Sistemas de Cultivo

Esponjas marinas con potencial en la maricultura integrada

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By Milthon Lujan

Países Bajos – Un nuevo estudio destaca el potencial de las esponjas marinas para formar parte de los sistemas de acuicultura integrada multitrófica (IMTA) debido a que permite una mejor asimilación de la materia orgánica disuelta.

Investigadores de la Wageningen University & Research, University of Amsterdam y de la South China Sea Hainan University publicaron una mini revisión científica que evalúa el uso de las esponjas marinas en los sistemas de cultivos integrados. A continuación presentamos un pequeño resumen del artículo, al final puedes encontrar los enlaces a la respectiva publicación.

El concepto de combinar especies acuícolas de diferentes nichos tróficos para alcanzar producción ecológicamente eficiente y rentable data desde 2200-2100 Antes de Cristo, cuando los chinos aplicaron este concepto por primera vez.

En la actualidad, este policultivo acuático viene ganando nuevamente atención. Desde que la acuicultura se ha convertido en la fuente predominante de pescados y mariscos para la nutrición humana, la gestión de los desechos (por ejemplo alimento sin consumir, heces y desechos orgánicos) es de creciente preocupación.

Acuicultura Integrada Multitrófico (IMTA)

Como una solución sostenible al monocultivo, se ha propuesto el concepto de Acuicultura Integrada Multitrófica (IMTA). Este sistema de cultivo se basa en el concepto de un reuso eficiente de los desechos orgánicos e inorgánicos a través de la implementación de diferentes niveles tróficos de la cadena alimentaria.

La mayoría de los diseños IMTA combinan el cultivo de (i) especies que requieren de alimentos artificiales (por ejemplo los peces) con (ii) cultivo de especies que se alimentan de la materia orgánica en suspensión y/o los sedimentos (por ejemplo, esponjas, bivalvos, poliquetos, pepinos de mar, erizos de mar) con (iii) macroalgas (por ejemplo kelps, Gracilaria salicornia, lechuga de mar) que asimilan los nutrientes inorgánicos.

IMTA tiene como objetivo el mitigar los efectos negativos del monocultivo, como el deterioro de la calidad del agua a través de la contaminación por los nutrientes, brotes de patógenos, sedimentación del alimento no digerido y partículas de heces, y también ayuda a prevenir los conflictos entre los diferentes actores de la zona costera.

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Esponjas marinas

Las esponjas son animales bentónicos, marinos y de agua dulce, que pueden extraer grandes cantidades de sustancias orgánicas del agua mediante la filtración. Estos animales cuentan con células especializadas que se encargan del transporte del agua y la retención eficiente de una gran variedad de partículas suspendidas, incluidas las bacterias y virus.

Además, las esponjas también bioacumulan contaminantes ambientales, como surfactantes y metales pesados, y es creciente el interés en usar estos animales para absorber los antibióticos del agua de mar.

La eficiente filtración de las partículas orgánicas por las esponjas, junto con su capacidad para producir bioproductos de interés comercial, como agentes biomédicos, biosilica, biosintering y colágeno, ha incrementado el interés en su inclusión en las aplicaciones IMTA.

La acuicultura de esponjas marinas ha sido estudiado con múltiples propósitos, demostrando que la inclusión de esta técnica en sistemas IMTA es técnicamente factible. Sin embargo, el cultivo de esponjas es un proceso complejo, aún con muchos desafíos. Los ejemplos de la aplicación comercial del cultivo de esponjas son escasos, y la inclusión de las esponjas como un elemento en IMTA aún se encuentra en su infancia.

Alimentación de las esponjas marinas

La evidencia científica de las dos últimas décadas indica que la dieta orgánica de muchas esponjas mayormente consiste de materia orgánica disuelta.

La materia orgánica disuelta no esta biodisponible como fuente de alimentos para la mayoría de los organismos heterotróficos. La capacidad de las esponjas para aprovechar este tipo de alimento provee un beneficio adicional para su aplicación como un componente extractivo en el IMTA.

La acuicultura de especies que requieren alimentos artificiales resulta en la producción de materia orgánica disuelta, y la producción de materia orgánica disuelta se incrementa sustancialmente cuando las macroalgas son incluidas como componentes del IMTA.

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Las esponjas marinas asimilan la materia orgánica disuelta, ingresando el recurso a la cadena alimentaria bentónica mediante la conversión de la materia orgánica disuelta en materia orgánica particulada (detritus).

En los sistemas IMTA, la producción de detritus por parte de las esponjas puede facilitar el cultivo y la producción de detritívoros de importancia comercial, como los pepinos de mar.

Esponjas como biofiltros para las partículas orgánicas

Las esponjas pueden tener un considerable impacto en la calidad del agua, considerando las inmensas tasas de procesamiento de agua, hasta 50 m3 por dm3 de tejido de esponja por día; su alta eficiencia en la retención de partículas (hasta 98%) y su abundancia.

Los estudios a escala piloto realizados in situ han confirmado que las esponjas pueden beneficiarse del incremento de la disponibilidad de alimentos en la vecindad de las granjas de maricultura.

IMTA con macroalgas, esponjas y pepinos de mar

Los investigadores plantean un diseño teórico para una maricultura tropical integrada que combina la macroalga Gracilaria sp., la esponja del Caribe Halisarca caerulea y el pepino de Asia Apostichopus japonica.

“En el sistema propuesto macroalgas-esponja-pepino de mar, las esponjas son consideradas como un componente intermediario, cuyo rol es (i) convertir los exudados orgánicos de las macroalgas en alimento particulado para los pepinos de mar y para (ii) incrementar la producción de las macroalgas a través de los exudados de nutrientes inorgánicos de las esponjas. Además, un efecto positivo, (iii) se espera que las esponjas mejoren la calidad del agua alrededor del IMTA mediante la reducción de la carga microbiana alrededor de la granja” destacan los investigadores.

Conclusiones

Se ha establecido la tecnología de cultivo para varias especies de esponjas, y algunas de estas técnicas vienen siendo aplicadas con éxito en los sistemas IMTA.

La capacidad de las esponjas de alimentarse de la materia orgánica disuelta y convertirla en materia orgánica particuladas les da un valor agregado para su uso en IMTA, complementando las funciones de otros filtradores comúnmente usados, como los bivalvos.

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Las esponjas pueden remover las partículas potencialmente peligrosas y los desechos orgánicos disueltos, para convertirlos en alimento para los animales bentónicos, particularmente de especies como el pepino de mar.

La investigación se realizó en el marco del programa Connected Circularity, financiado por el financiamiento estratégico de la Wageningen University & Research y la base de conocimiento del Ministry of Agriculture, Nature and Food Quality (KB40), y fue parte del proyecto ERA-NET Biogenink, financiado por la Comisión Europea en conjunto con la Dutch Science Foundation NWO.

Referencia (acceso abierto):
Mert Gökalp, Daan Mes, Marit Nederloff, Hongwei Zhao, Jasper Merijn de Goeij, Ronald Osinga. 2020. The potential roles of sponges in integrated mariculture. Reviews in Aquaculture. https://doi.org/10.1111/raq.12516

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