La industria acuícola global ha alcanzado una producción notable de más de 91 millones de toneladas anuales, consolidándose como un pilar fundamental para la seguridad alimentaria mundial. Sin embargo, el sector enfrenta el reto de optimizar el crecimiento de manera sostenible ante una demanda creciente de proteínas. El rendimiento del crecimiento es el rasgo económico más crítico, ya que determina directamente los costos de producción y la rentabilidad de las operaciones.
Aunque el mejoramiento tradicional ha sido efectivo, la integración de la biología molecular y la genómica ofrece hoy oportunidades sin precedentes para mejorar los rasgos genéticos. Una nueva revisión sistemática de 180 artículos científicos (publicados entre 1992 y 2025) elaborada por científicos de la de la Research and Development Station for Aquaculture and Aquatic Ecology, Alexandru Ioan Cuza University y la Faculty of Food and Animal Sciences, University of Life Sciences «Ion Ionescu de la Brad», revela que el éxito de la acuicultura del futuro depende de nuestra capacidad para comprender y manipular las redes moleculares que controlan el desarrollo de los peces.
Puntos clave
- Redes integradas: La regulación del crecimiento no depende de un solo gen, sino de redes multi-nivel que incluyen el eje GH-IGF, la señalización de miostatina y mecanismos epigenéticos.
- Potencial de CRISPR: El uso de CRISPR-Cas9 para la eliminación (knockout) de la miostatina permite alcanzar incrementos del 15% al 30% en el crecimiento muscular.
- Complejidad genómica: Muchas especies comerciales, como la carpa común y los salmónidos, poseen genomas poliploides complejos debido a eventos antiguos de duplicación del genoma completo (WGD), lo que ofrece oportunidades únicas de selección pero también desafíos técnicos.
- Resiliencia climática: Los marcadores epigenéticos y la selección genómica son herramientas esenciales para desarrollar variedades capaces de mantener la productividad ante el aumento de temperaturas y la hipoxia.
Los tres pilares de la regulación molecular
El crecimiento de los peces es un proceso intrincado que integra señales ambientales, nutricionales y de desarrollo a través de tres sistemas principales.
El eje GH-IGF: El motor endocrino
El sistema formado por la hormona del crecimiento (GH) y el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) actúa como el control central del tamaño corporal. La hormona del crecimiento controla los procesos metabólicos, mientras que el IGF-I media los efectos anabólicos a nivel de tejido, promoviendo la síntesis de proteínas.
Estudios en carpa común han demostrado que los polimorfismos en estos genes afectan significativamente el rendimiento durante etapas críticas del desarrollo. Además, este eje es altamente sensible a factores externos: la temperatura es el modulador dominante en peces poiquilotermos, influyendo directamente en la expresión de estos genes.
Miostatina: El freno del crecimiento muscular
Dentro de la superfamilia del factor de crecimiento transformante-β (TGF-β), la miostatina (MSTN) destaca como el principal regulador negativo del crecimiento muscular. Su función es limitar la proliferación y diferenciación de las células musculares.
La investigación avanzada mediante edición genética ha demostrado que al «desactivar» este freno natural mediante CRISPR-Cas9, se obtiene una mejora sustancial en la masa muscular y en la eficiencia de conversión alimenticia sin efectos fisiológicos adversos.
Epigenética: El puente entre el ambiente y los genes
Los mecanismos epigenéticos, como la metilación del ADN y los microARNs, permiten que los peces se adapten dinámicamente al entorno sin cambiar su secuencia genética. Estos procesos funcionan como sistemas de respuesta rápida ante el estrés térmico o nutricional.
Un hallazgo prometedor es la capacidad de estos cambios epigenéticos para heredarse de forma transgeneracional, lo que abre la puerta a estrategias de cría que preparen a las futuras generaciones para condiciones ambientales específicas.
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La complejidad de los genomas poliploides
Especies de gran importancia económica como la carpa común (Cyprinus carpio) y el salmón poseen genomas que se duplicaron hace millones de años. Esto significa que tienen un repertorio expandido de genes que permite un control regulatorio más sofisticado.
Sin embargo, esta ventaja viene acompañada de una alta complejidad técnica para los programas de mejoramiento. El manejo de múltiples copias de genes (homeólogos) requiere métodos estadísticos especializados y una mayor densidad de marcadores para que la selección genómica sea efectiva. A pesar de los retos, esta redundancia genética actúa como un amortiguador contra mutaciones deletéreas y ofrece flexibilidad adaptativa.
Tecnologías de vanguardia para una producción sostenible
La revisión subraya que la intensificación sostenible de la acuicultura requiere una «genética de precisión» apoyada en diversas herramientas:
- Selección Genómica: Permite estimar el mérito genético usando marcadores en todo el genoma, acelerando la mejora en rasgos difíciles de medir, como la eficiencia alimenticia o la resistencia a enfermedades.
- Edición Genética (CRISPR-Cas9): Es una tecnología transformadora para realizar modificaciones precisas que mejoren la calidad del músculo o la adaptación ambiental.
- Integración Multi-ómica: El uso combinado de genómica, transcriptómica, proteómica y metabolómica permite identificar con exactitud los factores que afectan la calidad del músculo bajo diferentes sistemas de gestión.
Acuicultura Multitrófica Integrada (IMTA)
La genética también debe adaptarse a sistemas de cultivo más sostenibles, como el IMTA, que utiliza especies de diferentes niveles tróficos para maximizar el uso de nutrientes y minimizar el impacto ambiental. En estos sistemas, es crucial seleccionar estirpes que no solo sean productivas, sino que mantengan interacciones ecológicas beneficiosas con otras especies cultivadas, como moluscos y algas.
Desafíos para la implementación global
A pesar de los avances científicos, la aplicación práctica de estas tecnologías enfrenta barreras significativas. La implementación de CRISPR, por ejemplo, está limitada por marcos regulatorios divergentes a nivel mundial, altos requerimientos de inversión económica y una aceptación variable por parte de los consumidores.
Para cerrar la brecha entre la investigación y la práctica, es esencial fortalecer la transferencia de tecnología hacia los productores, especialmente en regiones en desarrollo, y establecer redes internacionales de colaboración.
Conclusión
La revolución molecular en la genética acuícola ofrece herramientas sin precedentes para garantizar la seguridad alimentaria mundial en un contexto de cambio climático. Lograr sistemas acuícolas resilientes y sostenibles dependerá de nuestra capacidad para integrar la innovación científica con la viabilidad económica y el respeto al medio ambiente.
Referencia (acceso abierto)
Șerban, D. A., Barbacariu, C.-A., Ivancia, M., & Creangă, Ș. (2025). Molecular Regulation of Growth in Aquaculture: From Genes to Sustainable Production. Life, 15(12), 1831. https://doi.org/10.3390/life15121831
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
