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Artículo Destacado: Crecimiento de corales por larvas reproducidas sexualmente; es el camino correcto para la conservación de los arrecifes, pero aún se necesita mayor conocimientog

By Lee Goldman Posted Mar 15, 2006 12:00 AM Pomacanthus Publications, Inc.
Discusión sobre el crecimiento de larvas propagadas sexualmente y su relación con el intercambio en los acuarios.

El crecimiento de corales a partir de larvas sexualmente producidas es un enfoque relativamente nuevo hacia los corales cultivados que son destinados al comercio acuarista. A pesar de que la colonización coralina y el crecimiento juvenil han sido estudiados previamente (Babcock 1985, Morse et al 1991, Negri and Hayward 1999, Rinkevich 1979), hay unos cuantos individuos (me incluyo) que usan este enfoque para intentar conocer las demandas del mercado acuarista. Existen varias razones por las cuales se debe realizar esta técnica, con la conservación de nuestros arrecifes naturales de coral que se destacan por ser miles de veces duplicados. La morfología de la colonia y la diversidad genética (más allá del comercio) pasan a segundo término, aunque son muy importantes sin que alguna sea mas relevante que la otra. Sin embargo, así como en caulquier tipo de acuacultura, esta forma de cultivar coral también tiene su retos.

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Se agrega un grupo de Pocillopora damicomis de seis días de edad.

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Una Acropora surculosa que recientemente cambió. Edad: 6 días después de haber sido desovada. Tamaño: aprox. 1 mm

Lo corales tiene 2 formas de reproducción sexual (Richmond y Hunter 1990). Los corales que secretan sus gametos (huevo y esperma empacados juntos llamados también bulto huevo / esperma) en la columna de agua para fertilización externa, son llamados "desovadores por emisión". El esperma se adhiere sin duda a los huevos flotantes y el bulto flota hacia la superficie donde se pega con bultos secretados por otras especies similares de coral. Esta modalidad de reproducción, requiere que todos los corales del area utilicen marcadores específicos estacionales para asegurar que sus gametos se mezclen con los gametos de otras especies similares de coral. El término desovadores masivos fue dado al evento en el cual varios corales secretan sus gametos al mismo tiempo (Harrison et al). Investigaciones adicionales han revelado que las diferentes especies de coral del mismo arrecife secretaran sus gametos en la misma noche, pero no al mismo tiempo. Por ejemplo, en Guam, Acropora surculosa secretará sus gametos en la misma noche al igual que Acropora humulis; sin embargo, cada especie los secretará a una hora específica y no al mismo tiempo (Richmond, Pers. Comm). Esto incrementa la posibilidad de que se crucen con los gametos de especies específicas y minimizar aun más el riesgo de crías cruzadas. La fertilización de los huevos por el esperma da como resultado la formación de la larva. Tiempo después, la larva se desarrolla por unos cuantos días en la columna de agua antes de sumergirse en dirección al arrecife donde se adhiere. Un coral reproductor fertiliza el huevo y el esperma internamente, y secreta la planula desarrollada en el agua. La planula al igual que la larva, buscará un lugar adecuado para asentarse y crecer.

En cada caso, los corales son capaces de secretar desde cientos hasta millones de larvas o planulas por año, algunas especies sólo secretarán unas cuantas planulas por día, tal es el caso de Leptoria purporea (Pers. Obs), mientras otras, como algunas Pocilloporidas se programan para secretar miles de planulas cada ciclo lunar (Harrigan 1972, Richmond 1984, Rinkevich 1970). En el caso de los desovadores por emisión, una noche específica del año puede desencadenar la secreción de millones de gametos en la columna de agua (Richmond y Hunter 1990).

Cuando la larva y la planula están listas para buscar un substrato adecuado, ya son lo suficientemente competentes para fijarse. Los corales pueden usar biocapas, líquenes de algas coralinas o bacteria que se encuentra en sustrato del arrecife como indicación para iniciar la transformación de larva a coral béntico (Harrigan 1972, Iwao et al 2002, Morse y Morse 1991, Negri et al 1991). Este proceso natural es el camino que la larva y la planula deben seguir para crecer y sobrevivir en el arrecife. No es muy distinto de los pasos que yo debo seguir para obtener los mismos resultados.

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La meta final: una bandeja llena de corales obtenidos a partir de larvas y plenulaes sexualmente producidas. En la esquina superior izquierda: el producto terminado, Pocillopora damicornis.

El recolectar las larvas o las planulas, fijar cualitativa y consistentemente las larvas de coral en sus substratos y hacer que los organismos jovenes se desarrollen hasta la edad adulta, significa que el proceso fue realizado satisfactoriamente. Mi reto particular es infinitamente mas difícil que sólo llevar a cabo estos pasos. Como un criador tratando de hacer crecer los corales que cubran la suficientemente la demanda, el obstáculo al que me enfrento no es el acomodar algunos de ellos por el desarrollo natural hasta su madurez, sino el llevarlos a todos por este camino. Para realizarlo con éxito, debo colocarlos de una manera no natural que desafía la manera en como los corales se han desarrollado durante millones de años.

La teoría de la selección r/k relaciona, de manera general, las 2 estrategias reproductivas que las especies estan determinadas a tomar, basándose en presiones selectivas ambientales (Pianka 1970. Heylighen 2000). Los términos son conocidos para los estudiosos de la ecología que analizan el crecimiento de la población, la cual resulta en la siguiente ecuación:

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Donde "r" representa el índice de crecimiento de una población establecida (N) y donde "k" representa la capacidad de transporte. Las especies selectivas "r" o los estrategas "r" por lo general se encuentran en ambientes muy inestables y en ocasiones en ambientes muy competitivos. (Heylighen 2000). Los recursos que usa el individuo, a veces se enfocan solamente a ajustarse y sobrevivir al ambiente. Cualquier posibilidad de destinar los recursos hacia la reproducción debe ser capitalizada antes de que las condiciones cambien de nuevo o las presiones exteriores requieran ser atendidas de inmediato. Los estrategas "r" tienden a abarcar breves períodos de vida además de que son muy pequeños. Sin embargo, se reproducen muy rápido y con alto índice de fecundidad (el número de descendencia producida por un organismo). Los organismos sólo utilizan una mínima parte de sus recursos para la creación de cada descendiente. Los óndices de mortalidad entre los descendientes son extremadamente altos, por lo que sólo unos cuantos sobreviven hasta la edad adulta. Ademas se liberan a sí mismos en el ambiente donde se dispersarán en un rango muy amplio (tal como en la columna de agua o en el aire). Finalmente, los progenitores no ofrecen recursos ni protección una vez que los descendientes son liberados. Como ejemplo de organismos que utilizan este tipo de acciones se pueden citar a las ranas, enredaderas, ostras, almejas, algunos insectos, y peces. Los estrategas "k" tienen comportamientos opuestos cuando producen descendencia. Por lo general se establecen en zonas más estables, viven más y crecen más grandes. Utilizan muchos recursos en sólo unas cuantas crías y los proveen de mucho cuidado y recursos. El hecho de que estén bien adaptados a un ambiente más estable, los recursos, pueden ser destinados a producir crías que estarán bien preparadas para sobrevivir en cualquier tipo de ambiente. Ejemplos de esto, son los elefantes, ballenas, aves, árboles localizados en un bosque antiguo y por supuesto, los humanos. Finalmente, las dos estrategias, se pueden definir por la cantidad de recursos que cada organismo invierte en sus respectivas crías. Los organismos pueden producir millones de crías pobremente equipadas o sólo unas cuantas pero muy bien equipadas.

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A. surculosa de 5 meses de edad , junto a ella, P. damicomis de 1 mes de edad.

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Faviid sp. Uno de los corales que de manera oportunista se asentó en mis chips modificados. Investigaré más sobre Faviids al llegar la temporada de desove en verano.

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A. surculosa muestra evidencia de pólipos axiales y crecimiento de sus ramas.

Así como muchos organismos, los corales considerados en grupo, no encajan por completo en alguna de las 2 categorías descritas, sin embargo tienden a ser estrategas r. Los corales por lo general viven en un ambiente muy competitivo e impredecible por lo que en ocasiones muestran características propias de los estrategas r. Incluso los corales que se piensa que son estrategas k, usan varios mecanismos para reproducirse que son propios de los estrategas r. Por ejemplo, los corales masivos que viven largo tiempo y que se reproducen sólo una vez por año, como algunos Poritiids, liberan miles de gametos en la columna de agua y no proveen a sus crías con suficientes recursos internos, además de no darles ningún tipo de cuidado una vez que son liberados.

Las presiones selectivas que llevan a los corales a comportarse como estrategas r está mas comprendida cuando su hábitat se toma a consideración. Las causas de la mortandad en los corales, tanto en adultos como en jóvenes, son por mucho, mayores que las causas de supervivencia. El sobrecrecimiento de algas, cambios de temperatura, la sedimentación (de tormentas o deslaves terrestres), enfermedades, depredadores y herbívoros contribuyen a crear un ambiente menos estable, especialmente para las crías (Hunte y Wittemberg 1992, Kuffner 2004, Sammarco 1980, Tanner 1995, Te 1992). Más aun, los recursos disponibles para los corales están siempre en constante disputa entre los corales que habitan el arrecife, ya sea una posición favorable en el arrecife que les garantice disponibilidad de luz de sol, comida y movimiento de agua. Este tipo de competencia requiere que el coral utilice demasiada energía (Lang y Chornesky 1990). Si los recursos se usan solamente para la producción de unas cuantas, pero bien desarrolladas crías, es posible que no les queden recursos necesarios para competir con los corales vecinos.

Es por estas razones que los corales utilizan casi todos sus recursos en producir la mayor cantidad posible de crías que puedan. Esto asegura que un reducido número de las miles de larvas que fueron liberadas, puedan sobrevivir a los ataques de los depredadores del océano, de este porcentaje que sobrevivió a los depredadores, sólo unos cuantos encontrarán un lugar en el arrecife donde establecerse y de éstos, un leve porcentaje podrá transformarse rápidamente para crecer y defenderse a sí mismos de los miles de peligros que puedan terminar con su existencia. Más aun, la habilidad de distribuir las crías en un area bastante amplia, asegurará que unos cuantos logren llegar a algun area temporalmente más favorable de donde fueron liberados (Richmond 1988). En el arrecife natural es obvia la estrategia r que usan los corales. Si aplicamos un modelo matemático simple para explicar el crecimiento exponencial de Pocillopora damicornis se podría ver de la siguiente forma: una sola colonia libera 1.000 planulas y sobreviven la mitad (opuesto a la estrategia r y a sus presiones selectivas). Si en algunos años, los sobrevivientes (incluyendo la colonia original) libera otras 1.000 planulas y la mitad sobrevive, habrá 250.500 colonias, tanto nuevas como la que ya existía (la colonia que lo inició todo). Si se mantiene esta proporción durante unos cuantos años mas, habrá cerca de 125.500.500 colonias, tanto ya existentes como nuevas. Este es el algoritmo para una sola colonia inicial y una sola especie del arrecife. Este algoritmo se vuelve muy obvio cuando lo aplicamos en 300 diferentes especies de coral cada una con 20 zonas representativas cada una. A pesar del tipo de presión selectiva, es la naturaleza de la estrategia que los corales usen sólo unas cuantas crías que sobrevivan hasta la edad adulta.

Como lo mencioné previamente, mi trabajo como investigador dedicado a este tipo de crianza, es hacer que lleguen la mayor parte de crías posibles a la edad adulta (o por lo menos a tamaños comercializables). Otra manera de verlo, es el hecho de que tengo que crear habitats de soporte para larvas y planulas que están destinadas a morir al ser liberadas. Es por esto que tengo que guiarlas a traves de todo su crecimiento hasta la edad adulta, lo cual requiere entender sus necesidades ambientales y nutricionales. Si dependiera de los porcentajes naturales de supervivencia de los corales, sólo tendría unos cuantos corales que alcanzarían el tamaño adecuado para ser comercializados. Esto se complica aun más por las limitadas temporadas de desove de los corales que son más populares en el negocio de la acuariofilia. Seré capaz de competir con otros criaderos que actualmente rompen los corales, tienen apoyos económicos o convencen a otras corporaciones para hacer este mismo tipo de criadero, siendo que yo sólo puedo producir una docena de corales cada temporada anual?. La respuesta: No, por mucho, es una tarea muy intimidante y para algunos resulta imposible. Sin embargo, esta tarea también tiene sus puntos positivos. El camarón blanco del pacífico (Litopenareus vannamei), otro animal muy popular, esta siendo criado con gran éxito. Estos camarones han sido criados exitosamente en compartimientos (la mayoría son para consumo humano) por décadas. Los camarones también son estrategas r. Los camarones producen millones de crías con la esperanza de que alguno sobreviva hasta la edad adulta. La crianza de camarones comenzó de manera similar a la del coral. A traves de investigaciones exhaustivas realizadas a lo largo de años, los compartimientos han sido provistos con todos los adelantos disponibles para la crianza de los camarones y llevar un alto porcentaje de estos a la edad adulta (Victor Camacho, Pers Comm). Creo que este es el siguiente paso para poder criar los corales a partir de larvas. Investigación, investigación, y mas investigación en todos los aspectos de los requerimientos de los corales es lo que necesita este método. En mi laboratorio ésta es mi meta. Es una meta noble, pero con el beneficio de que en el futuro mi pequeña hija los podrá disfrutar; arrecifes de coral naturales y bellos dignos de su admiración.

Cuando la gente me pregunte cual fue el reto mas díficil que enfrenté para llegar a esta meta, simplemente dire: Oh, no es nada. Sólo tengo que desafiar la estrategia que usan los corales para su reproducción y hacer que superen la tendencia que los lleva a la fatalidad, es fácil.... si, como no.

Informació sobre el autor

Lee Goldman actualmente divide su tiempo entre su trabajo de maestría en la Universidad de Guam y su investigación para hacer crecer los corales a partir de larvas para el comercio acuarista. Hablará de su trabajo en la proxima conferencia MACNA XVIII en septiembre.

Referencias

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