a razn de 1kg de peso corporal por 10 litros de agua, siendo anestesiados, de esta manera son llevados al laboratorio donde son desinfectados, tratando de adaptarlos a las nuevas condiciones. Cualquier condicin de estrs causa una respuesta metablica debida a actividades enzimticas trastornadas. Normalmente las actividades enzimticas estn encargadas de desempear papeles de regulacin de los mecanismos neuroendocrinos y respuestas fisiolgicas de ajuste para lograr homeostacia ante el agente estresante, con tres tipos de respuesta: la respuesta primaria de estimulacin neurohormonal, donde aumentan los corticoesteroides y las catecolaminas encargadas de producir una respuesta secundaria que es de carcter metablico, con alteraciones sanguneas y tisulares como hiperglicemia, disfuncin de la glicognia, declinacin de protenas y lpidos musculares, activacin de la neoglicognesis y desequilibrio electroltico. Esta segunda respuesta causa a su vez una respuesta terciaria que la conduce a cambios en el crecimiento, reproduccin y susceptibilidad a enfermedades. Adems de estas respuestas, la respuesta primaria provoca una accin directa y de interaccin hormonal que detiene la ovulacin. Harvey y Hoar citados por Alonso, et al74, sostienen que los estmulos ambientales, contribuyen a sincronizar la maduracin gonadal. La ovulacin parece ser el resultado de estmulos endgenos despus de la maduracin final del ovocito. En la mayora de las especies tropicales la temperatura del agua y el fotoperido estimulan la vitelognesis; en cautiverio estas condiciones se pueden manipular, simulndose periodos de alta pluviosidad o manejando los niveles de agua del estanque para replicar los cambios estacionales que suceden en la naturaleza y que le informan al pez cuando iniciar o parar alguno de sus procesos fisiolgicos. El alimento en abundancia y la sensacin de seguridad, originan un ambiente favorable para su reproduccin, un animal viviendo en condiciones de estrs permanente, pierde disposicin para la reproduccin, por ejemplo para la vitelognesis, es indispensable la existencia de materias ricas en protenas. 4.10.2 Diagnostico del estado de madurez gonadal. Segn Acevedo75, el pez debe, mediante examen directo, de sus caractersticas sexuales secundarias, presentar signos evidentes de proestro o estro tales como el desarrollo exagerado de la regin ventral de las hembras, los msculos ventrales un poco blandos, papila urogenital rojiza y dilatada con los pliegues de terminacin del oviducto proyectados hacia fuera. S. Zanuy y Carrillo, M76, aseguran que la determinacin del estado sexual de las hembras y la consideracin de sus caractersticas de maduracin son empricas y74 75 76

ALONSO, Op. cit., p. 17. ACEVEDO, Op. cit., p. 23. S. ZANUY Y CARRILLO, M, Op. cit., p. 94 - 95.

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se basan en la observacin del vientre hinchado o distendido, papila genital aparente, poro genital rosado y grado de flacidez abdominal. Sin embargo, la hinchazn abdominal puede ser debida a la distensin intestinal, el poro urogenital rosado puede deberse a abrasiones y en cualquier caso, no es garanta absoluta de ovulacin o cercana a la ovoposicin. Por lo anterior se aconseja el mtodo de biopsia ovrica. Para Harvey y Hoar77, la cantidad de hormona requerida, vara con el estado de madurez de los oocitos y un buen mtodo para determinar el estado de madurez, es el de la biopsia ovrica mediante el proceso de cateterizacin, introduciendo hasta el ovario un tubo plstico fino (el dimetro vara segn el tamao de los huevos) a travs del poro genital, para extraer por presin negativa una muestra de oocitos. Dicho mtodo funciona en especies como la carpa, la lisa y el bagre, teniendo cuidado con el manipuleo del pez que podra ocasionarle atresia, por lo tanto se hace necesario el uso de anestesia. El mtodo de biopsia ovrica se aplica teniendo en cuenta las siguientes condiciones: - Que la anatoma del tracto genital de la hembra, permita que el paso de la cnula pueda predecirse, es decir que el ovario y el oviducto sean continuos, facilitando el paso de la cnula a la masa ovrica, como sucede en la lisa, carpa y bagre, mientras que en el sbalo, los huevos maduros pasan a la cavidad peritoneal y de ah a un embudo recolector que conduce al poro genital; en este caso el oviducto y el poro genital no son continuos y la cnula podra perforar rganos internos. - Los oocitos se deben desarrollar al mismo tiempo, es decir que no debe haber gran diferencia en el estado de madurez de la muestras de oocitos tomadas de diferentes regiones del ovario. El mtodo no ser confiable si los huevos extrados de la porcin anterior del ovario son ms maduros que los extrados en el segmento posterior, este mtodo es efectivo en especies con madurez sincrnica. Una vez obtenidas las muestras de los oocitos, se procede al examen a microscopio con el fin de determinar el estado de maduracin gonadal y proceder a la dosificacin de la hormona. Contreras y Contreras citados por Acevedo, et al78, describen el estado de madurez de los ovocitos de acuerdo a la posicin del ncleo, y la dividen en tres fases: huevos con ncleo central son inmaduros e impropios para la induccin; huevos cuyo ncleo esta migrando, tiene las mayores posibilidades para la

77 78

HARVEY, B Y HOAR,W, Op. cit., p. 36. ACEVEDO, Op. cit., p. 24.

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fecundacin y por ultimo huevos con ncleo perifrico o maduro son inservibles en el caso de induccin. Se considera ptimo, si se presenta entre un 15-40% de ncleos migrando en un promedio de campos microscpicos. 4.10.3 Determinacin de la dosis hormonal. Harvey y Hoar79, sostienen que la ovulacin es generalmente inducida por la aplicacin de extracto pituitario o gonadotropina en dos dosis, la primera se denomina dosis estimulante y la segunda dosis definitiva, a los machos, casi siempre se les inyecta junto con la segunda inyeccin de las hembras. La divisin de la dosis total parece algo arbitraria y el lapso entre las dos inyecciones se ha determinado experimentando. Estudios de reproduccin inducida en Silridos. De acuerdo con Alonso, et al80,uno de los primeros reportes sobre reproduccin inducida a nivel mundial es el trabajo realizado por Houssay (1931) con Cnesterodon desemaculatus, bagre vivparo de Argentina, el cual al inyectar extracto pituitario de prochilodus platensis, logr el nacimiento prematuro de las cras. La utilizacin de esta tcnica se difundi para reproducir peces en cautiverio de alto valor en el mercado, buscando especies resistentes al manejo y de fcil alimentacin por lo que los siluriformes han quedado como especies susceptibles al cultivo. A nivel mundial, existen algunos reportes mencionados por Woynarovich y Horvath, citados por el mismo autor, con Heteropnestes fossilis y Clarias batrach