por Andrew Coates, Tim Dempster, Ben Phillips y Nick Robinson, Nofima
Investigadores han construido un modelo informático que simula los piojos del salmón a medida que desarrollan resistencia a los pesticidas en las granjas de salmón en todo el sur de Noruega.
Sus hallazgos identifican regiones piscícolas de alta densidad como “puntos críticos” de evolución de piojos de mar.
El modelo es una nueva herramienta para ayudar a encontrar formas de controlar los piojos que limiten los riesgos de resistencia y así mantener la efectividad de los tratamientos a lo largo del tiempo.
Los piojos del salmón pueden adaptarse rápidamente a los nuevos desafíos, como ha descubierto la industria de la acuicultura del salmón en las últimas décadas.
Muchos productos químicos utilizados para tratar el salmón infestado de piojos se han vuelto ineficaces debido a que los piojos desarrollan resistencia a los pesticidas. A medida que nuevos pesticidas y otros tratamientos están disponibles para las granjas, es crucial que la industria considere si podría surgir resistencia y qué acciones pueden tomar las granjas para evitar que esto suceda.
Para esto, se requiere una mejor comprensión de cómo crece y se propaga la resistencia a los pesticidas en una red de granjas salmoneras.
Los investigadores de la University of Melbourne, Nofima, Institute of Marine Research y la University of Sydney han construido un nuevo modelo informático para simular la dinámica evolutiva de los piojos del salmón.
Resistencia de modelado
Este modelo simula la infestación de piojos en más de 500 piscifactorías de salmón en todo el sur de Noruega. Realiza un seguimiento de cómo crecen los piojos en las granjas, cómo se dispersan entre los sitios de cultivo en las corrientes oceánicas (utilizando datos del modelo de dispersión de piojos del Institute of Marine Research) y cómo desarrollan resistencia a los tratamientos con pesticidas.
Para probar el modelo, los autores simularon la adaptación de los piojos al azametifós, uno de los pesticidas químicos utilizados en las granjas salmoneras, al que ahora la resistencia es generalizada.
Sus resultados coinciden bien con la comprensión actual de la resistencia al azametifós: en solo 10 años, el gen que proporciona la resistencia pasó de ser muy raro en la población de piojos a estar muy extendido.
Los resultados del modelo destacan el vínculo entre la regularidad con que las granjas salmoneras fueron tratadas con azametifos y la rapidez con la que evolucionó la resistencia.
Cuanto más frecuentemente se trató una granja salmonera, más probable era que los piojos que portaban el gen resistente sobrevivieran, se reprodujeran y transmitieran el gen a la siguiente generación. Y a medida que la población de piojos de mar en una granja se volvió menos susceptible a la sustancia química, fue necesario aplicar tratamientos con mayor frecuencia para mantener las infestaciones bajo control, lo que aceleró aún más la evolución.
Puntos críticos evolutivos
Curiosamente, hubo un patrón espacial distinto para la adaptación. Es decir, la resistencia evolucionó a diferentes velocidades en diferentes partes de Noruega.
La resistencia evolucionó más rápidamente en la región suroeste, alrededor de Hardangerfjord, antes de extenderse hacia el norte a lo largo de la costa.
Los autores describen esta área como un “punto crítico evolutivo”. Al identificar puntos críticos evolutivos como estos, los investigadores saben qué áreas son más importantes cuando se trata de monitorear y manejar la resistencia a los pesticidas.
Los patrones espaciales en la forma en que los piojos desarrollaron resistencia en el modelo fueron influenciados por la probabilidad de que las larvas de los piojos infecciosos se transmitieran de una granja a otra.
La resistencia evolucionó más rápidamente en áreas donde las granjas estaban muy cerca y las corrientes facilitaban la transmisión de infecciones de piojos de una granja salmonera a otra. Esto se debió a que la alta transmisión de piojos entre granjas salmoneras condujo a altas tasas de infestación y, a su vez, a más tratamientos. También permitió que lo genes resistentes se propagaran más fácilmente a nuevas áreas.
El punto de acceso evolutivo en Hardangerfjord es una región que contiene muchas granjas salmoneras en las proximidades. A medida que crece la industria del salmón, la ubicación de nuevas granjas es fundamental.
El modelo podría usarse para investigar cómo se podría optimizar la distribución en la granja para reducir la propagación de piojos.
Estrategias alternativas para combatir los piojos de mar
El estudio también destaca la necesidad de métodos alternativos de control de piojos de mar que sean más difíciles de adaptar para los piojos que los pesticidas químicos.
Por ejemplo, el proyecto CrispResist (financiado por el Norwegian Seafood Research Fund) está investigando el potencial del uso de la edición de genes para dar al salmón del Atlántico una resistencia alta o total a los piojos del salmón.
Los autores explican que su modelo también puede ayudar a decidir sobre estrategias efectivas para implementar estas nuevas tecnologías para limitar la capacidad de los piojos para evolucionar y superar los mecanismos de resistencia genética introducidos en la población huésped del salmón del Atlántico.
Los modelos informáticos pueden ejecutar innumerables escenarios diferentes en grandes áreas geográficas y largos períodos de tiempo que serían imposibles de probar experimentalmente.
Si los piojos del salmón pueden adaptarse a las nuevas estrategias de manejo (como el salmón editado genéticamente), el uso de modelos para predecir las respuestas evolutivas de los piojos puede encontrar formas de ralentizar, o incluso detener, la propagación de la resistencia.
Los autores esperan que este sea el primero de muchos usos de tales modelos para comprender mejor cómo responden los piojos a los tratamientos de las piscifactorías a escala regional. Este conocimiento se puede integrar en los regímenes de gestión de las explotaciones, para garantizar que las nuevas tecnologías de control sigan siendo eficaces a largo plazo.
Proyecto relevantes
CrispResist: Harnessing cross-species variation in sea lice resistance
2021 – 2024
NoLice: Novel tools and knowledge for a future with no lice infestations in Norwegian aquaculture
2021 – 2024
Contacto
Nicholas Andrew Robinson
Senior Scientist
Referencia (acceso abierto)
Andrew Coates, Nick Robinson, Tim Dempster, Francisca Samsing, Ingrid Johnsen, Ben L Phillips, A metapopulation model reveals connectivity-driven hotspots in treatment resistance evolution in a marine parasite, ICES Journal of Marine Science, Volume 79, Issue 10, December 2022, Pages 2682–2696, https://doi.org/10.1093/icesjms/fsac202
