Diatomeas en la acuicultura: la alternativa microscópica para reducir costos en dietas de camarón y tilapia

Claves del potencial de las diatomeas

• Perfil nutricional superior: Aportan proteína, vitaminas, minerales y ácidos grasos poliinsaturados omega-3 esenciales (EPA y DHA) en concentraciones competitivas frente a la harina de pescado y notablemente superiores a las de la harina de soya.
• Eficacia zootécnica validada: Especies como Phaeodactylum tricornutum y Thalassiosira pseudonana ya se emplean como alimento vivo en criaderos de moluscos, camarones y peces marinos, con mejoras comprobadas en las tasas de crecimiento, supervivencia y respuesta inmunitaria.
• Biorremediación y economía circular: Pueden cultivarse empleando efluentes de la propia granja acuícola, lo que reduce los costos de fertilización y depura el agua de forma simultánea para su reutilización o vertido seguro.
• El desafío del escalamiento económico: El cuello de botella radica en los costos: producir un kilogramo de biomasa oscila actualmente entre 5 y 20 USD, frente a los 0,40–0,70 USD de la harina de soya y los 1,50–2,50 USD de la harina de pescado.
• Optimización biotecnológica: La ingeniería metabólica en cepas modelo como P. tricornutum ha logrado duplicar la acumulación de lípidos y cuadruplicar el rendimiento de pigmentos de alto valor, proyectando cepas diseñadas a medida para el sector.

Son las cinco de la mañana y el administrador de una granja camaronera examina, una vez más, la factura del último lote de alimento. El precio ha vuelto a subir debido a que el principal insumo (harina de pescado) sigue incrementando su precio. No se trata de una sorpresa —el patrón se repite desde hace años—, pero cada incremento confirma una realidad crítica: más del 60 % de los costos operativos de la finca se destinan a la alimentación, y una fracción sustancial de ese insumo depende de poblaciones silvestres de peces cada vez más limitadas y costosas.

Este desafío es global. En centros de cultivo de camarón, tilapia, salmón y moluscos en todo el mundo, surge la misma interrogante: ¿cómo sostener la producción acuícola cuando las pesquerías pelágicas no cubran la demanda de harina y aceite de pescado? Frente a esta disyuntiva, un consorcio científico integrado por el Diatom Research Laboratory de la Amity University (India), la Indiana State University, la University of Allahabad y la University of Hamburg plantea una solución microscópica: las diatomeas, microalgas que han constituido la base de las redes tróficas marinas durante millones de años.

Acuicultura global: el cuello de botella nutricional que la industria ya no puede ignorar

La acuicultura ha dejado de ser una actividad marginal o de nicho: su ritmo de expansión triplica al de la agricultura terrestre convencional y hoy suministra cerca del 57 % de los productos hidrobiológicos consumidos a nivel mundial. Las proyecciones del sector anticipan un incremento sostenido de la producción, lo que demandará al menos 25 millones de toneladas métricas adicionales de alimento balanceado.

No obstante, esta trayectoria expansiva colisiona directamente con una barrera biológica y ecológica: la harina y el aceite de pescado —fuentes esenciales de proteína y ácidos grasos poliinsaturados omega-3 de cadena larga— proceden de pesquerías extractivas que se encuentran en su rendimiento máximo sostenible. Consciente de esta restricción, la industria acuícola lleva años explorando alternativas de origen vegetal, tales como harinas de soya, canola, semilla de caucho y Jatropha.

Si bien estos insumos resultan viables en ciertas proporciones, introducen limitaciones zootécnicas críticas. La soya, predominante en las formulaciones por su volumen y costo, contiene factores antinutricionales que comprometen la salud intestinal y la digestibilidad en los organismos cultivados. Más determinante aún: ninguna fuente vegetal terrestre sintetiza ácido eicosapentaenoico (EPA) ni ácido docosahexaenoico (DHA), nutrientes indispensables tanto para el crecimiento, supervivencia e inmunidad de especies como el camarón o el salmón, como para garantizar el perfil nutricional que exige el mercado de consumo humano. Constituye una brecha nutricional que ni las oleaginosas, ni los cereales, ni los subproductos terrestres han conseguido solventar de manera integral.

Diatomeas en la nutrición acuícola: perfil bioquímico, digestibilidad y protección antibacteriana

Durante décadas, las diatomeas fueron abordadas casi exclusivamente desde la biología marina fundamental: son responsables de aproximadamente el 40 % de la producción primaria oceánica y del 20 % de la fijación global de carbono, además de sintetizar una pared celular de sílice biogénica —el frústulo— que asemeja una microcápsula de vidrio. No obstante, esa compleja matriz bioquímica que sostiene la productividad de los océanos capta hoy el interés estratégico de la formulación de alimentos balanceados.

La evidencia compilada a partir de decenas de especies resulta concluyente. Phaeodactylum tricornutum, una de las microalgas modelo más investigadas, registra entre 30 % y 52 % de proteína cruda en biomasa seca y un rango lipídico de 20 % a 30 %, con concentraciones de ácido eicosapentaenoico (EPA) que alcanzan del 30 % al 36 % del perfil total de ácidos grasos —proporción muy superior al 5–12 % presente en la harina de pescado y ausente en los subproductos de soya—. Por su parte, Thalassiosira pseudonana presenta rendimientos nutricionales análogos y consistentes, mientras que géneros como Nitzschia sp. o Chaetoceros gracilis demuestran balances de proteína y carbohidratos perfectamente competitivos frente a materias primas tradicionales.

Este potencial supera la caracterización bromatológica y se valida en ensayos zootécnicos. En especies comerciales, la inclusión de P. tricornutum optimizó la digestibilidad aparente de proteínas y lípidos en post-smolts de salmón del Atlántico, mejorando incluso la pigmentación muscular. En paralelo, T. pseudonana incrementó las tasas de crecimiento y supervivencia en camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei), y Skeletonema costatum mejoró la eficiencia de conversión alimenticia en tilapia del Nilo. Asimismo, cepas como Haslea nusantara y diatomeas bentónicas evidenciaron una potente actividad antimicrobiana contra patógenos del género Vibrio, reduciendo cargas bacterianas a niveles indetectables en diversos ensayos. Para el acuicultor expuesto al riesgo recurrente de mortalidades por vibriosis, esta bioactividad no constituye un hallazgo abstracto, sino una solución zootécnica de primer orden.

Biorremediación acuícola: cómo transformar efluentes y aguas residuales en insumo nutricional con diatomeas

En este punto, la investigación introduce una perspectiva determinante tanto para la rentabilidad operativa como para la sostenibilidad ambiental. Las diatomeas demandan nitrógeno, fósforo y sílice para su proliferación celular, precisamente los nutrientes disueltos que saturan y comprometen la calidad de los efluentes acuícolas. Los investigadores reportan eficiencias de remoción notables: hasta un 60 % de nitrógeno total, un 89 % de fósforo y un 88 % de la demanda química de oxígeno (DQO) al cultivar especies como Chaetoceros gracilis y Thalassiosira weissflogii en matrices combinadas de agua marina y efluentes de maricultura.

En términos prácticos: el caudal que actualmente exige costosos tratamientos previos al vertido —o que representa un riesgo de pasivo ambiental— puede reconvertirse en el medio de cultivo para generar biomasa nutricional destinada a los siguientes ciclos productivos. Se establece así un modelo de ciclo cerrado: la granja abastece a las microalgas mediante sus propios efluentes, y las diatomeas, tras su cosecha y procesamiento, retornan al sistema transformadas en ingrediente para dietas acuícolas. Los autores encuadran este enfoque dentro de la bioeconomía circular, una estrategia que reduce los costos de tratamiento de efluentes y mitiga la dependencia de fertilizantes o insumos comerciales.

El cuello de botella de las diatomeas en la acuicultura: costos de producción, digestibilidad y desafíos de escalamiento

Si las diatomeas poseen un potencial nutricional tan alto, ¿por qué no forman parte habitual de los alimentos balanceados comerciales? La respuesta de los investigadores es contundente: la viabilidad económica. Producir un kilogramo de biomasa de microalgas —diatomeas incluidas— demanda entre 5 y 20 USD, según la especie seleccionada, el fotobiorreactor o sistema de cultivo y las fases de procesamiento posterior. Frente a valores de 0,40 a 0,70 USD por kilogramo en la harina de soya o de 1,50 a 2,50 USD en la harina de pescado, la brecha de rentabilidad explica la ausencia de una sustitución industrial masiva.

Gran parte de este sobrecosto proviene de una limitación biológica estructural: el frústulo de sílice que protege a la microalga y le otorga resistencia ambiental actúa simultáneamente como una barrera mecánica frente a las enzimas digestivas de peces y crustáceos. Los autores definen este fenómeno como la «paradoja de la digestibilidad»: la misma cubierta rígida que asegura la robustez del microorganismo restringe la asimilación de sus lípidos y proteínas intracelulares, a menos que se apliquen métodos de pretratamiento —ruptura mecánica, molienda o hidrólisis enzimática— para fracturar la cápsula silícea. Por este motivo, especies con paredes celulares más delgadas, como Phaeodactylum tricornutum, exhiben naturalmente una biodisponibilidad superior y concentran la mayor parte de las aplicaciones zootécnicas actuales.

A este escenario se integran complejidades operativas adicionales documentadas en el estudio: la heterogeneidad en los requerimientos ecofisiológicos de cada cepa (fotoperiodo, temperatura y perfiles minerales), lo que dificulta la estandarización del cultivo masivo; la alta demanda energética y económica de los métodos de concentración y cosecha tradicionales (centrifugación, microfiltración o floculación) a grandes escalas; y la falta de marcos regulatorios específicos para el registro de biomasa de diatomeas como ingrediente acuícola, factor que posterga su homologación comercial global.

Ingeniería genética en diatomeas: la vía biotecnológica hacia la rentabilidad acuícola

El componente más promisorio del estudio —y el que probablemente determine si las diatomeas trascienden su condición de alternativa marginal— reside en la ingeniería genética. Durante años, optimizar el rendimiento de estos microorganismos dependía casi exclusivamente de manipular variables abióticas de cultivo: modificar la irradiación lumínica, inducir estrés por fósforo o ensayar fuentes alternativas de nitrógeno. Si bien estas estrategias operan con éxito relativo, exhiben un techo biológico limitado.

El panorama se transforma sustancialmente con los avances en edición génica aplicados directamente a Phaeodactylum tricornutum. Mediante la sobreexpresión de genes vinculados a la síntesis lipídica (como PtD5b y MCAT), los investigadores incrementaron en 2,61 veces la acumulación total de lípidos intracelulares. Asimismo, la coexpresión de los genes DGAT2B y OtElo5 elevó los niveles de ácido docosahexaenoico (DHA) —el ácido graso poliinsaturado omega-3 de mayor valor comercial y ausente en oleaginosas terrestres— desde apenas un 1,8 % hasta rangos de entre 3,8 % y 8,4 % de la biomasa seca. De forma simultánea, modular las rutas biosintéticas de carotenoides cuadruplicó la síntesis de fucoxantina, un pigmento con elevado valor nutricional y nutracéutico. En este contexto, herramientas moleculares de precisión como CRISPR/Cas9 se emplean ya para optimizar la estabilidad de estas cepas.

Aunque estas innovaciones no reducen la estructura de costos de manera inmediata, marcan una dirección estratégica inequívoca: el diseño de diatomeas bioingenierizadas para maximizar la síntesis de moléculas diana de alto valor —DHA, pigmentos antioxidantes y proteína funcional— a partir de un menor volumen de biomasa, lo que se traduce directamente en un menor costo por unidad de nutriente asimilable.

El futuro del alimento acuícola: de la dependencia de la harina de pescado a la adopción de diatomeas

El administrador de la granja acuícola que examinaba con preocupación la factura del alimento al amanecer no hallará diatomeas en su siguiente orden de alimento balanceado —al menos no de inmediato ni bajo un esquema de costos competitivo en el corto plazo—. Sin embargo, la hoja de ruta que traza la investigación confirma que la materia prima llamada a aliviar esa presión financiera ya es una realidad operativa: se cultiva con éxito, mejora los índices de crecimiento e inmunocompetencia en camarones y peces bajo ensayos documentados, y depura efluentes acuícolas mediante procesos de biorremediación durante su ciclo biológico.

El reto actual no radica en el descubrimiento del recurso, sino en escalar su producción a costos viables, superar la limitación mecánica de su digestibilidad y consolidar los marcos regulatorios indispensables para su comercialización segura. Si la ingeniería biotecnológica sostiene la velocidad de sus innovaciones recientes, en una próxima evaluación de costos operativos, la microalga que hoy solo se observa en el laboratorio podría constituir el ingrediente central del alimento almacenado en bodega.

Contacto
Archana Tiwari
Diatom Research Laboratory, Amity Institute of Biotechnology, Amity University
Noida, India
Email: panarchana@gmail.com

Referencia (acceso abierto)
Wali, Z., Parikh, H., Tyagi, R. et al. Diatoms for sustainable aquaculture: nutritional potential, cultivation strategies, and circular bioeconomy applications. Phycol. J. 2, 9 (2026). https://doi.org/10.1186/s44377-026-00014-0

Milthon Lujan

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.