Manchas negras en el rodaballo: descubren la clave genética para eliminar los defectos de pigmentación en piscifactorías

Claves sobre la genética de la pigmentación en el rodaballo

• Las anomalías cromáticas —en particular la hipermelanosis o manchas oscuras en el lado ciego— afectan a más del 70% de los juveniles criados en cautiverio. Este rasgo devalúa el valor comercial de la pieza entera, aun cuando no compromete su calidad nutricional ni sanitaria.
• El estudio demuestra que la malpigmentación presenta una heredabilidad de moderada a alta ($h^2$ entre 0,40 y 0,75). Esto confirma que la predisposición fenotípica obedece primordialmente al perfil genético transmitido por los reproductores, más allá de la iluminación o la dieta.
• Más del 90% de la variabilidad genética del rasgo se concentra en regiones muy específicas de los cromosomas 5 y 15. Allí se ubican genes reguladores esenciales para la síntesis de melanina y la migración celular, tales como slc24a5 y kita.
• Con una inversión optimizada, el equipo multiplicó por 915 la densidad de marcadores (pasando de 4.085 a 1,68 millones de variantes con un 91% de fiabilidad). Para lograrlo, secuenciaron únicamente a los parentales e imputaron los datos a la progenie juvenil.
• Las conclusiones del proyecto HOLOFISHCOLOUR facilitan la creación de programas de selección genómica aplicada. Gracias a ellos, será factible descartar reproductores de riesgo sin requerir modificaciones en la infraestructura ni en el manejo del cultivo.

En la sala de clasificación de una planta acuícola de las rías gallegas, la cinta transportadora avanza a ritmo uniforme. Un operario toma un juvenil de rodaballo (Scophthalmus maximus) de unos 25 gramos y examina minuciosamente su fisonomía. En la cara superior u ocular, el pez exhibe un camuflaje extraordinario: una combinación de tonos pardos y ocres que reproduce con fidelidad el fondo arenoso. Sin embargo, al voltearlo para inspeccionar el lado ciego —la superficie ventral que descansa sobre el lecho y que el estándar comercial exige de un blanco níveo e impoluto—, se aprecian manchas irregulares de tonalidad carbón que cubren casi la mitad de la piel.

Este parche pigmentario no perjudica la salud del ejemplar ni compromete la firmeza, sabor o textura de su carne. No obstante, en la subasta de la lonja o en el lineal del supermercado, el dictamen comercial no concede tregua: el pez pierde de inmediato su categoría de primera clase, experimenta una fuerte depreciación en su cotización o termina derivado al fileteado y a subproductos con márgenes de rentabilidad sensiblemente menores.

Este hecho resume una frustración recurrente para los piscicultores de peces planos a escala global. La malpigmentación —manifestada tanto por manchas oscuras en la zona ventral (hipermelanosis o ambicoloración) como por la falta de color en el dorso (pseudoalbinismo)— constituye una merma productiva que alcanza a menudo entre el 60% y el 70% de los lotes de criadero. Frente a este reto, un equipo científico del Laboratorio de Biotecnología Acuática del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC), en estrecha colaboración con el grupo Neurolam de la Universidade de Vigo y el Pescanova Biomarine Center, ha descifrado por primera vez la arquitectura genómica subyacente en el marco del proyecto HOLOFISHCOLOUR, financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI). El hallazgo certifica que la anomalía está anclada en el genoma y sienta las bases para mitigarla mediante selección asistida por marcadores en los planteles reproductores.

Por qué el vientre blanco del rodaballo cotiza tan alto en el mercado

El rodaballo se consolida en la cúspide de las especies de peces planos más cotizadas de la acuicultura marina internacional, con una cosecha global que rozó las 75.000 toneladas en 2023. Europa se afianza como el segundo polo productor mundial tras China, con España al frente del suministro continental gracias a las más de 9.600 toneladas anuales procedentes, en su gran mayoría, de las plantas de cultivo en Galicia. En este segmento comercial de gama prémium, la apariencia externa dista de ser un atributo menor: constituye la carta de presentación que define la cotización de cada lote en primera venta.

«El rodaballo es una de las especies de peces planos más valiosas y comercialmente importantes en la acuicultura mundial», subraya Josep Rotllant, investigador del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC) y coordinador principal del proyecto HOLOFISHCOLOUR. «Al igual que en otros peces planos, experimenta una metamorfosis durante la cual el cuerpo pasa de una larva bilateralmente simétrica a un juvenil aplanado dorsoventralmente adaptado a la vida bentónica. Este proceso da como resultado un patrón de color asimétrico. En condiciones de cultivo intensivo las anomalías en este patrón de pigmentación dorsoventral ocurren con frecuencia, aunque también pueden observarse en el medio natural».

Durante dicha transición larvaria, los cromatóforos —células responsables de la pigmentación— responden a complejas señales bioquímicas: el flanco ocular debe poblarse de melanóforos oscuros para garantizar el mimetismo frente a depredadores, mientras que el lado ciego debe inhibir por completo la melanogénesis para conservar su blanco característico. Sin embargo, bajo el estrés y las condiciones de los criaderos intensivos, este delicado interruptor celular suele desajustarse, dando origen a la hipermelanosis: vientres salpicados de melanina que rompen la uniformidad estética del lote.

Como advierte Rotllant, «la incidencia de estos trastornos puede superar el 70% de los juveniles criados en condiciones de cultivo». En los canales donde el consumidor adquiere la pieza entera y fresca, un vientre manchado suscita recelo y deprecia de inmediato el precio por kilo. Por esta razón, consolidar un riguroso control de calidad y clasificación en postcosecha resulta indispensable para blindar los márgenes comerciales y defender la rentabilidad de las plantas procesadoras.

El enigma de los tanques: cuando la luz y el alimento no bastan

Durante más de tres décadas, técnicos e investigadores abordaron este dilema centrándose casi con exclusividad en las variables ambientales del criadero. Modificaron la intensidad lumínica en las salas de cultivo del rodaballo, ajustaron los fotoperiodos, ensayaron con el color de las paredes y fondos de los tanques y calibraron al milímetro la formulación de las presas vivas.

A lo largo de ese recorrido se constató que ciertos desequilibrios nutricionales en la etapa premetamórfica alteraban la pigmentación. Por ello, optimizar la nutrición de larvas y enriquecimiento de presas vivas mediante un balance riguroso de ácidos grasos esenciales —como el ácido araquidónico (ARA) y el ácido eicosapentaenoico (EPA)— mitigó parcialmente los episodios más severos.

Aun así, la incógnita persistía en los tanques de engorde. Productores y biólogos observaban con desconcierto cómo, dentro de un mismo estanque y bajo idénticos parámetros de calidad del agua, temperatura y pauta alimentaria, una fracción de los alevines desarrollaba vientres inmaculados mientras sus congéneres de lote se cubrían de manchas oscuras.

«Hasta ahora, únicamente se conocía que determinados factores ambientales como la alimentación, la iluminación o determinadas alteraciones hormonales, podían influir en la aparición de estas anomalías durante la metamorfosis del rodaballo», explica la investigadora María Saura (IIM-CSIC), coautora principal del estudio. «Sin embargo, ahora se demuestra que la genética desempeña un papel determinante y proporciona, por primera vez, un mapa detallado de los genes implicados en este proceso».

Cómo leer millones de datos de ADN a bajo coste

Con el propósito de desentrañar la arquitectura genética del pez sin disparar los costes operativos, el equipo evaluó a 785 juveniles de rodaballo de cinco meses de edad procedentes de 10 familias (ocho de hermanos completos y dos de medios hermanos), criados en las instalaciones de vanguardia del Pescanova Biomarine Center en O Grove. Mediante fotografía digital estandarizada y el software de análisis de imágenes FIJI, los investigadores cuantificaron con exactitud la superficie cutánea afectada: las manchas en el lado ciego alcanzaron un promedio del 46,6% (con variaciones del 0% al 100%), mientras que el pseudoalbinismo ocular se mantuvo en niveles más residuales (media del 10,7%).

La principal barrera para transferir la genómica a las piscifactorías siempre ha sido el coste económico: secuenciar el genoma completo de cientos o miles de ejemplares resulta inasumible para una empresa acuícola. Para sortear esta limitación, el equipo aplicó la técnica de imputación genotípica, una metodología comparable a resolver un crucigrama cuyas palabras maestras ya han sido descifradas.

En una primera fase, secuenciaron en profundidad el genoma de los 19 reproductores parentales con tecnología Illumina NovaSeq, identificando 3,74 millones de variantes de ADN de alta precisión. Posteriormente, a los 785 juveniles únicamente se les aplicó un chip de genotipado de bajo coste con 4.085 marcadores (SNP). Mediante algoritmos bioinformáticos y el registro genealógico familiar, el sistema reconstruyó los datos no leídos en la descendencia a partir del perfil genético de los progenitores.

La estrategia demostró una eficacia sobresaliente: multiplicó por 915 la densidad de marcadores en los juveniles, alcanzando 1.680.730 variantes genéticas analizadas con una fiabilidad del 91%. Lo que antes constituía un esquema fragmentario se transformó en un mapa genómico de alta definición, a una fracción del coste convencional para la industria.

Una heredabilidad de hasta 0,75 y dos cromosomas que concentran el riesgo

A partir de esta robusta malla de datos, los investigadores calcularon la heredabilidad ($h^2$) del trastorno. Para el productor acuícola, este parámetro actúa como un indicador decisivo: determina si una anomalía debe abordarse ajustando las condiciones ambientales del tanque o mediante programas de selección genética. Cuando el valor se aproxima a cero, la influencia genética es marginal; por el contrario, si el índice es elevado, la herencia biológica predomina y la selección de reproductores resulta rápida y eficaz.

Los análisis arrojaron una heredabilidad de moderada a alta: osciló entre 0,39 y 0,49 en la escala continua observada, y alcanzó rangos sobresalientes de entre 0,65 y 0,75 al proyectar la propensión genética bajo las tasas de incidencia comerciales más habituales (del 30% al 60%). «La predisposición a desarrollar estas anomalías tiene un importante componente genético, lo que abre la puerta a seleccionar reproductores menos propensos a transmitir este rasgo a su descendencia», recalca la investigadora María Saura.

El estudio de asociación del genoma completo (GWAS) aportó la revelación más estratégica para la industria. Mientras que el chip básico de baja densidad apenas detectaba dos señales débiles y dispersas, el panel de alta resolución identificó 295 marcadores estrechamente vinculados a la severidad de las manchas. Lejos de distribuirse de forma aleatoria por el genoma, estas variantes se concentraron en bloques definidos dentro de los cromosomas 5 y 15.

De hecho, los modelos genéticos demostraron que estos 295 marcadores explican más del 90% de la varianza genética capturada por los 1,68 millones de variantes evaluadas. Para la gestión de los criaderos, este hallazgo confirma que la malpigmentación no responde a un laberinto poligénico inmanejable, sino a un rasgo gobernado por regiones genómicas sumamente focalizadas.

Los genes del color: qué ocurre en las células de la piel

Al explorar en profundidad dichas regiones genómicas, los científicos identificaron 361 genes candidatos, confirmando que las manchas responden a alteraciones en rutas biológicas clave del desarrollo celular y la pigmentación:

• El gen slc24a5 (cromosoma 5): actúa como un intercambiador iónico indispensable para la síntesis de melanina en el interior de los melanosomas. Ampliamente reconocido en humanos y en el pez cebra por modular tonalidades cutáneas claras u oscuras, su desregulación en el rodaballo propicia la sobreproducción de pigmento en áreas atípicas.
• El gen kita (cromosoma 12): codifica un receptor de membrana que funciona como guía de navegación para los melanoblastos (las células precursoras del color). Si este receptor presenta anomalías, las células pierden su orientación durante la metamorfosis y terminan colonizando la dermis del lado ciego.
• Los genes bloc1s6 y lyst: resultan determinantes en la biogénesis y transporte de los gránulos de pigmento intracelular, homólogos a los genes vinculados a trastornos pigmentarios y albinismo en mamíferos.
• Las rutas Wnt, MAPK y del calcio: complejas redes de señalización intercelular que coordinan la diferenciación tisular y la asimetría corporal durante la fase larvaria.

«Hemos identificado regiones clave en los cromosomas 5 y 15 que incluyen genes implicados en la formación de melanocitos, la síntesis de melanina y el desarrollo embrionario de la pigmentación», apunta Saura sobre la solidez de estos hallazgos moleculares.

De los datos al criadero: el salto a la selección genómica

Las conclusiones de esta investigación marcan un punto de inflexión para los programas de cría en la piscicultura marina. Históricamente, seleccionar ejemplares libres de defectos pigmentarios exigía evaluar visualmente a las familias a posteriori, un procedimiento complejo, tardío y altamente condicionado por las fluctuaciones ambientales del criadero.

La identificación de marcadores de alta resolución en los cromosomas 5 y 15 permite integrar con éxito la aplicación de herramientas genómicas en piscifactorías dentro del manejo de reproductores y programas de cría selectiva. Mediante un análisis no invasivo a partir de una biopsia de aleta en juveniles, los genetistas pueden determinar con precisión qué futuros reproductores portan los alelos de riesgo y seleccionar como progenitores a aquellos con genotipos favorables.

«Ello representa un cambio de paradigma en el conocimiento de la pigmentación del rodaballo, ya que proporciona por primera vez herramientas genómicas que podrán incorporarse directamente a los programas de mejora genética utilizados por la industria», concluyen de forma unánime Josep Rotllant y María Saura (IIM-CSIC). «Aunque serán necesarios nuevos estudios para confirmar la función específica de algunos de los genes identificados, la investigación establece una base sólida para reducir uno de los principales problemas productivos de la acuicultura del rodaballo».

La principal ventaja operativa radica en que este progreso genético no demanda reformas estructurales ni costosas inversiones en nuevos sistemas de cultivo: interviene directamente sobre el material biológico de partida de la granja.

De vuelta a la mesa de clasificación en las rías gallegas, el horizonte productivo se vislumbra mucho más prometedor. Conforme las cohortes de reproductores seleccionados genómicamente abastezcan los tanques de engorde, los operarios voltearán los rodaballos para encontrar una superficie ventral impecablemente blanca. Un avance donde la biotecnología aplicada y la industria acuícola convergen para garantizar lotes homogéneos, piezas con la máxima cotización comercial y una sólida rentabilidad económica para el productor.

Contacto
María Saura
Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC), Eduardo Cabello 6, 36208 Vigo, Spain
Email: msaura@iim.csic.es

Josep Rotllant
Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC), Eduardo Cabello 6, 36208 Vigo, Spain
Email: rotllant@iim.csic.es

Referencia (acceso abierto)
Costas-Imbernón, D., Saura, M., Otero, S., Guerrero-Peña, L., Megías, M., Touriñán, P., García-Fernández, P., Tur, R., Chavarrías, D., & Rotllant, J. (2027). Genetic architecture and genomic regions associated with malpigmentation in farmed turbot (Scophthalmus maximus). Aquaculture, 626, 744393. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2026.744393

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.