La densidad de siembra es uno de los factores más críticos en la acuicultura moderna. Para la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), una especie fundamental para la expansión global del sector, encontrar el equilibrio perfecto entre maximizar la producción y mantener el bienestar de los peces es un desafío constante.
Si bien los productores saben que el hacinamiento puede reducir el crecimiento, los mecanismos biológicos exactos detrás de este fenómeno son complejos. No se trata solo de competencia por espacio o alimento. Un nuevo estudio publicado en la revista Aquaculture por científicos de la Ocean University of China profundiza en cómo las diferentes densidades de siembra afectan fisiológicamente a la trucha, revelando una conexión directa entre el estrés crónico, el metabolismo de la glucosa y la inhibición del crecimiento
Conclusiones clave
- La alta densidad de siembra (HD) eleva significativamente los niveles de cortisol y glucosa en suero, indicando un estado de estrés crónico en las truchas.
- El rendimiento del crecimiento, específicamente la ganancia de peso (WG) y la tasa de crecimiento específico (SGR), se correlaciona negativamente con los niveles de cortisol y glucosa.
- La alta densidad reprograma el metabolismo hepático: activa genes de la gluconeogénesis (producción de glucosa) como pc y fbpla, mientras suprime genes de la glucólisis (uso de glucosa) como hk4 y gapdh1.
- El estrés por alta densidad inhibe las vías moleculares del crecimiento, como el ciclo celular (reduciendo genes como ccnb1/2 y cdk1) y la síntesis y acción de la hormona del crecimiento.
- El estudio estimó una densidad óptima, para las condiciones experimentales, entre 28.36 y 36.63 kg/m3 ofreciendo un balance entre producción y bienestar.
El diseño del experimento: midiendo el impacto de la densidad
Para entender esta relación, un equipo de investigadores realizó un experimento de 84 días. Se distribuyeron un total de 936 truchas arcoíris en tres grupos de tratamiento con diferentes densidades de siembra iniciales:
- Baja Densidad (LD): 9.15 kg/m3
- Densidad Moderada (MD): 13.65 kg/m3
- Alta Densidad (HD): 27.31 kg/m3
Durante el ensayo, se tomaron muestras de sangre a los 28, 56 y 84 días para medir indicadores clave de estrés, como el cortisol sérico y la glucosa. Al finalizar, se evaluó el rendimiento del crecimiento y se utilizó un análisis transcriptómico del hígado (el principal órgano metabólico) para identificar qué genes y vías moleculares se veían afectados por las distintas densidades.
A más densidad, más estrés y menos crecimiento
Los hallazgos confirmaron la hipótesis de los investigadores: la alta densidad de siembra induce un estado de estrés crónico que perjudica directamente el rendimiento del pez.
La huella fisiológica del estrés
Los análisis de sangre fueron claros: los niveles de cortisol y glucosa aumentaron progresivamente con el incremento de la densidad de siembra. Las truchas en el grupo de alta densidad (HD) mostraron niveles de cortisol significativamente más altos que los de los grupos de densidad baja y moderada.
El cortisol es la principal hormona del estrés en los peces. Su elevación crónica desencadena una cascada de respuestas, incluyendo la estimulación de la gluconeogénesis (producción de nueva glucosa) y la glucogenólisis (liberación de glucosa almacenada). Esto explica por qué los niveles de glucosa en sangre también fueron significativamente más altos en el grupo HD, un estado conocido como hiperglucemia.
El impacto en el crecimiento y la eficiencia
Este estado de estrés fisiológico tuvo un costo directo en el rendimiento productivo. El estudio encontró una fuerte correlación negativa entre los indicadores de estrés (cortisol y glucosa) y los parámetros de crecimiento.
- Menor crecimiento: A medida que aumentaban el cortisol y la glucosa en suero, la ganancia de peso (WG) y la tasa de crecimiento específico (SGR) disminuían significativamente.
- Peor eficiencia: Por el contrario, el índice de conversión alimenticia (FCR) mostró una correlación positiva con los niveles de cortisol y glucosa. Esto sugiere que los peces estresados utilizan el alimento de manera menos eficiente, desviando la energía que debería destinarse al crecimiento para, en su lugar, gestionar la respuesta al estrés.
Basado en el análisis de regresión cuadrática del crecimiento, el estudio determinó que, para las condiciones de este sistema, la densidad de siembra óptima se situaba en el rango de 28.36 a 36.63 kg/m3. Más allá de este punto, los efectos negativos del estrés comenzaban a superar los beneficios de una mayor biomasa.
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La «caja negra»: lo que revela el análisis genético del hígado
El hallazgo más revelador del estudio provino del análisis transcriptómico del hígado, que permitió a los investigadores ver exactamente cómo el estrés reprogramaba la biología del pez a nivel molecular.
Al comparar los grupos de alta (HD) y baja (LD) densidad, se identificaron 1.312 genes que expresaban de manera diferente, indicando una reprogramación metabólica y fisiológica masiva.
Freno al crecimiento: el ciclo celular se detiene
El estrés por alta densidad afectó directamente las vías moleculares responsables del crecimiento. El análisis genético mostró que en el grupo HD se inhibieron (regularon a la baja) genes fundamentales para el ciclo celular, como ccnb1, ccnb2 y cdk1. En términos simples, el cuerpo del pez recibió la orden de dejar de producir nuevas células, frenando así el crecimiento.
Esta inhibición del crecimiento también se vinculó a la alteración de vías hormonales clave, como la síntesis, secreción y acción de la hormona del crecimiento, y la activación de vías de señalización relacionadas con el estrés, como FoxO y AMPK.
La reprogramación de la glucosa: más producción, menos uso
El análisis hepático desveló el mecanismo central del problema metabólico: bajo estrés crónico, la trucha entra en un estado paradójico. A pesar de tener niveles altos de glucosa en sangre (hiperglucemia), su organismo no la utiliza eficientemente para obtener energía o crecer.
Esto se debe a una reprogramación genética:
- Aumenta la gluconeogénesis (Producción): El estrés por cortisol activó los genes que crean nueva glucosa. Específicamente, los genes pc (piruvato carboxilasa) y fbpla (fructosa-1,6-bisfosfatasa) se regularon al alza. El hígado estaba produciendo glucosa activamente para responder a la señal de alarma del cortisol.
- Disminuye la glucólisis (Uso): Al mismo tiempo, el organismo suprimió los genes necesarios para descomponer y utilizar esa glucosa como combustible. Genes clave de la glucólisis, como hk4 (hexoquinasa-4) y gapdh1 (gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa), se regularon a la baja.
- Suprime el almacenamiento (Glicogénesis): El estudio también encontró que las vías para almacenar el exceso de glucosa en forma de glicógeno (la reserva de energía del cuerpo) estaban inhibidas.
El resultado es un pez que se encuentra en un ciclo metabólico perjudicial: está crónicamente estresado (alto cortisol), lo que le obliga a producir más y más glucosa (hiperglucemia), pero es incapaz de usarla o almacenarla eficazmente. Toda la energía del organismo se desvía de los procesos de crecimiento para gestionar esta crisis metabólica.
Implicaciones para la acuicultura sostenible
Este estudio proporciona una visión integral de por qué la alta densidad de siembra es perjudicial. Demuestra que el hacinamiento no solo es un problema de espacio físico, sino un estresor fisiológico que desencadena una profunda reprogramación metabólica y genética.
Para el productor de trucha arcoíris, estos hallazgos refuerzan la necesidad crítica de optimizar las densidades de siembra. Superar los umbrales óptimos, aunque tentador para aumentar la biomasa, genera peces crónicamente estresados que no solo crecen menos y convierten peor el alimento, sino que sufren desregulaciones metabólicas severas.
La investigación subraya que la gestión de la densidad es una herramienta fundamental para mitigar el estrés, mejorar el bienestar animal y, en última instancia, asegurar la eficiencia y sostenibilidad de la producción de trucha. Por otro lado, algunos estudios científicos han demostrado que la natación inducida y el uso de aceites esenciales ayudan a gestionar el estrés en la piscicultura de trucha arcoíris.
Referencia
Li, Z., Feng, Z., Luo, S., Wang, Y., Xu, Y., Dong, K., Hou, Z., Gao, Q., & Dong, S. (2025). Effects of stocking density on growth and glucose metabolism in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquaculture, 743413. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2025.743413
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.
