ABSTRACT
Abstract Introduction: Even though only a few species are considered to be dangerous, pests or vectors, the majority of invertebrates produce a feeling of aversion in humans. This has contributed to the delay in the development of ethical considerations as regards this group in contrast with vertebrates, with the exception of cephalopods. Objective: In the present study, we provide an overview of the current situation on animal ethics and welfare in order to contribute to the development of a framework for ensuring invertebrate welfare. Methods: Today, animal welfare is multidisciplinary in nature to a very high degree as it includes ethology, physiology, pathology, biochemistry, genetics, immunology, nutrition, cognitive-neural, veterinary medicine, and ethics. Animal welfare is a complex concept, difficult to achieve successfully from one perspective. Results: As a consequence, we propose to include the five domains (nutrition, environment, health, behaviour and mental state) along with the three conceptions (basic health and functioning, affective state and natural living), as well as the 5R Principle (Replace, Reduction, Refinement, Respect and Responsibility) in seeking to achieve a comprehensive welfare state. Conclusions: We consider that in both research and animal production, the individual and collective ethical concerns coexist and, in fact, the main moral concern to account for is the collective one and that, within that collective view, the individual moral concern should be applied with responsibility and respect for the individual. Finally, we propose a practical example of invertebrate welfare production in sea urchin aquaculture with the aim of including animal production of invertebrates in this important discussion.
Resumen Introducción: Aunque sólo unas pocas especies son consideradas peligrosas, plagas o vectores, la mayoría de los invertebrados producen un sentimiento de aversión en el ser humano. Esto ha contribuido al retraso en el desarrollo de consideraciones éticas respecto a este grupo en comparación con los vertebrados, a excepción de los cefalópodos. Objetivo: En el presente trabajo, proporcionamos una visión general de la situación actual en materia de ética y bienestar animal con el fin de contribuir al desarrollo de un marco para garantizar el bienestar de los invertebrados. Métodos: Hoy en día, el bienestar animal es de naturaleza multidisciplinaria en un grado muy alto, ya que incluye etología, fisiología, patología, bioquímica, genética, inmunología, nutrición, cognitivo-neural, medicina veterinaria y ética. El bienestar animal es un concepto complejo, difícil de lograr con éxito desde una sola perspectiva. Resultados: Como consecuencia, proponemos incluir los cinco dominios (nutrición, ambiente, salud, comportamiento y estado mental) junto con las tres concepciones (Salud básica y funcionamiento, estado afectivo y vida natural), así como el Principio 5R (Reemplazar, Reducir, Refinar, Respetar y Responsabilidad) en la búsqueda de alcanzar un estado de bienestar integral. Conclusiones: Consideramos que tanto en la investigación como en la producción animal coexisten las preocupaciones éticas individuales y colectivas y, de hecho, la principal preocupación moral a dar cuenta es la colectiva y que, dentro de esa visión colectiva, se debe aplicar la preocupación moral individual. con responsabilidad y respeto por la persona. Finalmente, proponemos un ejemplo práctico de producción de bienestar de invertebrados en la acuicultura de erizos de mar con el objetivo de incluir la producción animal de invertebrados en esta importante discusión.
ABSTRACT
Resumen Introducción: La industria acuícola está en constante crecimiento, registrando una producción mundial de casi 88 millones de toneladas para el año 2020. Esta industria trae consigo problemas ambientales si sus efluentes no son debidamente tratados. En el 2020, se constituyó la primera empresa de base tecnológica del CONICET en la Patagonia Argentina cuyo propósito es la producción acuícola del erizo verde de mar, Arbacia dufresnii con la finalidad de elaborar una gama de productos nutracéuticos. Su sistema de cultivo conlleva un compromiso de sustentabilidad desde su creación, y sin embargo genera efluentes con niveles altos de nitratos y fosfatos. Objetivo: Ante este escenario, y valorizando la biorremediación como herramienta de tratamiento de aguas, se propone en este trabajo la utilización de las microalgas marinas como agentes fitorremediadores del efluente acuícola. Métodos: Se utilizaron las microalgas Chaetoceros gracilis, Navicula sp., Tetraselmis suecica., Rhodomona salina., Nanochloropsis galvana y Cylindrotheca closterium, las cuales son usadas como alimento de las larvas del erizo en el proceso productivo. Se diseñó un experimento que compara el crecimiento microalgal y la capacidad de remoción de los nutrientes en el efluente en contraste con el medio de cultivo artificial actualmente usado en el ciclo productivo. Resultados: Es posible remediar el efluente de la industria acuícola mediante las microalgas seleccionadas, con porcentaje de eficacia de remoción del 100 % del nitrato y un porcentaje de eficacia de remoción promedio de 50 % para todas las microalgas testeadas. Asimismo, se obtuvieron valores de biomasa microalgal significativamente mayores cuando el cultivo fue realizado en el efluente respecto del cultivo en el medio artificial. Conclusiones: Los avances en investigación proporcionados en este trabajo ponen de manifiesto que es posible el aprovechamiento de un descarte para cultivar las microalgas, incluso mejorando la productividad microalgal para su uso como alimento, disminuyendo los costos involucrados en el sector de producción microalgal cambiando el uso del tipo de medio de cultivo actual (F/2) por el proveniente de un descarte. Estos avances si son escalados y validados, pueden mejorar los estándares de sustentabilidad de la industria en el marco de una economía circular.
Abstract Introduction: The aquaculture industry is constantly growing, registering a global production of almost 88 million tonnes by 2020. This industry brings environmental problems if its effluents are not properly treated. In 2020, the first technology-based company of CONICET was established in Argentine Patagonia whose purpose is the aquaculture production of the green sea urchin, Arbacia dufresnii to develop a range of nutraceutical products. Its cultivation system entails a commitment to sustainability since its creation, and yet it generates effluents with high levels of nitrates and phosphates. Objective: Given this scenario, and valuing bioremediation as a water treatment tool, the use of marine microalgae as phytoremediating agents of aquaculture effluent is proposed in this work. Methods: The microalgae Chaetoceros gracilis, Navicula sp., Tetraselmis suecica, Rhodomona salina, Nanochloropsis galvana and Cylindrotheca closterium were use; which are used as food for sea urchins larvae in the production process. An experiment was designed that compares the microalgal growth and the removal capacity of nutrients in the effluent in contrast to the artificial culture medium currently used in the production cycle. Results: It is possible to remedy the aquaculture industry's effluent by employing the selected microalgae, with a percentage of removal efficiency of 100 % of the nitrate and an average removal efficiency percentage of 50 % for all the microalgae tested. Likewise, significantly higher microalgal biomass values were obtained when the culture was carried out in the effluent the culture in the artificial environment. Conclusions: The advances in research provided in this work show that it is possible to take advantage of a discard to cultivate microalgae, even improving microalgal productivity for use as food, reducing the costs involved in the microalgal production sector by changing the use of the type of current culture medium (F/2) for that from a current discard. These advances, if scaled and validated, can improve industry sustainability standards within the framework of a circular economy.
ABSTRACT
Abstract Introduction: Care towards nutrition is essential for the quality of a sustainable aquaculture product. Since the balance in food affects the growth and production of gametes. The circular economy is made possible through the use of discarded materials. Objective: The aim of this research was to study the fatty acid composition and metabolic pathways in the gametes of Arbacia dufresnii, with a focus on the implications of incorporating shrimp byproducts into aquaculture feeds. Methods: Four different treatments were designed to maintain optimal nutritional quality, particularly in lipids and proteins, based on previous studies. The fatty acid profiles of the feeds and gametes were analyzed by using gas-chromatography, and statistical analyses were conducted to determine significant differences. Results: Significant differences were observed in the abundance (%) of omega-3 (ω-3) and omega-6 (ω-6) fatty acids. The (ω-3) metabolic pathway was more pronounced in the gametes of wild animals and those fed with the experimental feeds. In contrast, the (ω-6) metabolic pathway was less relevant in these groups. The (ω-3) /(ω-6) ratio was highest in the gametes of wild animals. Feeds enriched in fatty acids enhanced their bioaccumulation in the gametes reaching higher concentrations than wild animals. The availability of fatty acids in foods allowed their bioaccumulation in gametes, with concentrations equal to or higher than those observed in animals in their natural environment for certain fatty acids. Conclusions: Incorporating shrimp byproducts in aquaculture feeds demonstrated a promising strategy for resource utilization and organic input generation. The fatty acid composition in the gametes of A. dufresnii was influenced by the diet, highlighting the potential of balanced feeds to enhance the bioaccumulation of essential fatty acids. These findings provide valuable insights for the development of sustainable aquaculture practices and the production of nutritionally enriched seafood products.
Resumen Introducción: El cuidado hacia la nutrición es fundamental para la calidad de un producto acuícola sostenible. Ya que el balance en los alimentos afecta el crecimiento y producción de los gametos. A partir del aprovechamiento de materias de descarte se posibilita la economía circular. Objetivo: El objetivo de este estudio fue investigar la composición de ácidos grasos y las vías metabólicas en los gametos de Arbacia dufresnii, centrándose en las implicaciones de la incorporación de subproductos de camarones en los alimentos de acuicultura. Métodos: Se diseñaron cuatro tratamientos diferentes para mantener una calidad nutricional óptima, especialmente en lípidos y proteínas, basándose en estudios previos. Se analizaron los perfiles de ácidos grasos de los alimentos y los gametos mediante cromatografía de gases, y se realizaron análisis estadísticos para determinar diferencias significativas. Resultados: Se observaron diferencias significativas en la abundancia (%) de ácidos grasos omega-3 (ω-3) y omega-6 (ω-6). La vía metabólica de (ω-3) fue más pronunciada en los gametos de los animales en su entorno natural y aquellos alimentados con los piensos experimentales. Por el contrario, la vía metabólica de (ω-6) tuvo menos relevancia en estos grupos. La relación (ω-3) /(ω-6) fue más alta en los gametos de los animales en su entorno natural. La disponibilidad de ácidos grasos en los alimentos permitió su bioacumulación en los gametos, con concentraciones iguales o superiores a las observadas en los animales en su entorno natural para ciertos ácidos grasos. Conclusiones: La incorporación de subproductos de camarones en los alimentos de acuicultura demostró ser una estrategia prometedora para la utilización de recursos y la generación de insumos orgánicos. La composición de ácidos grasos en los gametos de A. dufresnii fue influenciada por la dieta, destacando el potencial de los alimentos balanceados para mejorar la bioacumulación de ácidos grasos esenciales. Estos hallazgos brindan información valiosa para el desarrollo de prácticas sostenibles en acuicultura y la producción de productos marinos enriquecidos nutricionalmente.
ABSTRACT
Abstract Introduction: Sea urchin aquaculture is a rising industry, and in consequence, there is a need to establish optimal culture parameters to ensure the health of the cultured animals. Objective: To evaluate the bacterial counts in the seawater of sea urchin (Arbacia dufresnii) aquaculture recirculating systems (RAS). Methods: The bacteriological water quality of two RAS containing sea urchins was determined. For approximately two months, weekly water samples were taken. The bacteriological quality was determined by counting total aerobic heterotrophic populations, lactic acid bacteria, enterobacterias and genus Vibrio. Physicochemical parameters were also measured. Results: There was no presence of disease or mortality. Enterobacteria and lactic acid bacteria were not detected from both RAS systems. The number of animals had an important effect on the observed difference in the count of total bacteria and Vibrio spp. In RAS 1 the maximum counts of total bacteria and Vibrio spp. were 2.8 x 105 ± 1.7 x 105 and 1.45 x 105 ± 3.6 x 104 UFC ml-1, respectively. In RAS 2 total bacteria and Vibrio spp. exhibited repetitive behavior over time influenced in part by water exchange and mainly by feeding. The results indicate that periodic water changes ensure a limited growth of bacterial strains as Vibrio and other bacteria. Conclusions: Our results suggests that the bacterial count levels recorded in this study can be used as a threshold or safety limit for Arbacia dufresnii aquaculture.
Resumen Introducción: La acuicultura de erizos de mar es una industria en auge, y en consecuencia, existe la necesidad de establecer los parámetros de cultivo óptimos para garantizar la salud de los animales en cultivo. Objetivo: Evaluar los recuentos bacterianos en el agua de cultivo de los sistemas de recirculación acuícola (RAS) de erizo de mar Arbacia dufresnii. Métodos: Se determinó la calidad bacteriológica del agua de cultivo de dos RAS que contenían erizos de mar. Durante aproximadamente dos meses, se tomaron muestras de agua semanalmente. La calidad bacteriológica se determinó realizando recuento de las poblaciones heterótrofas aerobias totales, bacterias ácido lácticas, enterobacterias y bacterias del género Vibrio. También se midieron parámetros fisicoquímicos. Resultados: No se observaron patologías ni mortalidad. No se detectaron enterobacterias ni bacterias del ácido láctico en ninguno de los sistemas RAS. El número de animales cultivados tuvo un efecto importante en la diferencia observada en el recuento de bacterias totales y Vibrio spp. En el RAS 1 los recuentos máximos de bacterias totales y Vibrio spp. fueron 2.8 x 105 ± 1.7 x 105 y 1.45 x 105 ± 3.6 x 104 UFC ml-1, respectivamente. En RAS 2 los recuentos de bacterias totales y Vibrio spp. exhibieron un comportamiento repetitivo en el tiempo influenciado en parte por el recambio de agua y principalmente por la alimentación. Los resultados indican que los cambios periódicos de agua aseguran un crecimiento limitado de cepas bacterianas como Vibrio y otras bacterias. Conclusiones: Nuestros resultados sugieren que los niveles de recuento bacteriano registrados en este estudio pueden usarse como umbral o límite de seguridad para la acuicultura de Arbacia dufresnii.
ABSTRACT
Abstract Introduction: Short-term gametes storage is an inexpensive and simple technique that allows the use of the same batch of eggs or sperm at different times, maximizing the application of research protocols and the use of gametes in production. Arbacia dufresnii is a sea urchin species with proven aquaculture potential and already used in the nutraceutical industry. Aging of its gametes is unknown and is a needed information to scale up the production. Objective: Determine the effect of male and female gamete aging on the fertilization success of Arbacia dufresnii. This will allow optimizing the use of gametes after collection decoupling spawning from fertilization. Methods: A. dufresnii individuals were induced to spawn and gametes were kept at 12 ± 1 °C throughout each bioassay. Sperm was separated into two treatments: activated sperm in seawater (AS), and dry sperm (DS). Two bioassays were made: Bioassay 1 evaluated the effect of time on fertility by performing fertilization tests at 0 h, 24 h, 48 h, 72 h, and 96 h after spawning. Bioassay 2 evaluated the contribution of each type of aged gamete on fertility, combining aged gametes (96 h) with fresh gametes (0 h). Results: Bioassay 1: the fertilization success obtained by combining eggs (E) with AS or DS presented important differences. While the fertilization success remained acceptable (greater than 50 %) for up to 72 h using ExDS, it only remained acceptable for up to 48 h using ExAS. Bioassay 2: acceptable fertilization success was found by combining aged E (96 h) with fresh sperm, or aged DS (96 h) with fresh E, but not using aged AS with fresh E. Conclusions: The findings of this work show that fertilization success in A. dufresnii gametes remains relatively unchanged for up to 48 h after spawning when combining ExAS, and for up to 72 h when combining ExDS. However, when combining aged E or aged DS with a fresh gamete, post-collection fertilization can be extended up to 96 h. In this work, the first steps have been taken to understand the conservation time of A. dufresnii gametes with minimum intervention.
Resumen Introducción: El almacenamiento de gametos a corto plazo es una técnica económica y sencilla que permite utilizar el mismo lote de óvulos o espermatozoides en diferentes momentos, maximizando la aplicación de protocolos de investigación y el uso de gametos en la producción. Arbacia dufresnii es una especie con probado potencial acuícola como fuente de gametos para la industria nutracéutica. Sin embargo, se desconoce el envejecimiento de sus gametos y es una información necesaria para escalar la producción. Objetivo: Determinar el efecto del envejecimiento de los gametos masculinos y femeninos en el éxito de la fecundación de Arbacia dufresnii con el fin de optimizar el aprovechamiento de los gametos después de la recolecta desincronizando el desove de la fecundación. Métodos: Se indujo el desove de individuos de A. dufresnii y los gametos se mantuvieron a 12 ± 1 °C durante cada bioensayo. El esperma se separó en dos tratamientos: esperma activado en agua de mar (AS) y esperma seco (DS). Se realizaron dos bioensayos: El Bioensayo 1 evaluó el efecto del tiempo sobre la fertilidad realizando pruebas de fecundación a las 0 h, 24 h, 48 h, 72 h y 96 h después del desove. El bioensayo 2 evaluó la contribución de cada tipo de gameta envejecida (96 h) sobre la fertilidad, combinando gametos envejecidas (96 h) con gametos frescas (0 h). Resultados: Bioensayo 1: el éxito de fecundación obtenido combinando huevos (E) con AS o DS presentó diferencias importantes. Si bien el éxito de la fecundación se mantuvo aceptable (más del 50 %) durante un máximo de 72 h con ExDS, solo permaneció aceptable hasta 48 h con ExAS. Bioensayo 2: se encontró un éxito de fecundación aceptable combinando E envejecidos (96 h) con esperma fresco, o DS envejecido (96 h) con E fresco (0 h), pero no usando AS envejecido con E fresco (0 h). Conclusiones: Los hallazgos de este trabajo muestran que el éxito de la fecundación en los gametos de A. dufresnii permanece relativamente sin cambios hasta 48 h después del desove cuando se combina ExAS, y hasta 72 h cuando se combina ExDS. Sin embargo, cuando se combina E envejecido o DS envejecido con un gameto fresco, el tiempo entre la recolección y la fecundación puede extenderse hasta 96 h. En este trabajo se han dado los primeros pasos para entender el tiempo de conservación de los gametos de A. dufresnii con mínima intervención.
ABSTRACT
Resumen Introducción: El comportamiento de enderezamiento se ha utilizado como indicador de salud en respuesta a variables estresantes. La aplicación de este parámetro en acuicultura podría ser beneficiosa para reducir la mortalidad y mejorar el bienestar en el cultivo del erizo de mar Arbacia dufresnii. Objetivo: El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del sexo, el diámetro y tres factores estresantes sobre el comportamiento de enderezamiento del erizo de mar A. dufresnii. Métodos: Se midieron un total de 300 animales para evaluar el tiempo de comportamiento de enderezamiento completo (CRB) y 100 de ellos también registraron el tiempo de comportamiento de enderezamiento medio (HRB). Se aplicaron tres factores estresantes a los animales: repeticiones seriadas (tres giros sucesivos), temperatura (shock de 24 horas) e inducción del desove con inyección de KCl. El tiempo se midió con un cronómetro y el diámetro con un calibre de precisión. Resultados: El tiempo de enderezamiento resultó ser dependiente del diámetro, pero independiente del sexo. El límite superior de temperatura de 19 °C tuvo un efecto significativo en el comportamiento de enderezamiento en comparación con las temperaturas de 16 °C y 13 °C, con tiempos de CRB de hasta 150 segundos. Las repeticiones seriadas y el desove no tuvieron un efecto significativo. Sin embargo, con base en los tiempos registrados, se puede deducir que el desove tuvo un impacto en la salud de los animales con tiempos de CRB de hasta 150 segundos en comparación con el control, con tiempos inferiores. Conclusiones: El comportamiento de enderezamiento completo (CRB) parece ser un indicador óptimo para evaluar la salud y condición del erizo de mar A. dufresnii, sin embargo sería óptimo realizar más ensayos para corroborar el efecto del tratamiento control con respecto al desove.
ABSTRACT
Introduction: Sea urchin gonads (roe or uni) are considered a culinary delicacy worldwide. However, only a few species are considered edible and commercialized. The sea urchin Tripneustes depressus has generated the interest of producers in Baja California Sur, Mexico, due to the quality of its gonads. A biological basis for designing a management strategy is key to consider its commercial exploitation. Objective: To determine the reproductive season of T. depressus through description of the gonad stages and reproductive cycle, and to establish its relationship with environmental factors. Methods: We collected monthly samples (October 2016-September 2017), recording in-situ temperature and photoperiod. We evaluated a sample of 1 055 specimens for demographic characteristics, using total weight (g) and test diameter (cm). We also did a histological analysis of gonads from 178 individuals. Results: Average test diameter was 9.70 ± 0.03 cm (5-12.50 cm). Based on the proportion into the gonad of sexual (gametes) and somatic (nutritive phagocytes) cells, we propose five gonad stages (growing, premature, mature, spawning, and intergametic) for both sexes. There were two times of the year when gonads were heaviest and closely corresponded to the growing stage, coinciding with the highest proportions of nutritive phagocytes. Gonad development (growing and premature stages) peaks in the months with the longest daylight periods, with spawning in the shortest daylight periods. Conclusions: Gonad wet weight and adjusted gonad weight are good indicators of the reproductive season of T. depressus. The lowest gonad wet weights were matched the spawning peak in the shortest daylight period (January and March).
Introducción: Las gónadas de erizo de mar (huevas o uni) se consideran un manjar culinario en todo el mundo. Sin embargo, solo unas pocas especies se consideran comestibles y se comercializan. El erizo de mar Tripneustes depressus ha generado el interés de productores de Baja California Sur, México, por la calidad de sus gónadas. Una base biológica es clave para diseñar una estrategia de manejo para T. depressus para considerar su explotación comercial. Objetivo: Determinar la época reproductiva de T. depressus a través de la descripción de los estadios de las gónadas y del ciclo reproductivo, y establecer su relación con factores ambientales. Métodos: Recolectamos muestras mensuales (octubre de 2016 a septiembre de 2017), registrando in-situ la temperatura y el fotoperiodo. Evaluamos una muestra de 1055 especímenes para las características demográficas, utilizando el peso total (g) y el diámetro de testa (cm). También hicimos el análisis histológico de las gónadas de 178 individuos. Resultados: El diámetro de la testa promedio fue de 9.70 ± 0.03 cm (5-12.50 cm). Con base en la proporción en la gónada de células sexuales (gametos) y somáticas (fagocitos nutritivos), proponemos cinco estadios gonádicos (crecimiento, prematuro, maduro, desove e intergamético) para ambos sexos. Hubo dos épocas del año en que las gónadas eran más pesadas y se correspondían estrechamente con la etapa de crecimiento, coincidiendo con las proporciones más altas de fagocitos nutritivos. El desarrollo de las gónadas (etapas de crecimiento y prematuro) alcanza su punto máximo en los meses con los periodos de luz más largos, con desove en los periodos de luz más cortos. Conclusiones: El peso húmedo de las gónadas y el peso ajustado de las gónadas son buenos indicadores de la temporada reproductiva de T. depressus. Los pesos húmedos más bajos de las gónadas coincidieron con el pico de desove en el período con luz diurna más corto (enero y marzo).
Subject(s)
Animals , Reproduction , Sea Urchins/growth & development , Eggs , MexicoABSTRACT
Introduction: Photoperiod is, together with temperature and food availability, one of the main stimuli in the regulation of gametogenesis in a wide variety of species. Objective: To evaluate the effect of photoperiod on the production of mature gametes in cultured Arbacia dufresnii. Methods: An experiment was carried out with three varying light-dark regimes/treatments: constant light (24 h light), neutral photoperiod (12 h light, 12 h darkness), and constant darkness (24 h darkness). Twenty females were used in each treatment. All were induced to spawn and, ten randomly selected females from each treatment were induced to spawn again after 30 days. After 60 days, spawning was induced in the remaining females. The gametes were collected in filtered seawater, fixed in Davidson solution, quantified and measured per individual in triplicate in a Sedgewick-Rafter chamber. To determine maturation, fertilization success was evaluated 30 minutes after fertilization. Results: Our results showed that in the aquaculture system, after only two months, mature gametes were obtained, and in the neutral light regime there were 10 times more gametes than the number produced in wild sea urchins during the spawning period in question. We also found that with a greater exposure to light, a lower number of mature gametes was produced. Conclusions: This study suggests the viability of the production of mature gametes in a short period of time as regards Arbacia dufresnii.
Introducción: El fotoperiodo es, junto con la temperatura y la disponibilidad de alimentos, uno de los principales estímulos para el desarrollo de la gametogénesis en una amplia variedad de especies. Objetivo: Evaluar el efecto del fotoperiodo en la producción de gametas maduras de Arbacia dufresnii en un sistema de recirculación cerrado para determinar el mejor fotoperiodo para una acuicultura novedosa, enfocada en la producción de gametas con alta concentración de pigmentos para usos biotecnológicos. Métodos: Se realizó un experimento con tres regímenes/tratamientos diferentes de luz y oscuridad: luz constante (luz durante 24 h), fotoperiodo neutro (12 h de luz, 12 h de oscuridad) y oscuridad constante (oscuridad durante 24 h). Se utilizaron veinte hembras en cada tratamiento. Se indujo a todas las hembras a desovar al comienzo del experimento. Después de 30 días, diez hembras seleccionadas al azar de cada tratamiento fueron inducidas a desovar nuevamente. Al final del experimento, después de 60 días, se indujo el desove a las hembras restantes en cada tratamiento. Las gametas se recolectaron en agua de mar filtrada, se fijaron en solución de Davidson, se cuantificaron y midieron por triplicado en una cámara Sedgewick-Rafter. Para determinar la maduración, se evaluó el éxito de la fecundación después de 30 minutos de fertilización, calculando el porcentaje de huevos fertilizados. Resultados: Nuestros resultados muestran que, en el sistema acuícola, en solo dos meses se obtuvieron gametas maduras y casi 10 veces más la cantidad producida por los erizos de mar en su ambiente natural usando el fotoperiodo neutro (12 h luz:12 h oscuridad). También encontramos que la mayor exposición a la luz produce la menor cantidad de gametas maduras. Conclusión: Este estudio sugiere la viabilidad de la producción de gametos maduros en un corto período de tiempo en Arbacia dufresnii.
Subject(s)
Animals , Sea Urchins/growth & development , Arbacia/anatomy & histology , Germ Cells , Aquatic Organisms , Gonads/anatomy & histology , MexicoABSTRACT
Introducción: El aumento de los valores del CO2 atmosférico y el consecuente calentamiento del agua de mar constituyen factores de estrés para los ecosistemas marinos, renovando el interés en la fisiología de los equinoideos. El equinoideo Arbacia dufresnii es una especie ampliamente estudiada y con amplia distribución en los golfos norpatagónicos. Objetivo: Evaluar el efecto de temperatura del agua de mar sobre su morfología y reproducción. Métodos: Individuos de A. dufresnii fueron expuestos durante 10 semanas (Abril-Junio 2016) a tres tratamientos de temperatura (13 °C control, 15 °C y 17 °C) de acuerdo con las condiciones actuales del agua de mar y los valores esperados para el próximo siglo, según diferentes escenarios estimados. Al finalizar el experimento, diámetro y peso del individuo así como los pesos de los órganos internos fueron estadística e histológicamente analizados. Resultados: Se observó una mayor mortalidad en los individuos expuestos a las mayores temperaturas lo que podría deberse a un estrés en el individuo. Para el tratamiento control y el de 17 °C no se observaron cambios en los pesos secos de gónadas e intestino. En cambio, los individuos expuestos a 15 °C presentaron un aumento en el diámetro del caparazón y en el peso seco de gónadas e intestino. Los estadios gonadales aesta temperatura (15 °C) para machos fueron similares al ambiente a diferencia de las hembras que se observaron estadios más avanzados. Conclusiones: Esto indicaría que 15 °C podría ser la temperatura óptima para la asimilación del alimento y obtención de energía. A esta temperatura se observan cambios a corto plazo en los órganos de metabolismo rápido pero no en los órganos calcificados (caparazón y linterna de Aristóteles).
Introduction: The increase in atmospheric CO2 values and the consequent warming of seawater constitute stressors for marine ecosystems, renovating interest in echinoid physiology. The echinoid Arbacia dufresnii is a widely studied species with a wide distribution in the North Patagonian gulfs. Objective: Evaluate the effect of seawater temperature on its morphology and reproduction. Methods: Individuals were exposed for 10 weeks (April-June 2016) to three temperature treatments (13 °C control, 15 °C and 17 °C) according to the current conditions of seawater and the expected values for the next century. At the end of the experiment, diameter and weight of the whole individual and of its internal organs were statistically and histologically analyzed. Results: Individuals exposed to higher temperatures died in greater numbers. The control, and the 17 °C treatment, had no changes in dry gonad and intestine weights. However, the 15 °C group had wider diameter of test and a higher dry weight of gonads and intestine. At this temperature, the gonadal stages for males were similar to the environment, but females had more advanced stages. Conclusions: Temperature of 15°C could be optimal for assimilating food and obtaining energy. Gonads and intestine would be showing changes in the short term, unlike the calcified organs (test and Aristotle's lantern).
Subject(s)
Animals , Sea Urchins/growth & development , Carbon Dioxide , Hot Temperature/adverse effects , Argentina , Sea Urchins/anatomy & histology , Reproductive Physiological Phenomena , GonadsABSTRACT
Introduction: Density is one of the critical factors in echinoderm larvae for aquaculture purposes. Echinoplutei larvae are very sensitive to overcrowding. High culture density can lead to problems with bacteria or protozoa, decreasing survival and generating abnormal morphotypes. Objective: To evaluate the effect of culture density on survival and larval growth in the sea urchin Arbacia dufresnii. Methods: Two days after fertilization of A. dufresnii we we kept treatments at 1, 3, 5 and 10 larvae.ml-1, with three replicates each. We recorded survival and abnormal morphotypes periodically, as well as growth:somatic rod length, total length, and length of the post oral arms,. we applied generalized linear models. Results: Survival is dependent on density, time and replicates, and their interactions. Larval growth depended on density and time, also with interaction between the variables. The treatment of 5 larvae.ml-1 had the highest survival and larval condition. Conclusions: Larval culture of A. dufresnii had the best results at 5 larvae.ml-1.
Introducción: La densidad es uno de los factores críticos para las larvas de equinodermo para fines de acuicultura. Las larvas de Echinoplutei son muy sensibles al hacinamiento. Una alta densidad de cultivo puede provocar problemas con bacterias o protozoos, disminuyendo la supervivencia y generando morfotipos anormales. Objetivo: Evaluar el efecto de la densidad de cultivo sobre la supervivencia y el crecimiento larvario del erizo de mar Arbacia dufresnii. Métodos: Dos días después de la fertilización de A. dufresnii se mantuvieron los tratamientos a 1, 3, 5 y 10 larvas.ml-1, con tres repeticiones cada uno. Registramos la supervivencia y los morfotipos anormales periódicamente, así como el crecimiento: longitud de la varilla somática, longitud total y longitud de los brazos posorales. aplicamos modelos lineales generalizados. Resultados: La supervivencia depende de la densidad, el tiempo y las réplicas y sus interacciones. El crecimiento larvario dependió de la densidad y el tiempo, también de la interacción entre las variables. El tratamiento de 5 larvas.ml-1 tuvo la mayor supervivencia y condición larvaria. Conclusiones: El cultivo larvario de A. dufresnii tuvo los mejores resultados con 5 larvas.ml-1.
Subject(s)
Animals , Sea Urchins/anatomy & histology , Argentina , Aquaculture/methods , Echinodermata/growth & developmentABSTRACT
Introduction: The Three R´s Principle (Refinement, Reduction, and Replacement), postulated more than 60 years ago, is the main ethical framework currently applied for conducting animal research. This principle has never been reviewed applying a philosophical reflection during all of these years, even though a variety of animal ethics studies have presented new insights. The Three R´s Principle was designed to be used as a policy tool to ameliorate the suffering of animals and to reduce the use of animals in research, but has failed in achieving these goals. This principle is only applied when using sentience vertebrates, and fails to consider invertebrates as their capacity to sentience is still disputed. In this way, invertebrates are reified, which has been determined to be detrimental as their suffering has been consistently denied. As a consequence, new insights are necessary to improve scientific practices. Epistemology and ethics have always been viewed as opposing approaches. ´Epistemology-based Ethics' subordinate ethical concern to scientific facts and 'Ethics-based Epistemology' purports that ethical practice should guide epistemological practices. Objective: In this paper, we maintain that unifying both approaches under a broader conceptual framework may result in the view that these are not, actually, opposite approaches. We propose to progress beyond the Three R's Principle and extend it to a position equal to the level of the ethical and epistemological approaches. We also propose to use the Precautionary Principle as it is always better to be safe than sorry, and to include two more Rs. Methods: This paper is based on the analysis of different ethical frameworks used in biology and ecology that can be implemented in invertebrates experimentation. Results: The analysis revealed that different ethical approaches are frequently used in biological research, but not all of them are implemented in experimental research that involves invertebrates. We argue that the ethical considerations used in any research field can be implemented in invertebrate research. Conclusion: We propose a Five R´s Principle: the traditional Refinement, Reduction, and Replacement, used along with Respect and Responsibility (a respectful relationship with every living being regardless of its complexity and personal commitment to conscientiously apply ethics concepts).
Introducción: El Principio de las Tres R (Refinamiento, Reducción y Reemplazo), postulado hace más de 60 años, es el principal marco ético que se aplica actualmente para realizar investigaciones en animales. Este principio no ha sido revisado desde una reflexión filosófica a pesar de tantos años y de lavariedad de estudios en ética animal que han presentado nuevas ideas. Este principio solo se aplica cuando se utilizan vertebrados sintientes, y no tiene en cuenta a los invertebrados, ya que su capacidad de sentiencia aún está cuestinada. De esta manera, los invertebrados son cosificados, lo que ha sido en su detrimento ya que su sufrimiento ha sido constantemente negado. El Principio de las Tres R fue diseñado para ser utilizado como una herramienta de política para mejorar el sufrimiento de los animales y reducir el uso de animales en la investigación, pero no ha logrado alcanzar estos objetivos. Como consecuencia, se necesitan nuevas ideas para mejorar las prácticas científicas. La epistemología y la ética siempre se han visto como enfoques opuestos. La concepción ética subordinada de a los hechos científicos se llama "Ética basada en la epistemología" y, en cambio, la "Epistemología basada en la ética" pretende que la práctica ética guie las prácticas epistemológicas. Objetivo: En este trabajo, proponemos que unificar ambos enfoques bajo un marco conceptual más amplio y eliminar la percepción de que son enfoques opuestos. Proponemos avanzar más allá del Principio de las Tres R , extenderlo y colocar un mismo nivel a los enfoques éticos y epistemológicos. También proponemos utilizar el Principio de precaución, ya que siempre es mejor prevenir que curar e incluir dos R más. Métodos: El trabajo está basado en un análisis de diferentes corrientes éticas utilizadas en biología y ecología que pueden ser implementadas en la experimentación con invertebrados. Resultados: El análisis de los trabajos reveló que hay diferentes posturas éticas que se usan frecuentemente en biología, pero no todas ellas son implementadas en la experimentación con invertebrados. Bajos nuestra argumentación sostenemos que las consideraciones éticas usadas en cualquier campo de investigación puede ser implementada en la experimentación con invertebrados. Conclusión: De esta manera, proponemos un Principio de las Cinco R: Refinamiento, Reducción, Reemplazo para ser usados junto con el Respeto y la Responsabilidad (una relación respetuosa con cada ser vivo independientemente de su complejidad y un compromiso personal de aplicar conscientemente los conceptos éticos).
Subject(s)
Animals , Research , Ethics, Research , InvertebratesABSTRACT
Introduction: Embryonic and larval development in sea urchins is highly dependent on maternal nutritional status and on the environmental conditions of the seawater. Objective: To compare the development of Arbacia dufresnii in two different water temperatures and in progeny with varying maternal origins. Methods: We induced A. dufresnii females and males from Nuevo Gulf to spawn, collected the eggs of each female individually (progeny), separated them into two seawater temperatures (12 and 17 °C), and fertilized them. We recorded the percentage of fertilized eggs and embryos per developmental stage according to time, temperature and progeny. We measured larval growth by total length (TL) and midline body length (M) according to time post fecundation (DPF), temperature, and progeny. Results: Temperature did not affect fertilization, but embryo development was faster and more synchronized in the high temperature treatment. The generalized linear models indicate that embryo development depends on a quadruple interaction between the embryonic stage, time (h), seawater temperature and progeny. Larval growth was faster, producing larger larvae at the highest temperature. Larval growth depends on a triple interaction between time (DPF), seawater temperature and progeny. Conclusions: We found a temperature and progeny impact during embryonic and larval development and, in both cases, these factors generate a synergistic effect on developmental timing and larval size. This probably provides a survival advantage as a more rapid speed of development implies a decrease in the time spent in the water column, where the sea urchins are vulnerable to biotic and abiotic stressors.
Introducción: El desarrollo embrionario y larvario de los erizos de mar depende en gran medida del estado nutricional materno y de las condiciones ambientales del agua de mar. Objetivo: Comparar el desarrollo de Arbacia dufresnii en dos temperaturas de agua diferentes y en progenies con diferentes orígenes maternos. Métodos: Indujimos a las hembras y machos de A. dufresnii del Golfo Nuevo a desovar, recolectamos los huevos de cada hembra individualmente (progenie), los separamos en dos temperaturas de agua de mar (12 y 17 ° C) y los fertilizamos. Registramos el porcentaje de óvulos fecundados y el porcentaje de embriones por etapa de desarrollo según tiempo, temperatura y descendencia. Medimos el crecimiento larvario según la longitud total (TL) y la longitud corporal de la línea media (M) de acuerdo con el tiempo en días post fecundación, la temperatura y la progenie. Resultados: La temperatura no afectó la fertilización, pero el desarrollo del embrión fue más rápido y más sincronizado en el tratamiento de alta temperatura. Los modelos lineales generalizados indican que el desarrollo del embrión depende una interacción cuádruple entre el estadio embrionario, el tiempo (h), la temperatura del agua de mar y la progenie. El crecimiento larvario fue más rápido, produciendo larvas más grandes a la temperatura más alta. El crecimiento de las larvas depende de una triple interacción entre el tiempo (DPF), la temperatura del agua de mar y la progenie. Conclusiones: Encontramos un impacto en la temperatura y en la progenie durante el desarrollo embrionario y larvario y, en ambos casos, estos factores generaron un efecto sinérgico sobre el tiempo de desarrollo y el tamaño de las larvas. Esto probablemente proporciona una ventaja de supervivencia, ya que una velocidad de desarrollo más rápida implica una disminución en el tiempo que pasan en la columna de agua, donde los erizos de mar son vulnerables a los factores estresantes bióticos y abióticos.
Subject(s)
Animals , Sea Urchins/growth & development , Environmental Change , Reproduction , Heat-Shock Response , Echinodermata/anatomy & histology , Larva/growth & developmentABSTRACT
Introduction: "Blue Economy" refers to ocean-based economies with a sustainable approach. It focuses in smaller carbon footprints and efficiency, principles that can be applied to aquaculture. However, it has been difficult to develop successful blue economy projects in sea urchin aquaculture. Objective: To compare URCHINOMICS (Norway) and ARBACIA (Argentina), two aquaculture projects with different business models. Methods: We used publicly available information to compare both companies on the basis of their value proposition and tensions (e.g. cultural, social economic and technological). Results: To be successful, sea urchin aquaculture requires development of appropriate technology, open innovation and cooperation of people with different academic, business and organizational backgrounds. Conclusion: The ultimate success of these and similar companies will depend on free interaction of experts from multiple fields and on technological innovation.
Introducción: "Economía azul" se refiere a las economías basadas en el océano con un enfoque sostenible. Se enfoca en menores huellas de carbono y eficiencia, principios que se pueden aplicar a la acuicultura. Sin embargo, ha sido difícil desarrollar proyectos exitosos de economía azul en la acuicultura de erizos de mar. Objetivo: Comparar URCHINOMICS (Noruega) y ARBACIA (Argentina), dos proyectos de acuicultura con diferentes modelos de negocio. Métodos: Utilizamos información disponible públicamente para comparar ambas empresas sobre la base de su propuesta de valor y tensiones (por ejemplo, culturales, socioeconómicas y tecnológicas). Resultados: Para tener éxito, la acuicultura de erizos de mar requiere el desarrollo de tecnología adecuada, innovación abierta y cooperación de personas con diferentes antecedentes académicos, empresariales y organizativos. Conclusión: El éxito final de estas y otras empresas similares dependerá de la libre interacción de expertos de múltiples campos y de la innovación tecnológica.
Subject(s)
Animals , Sea Urchins/growth & development , Aquaculture/methods , Argentina , Sustainable DevelopmentABSTRACT
Abstract The relative size of the Aristotle's lantern of most sea urchins varies in relation to the food availability and it is often used to infer the availability of food of the environment. The aim of our study was to evaluate the lantern morphology plasticity of Arbacia dufresnii in populations with different environmental characteristics, either mussel beds or disturbed areas, by the invasive alga Undaria pinnatifida along the Patagonian Atlantic coast. The test diameter of the sea urchins along with the weight and height of the lanterns, the jaw lenght and rotula lenght were measured. Classic and geometric morphometric analyses were performed to test differences among populations. The length of the jaw was the best indicator of relative changes in size of the lantern. The largest length of the jaw was measured in individuals from disturbed areas dominated by the invasive algae U. pinnatifida. The rotula shape changed with the increase of the diameter of the sea urchins, it tends to be more elongated with larger sea urchins. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 339-351. Epub 2015 June 01.
Resumen El tamaño relativo de la linterna de Aristóteles en la mayoría de las especies de erizos de mar varía en relación con la disponibilidad de alimentos y se utiliza a menudo para inferir la disponibilidad de alimentos en el medio ambiente en que los erizos de mar habitan. El objetivo de este estudio fue evaluar la plasticidad morfológica de la linterna de Aristóteles de Arbacia dufresnii en poblaciones con diferentes características ambientales, ya sean con bancos de mejillones o áreas modificadas por el alga invasora Undaria pinnatífida, a largo de la costa patagónica atlántica. Se midió el diámetro del caparazón, el peso y el alto de las linternas, la longitud de la semipirámide y la longitud de la rótula. Los datos se analizaron utilizando técnicas de morfometría clásica y geométrica con el objetivo de probar diferencias entre las poblaciones. La longitud de la semipirámide fue el mejor indicador para describir los cambios relativos en el tamaño de la linterna. La mayor longitud de la semipirámide se observó en las poblaciones que habitan áreas dominadas por el alga invasora U. pinnatifida. La forma de la semipirámide no varía entre las poblaciones ni con el tamaño de los erizos de mar, mientras que la forma de la rótula cambia en relación al tamaño de los erizos, siendo más alargada cuando el tamaño de los individuos es mayor.
Subject(s)
Animals , Sea Urchins/anatomy & histology , Arbacia/anatomy & histology , MandibleABSTRACT
Abstract Many studies have focused on the regeneration rate of arms in Asteroidea but no studies have focused on the regeneration rate after fission. Allostichaster capensis is a fissiparous sea star with a wide range of distribution. In Golfo Nuevo (42°46'49'' S - 64°59' 26'' W) sea stars undergo fission every spring and summer and regenerate the rest of the year. To analyze the regeneration rate, we conducted an experiment with sea stars collected just before fission. After sea stars underwent fission, the length of the three non-regenerating and the three regenerating arms were measured weekly. The arm length (regenerating and non-regenerating) was used in non-Linear Mixed Effect models in order to account for within-individual correlation in different models. The regenerating arms regenerate according to a Quadratic model, while the non-regenerating arms regenerate according to a linear model. In the regenerating arms, the regeneration rate was estimated to be 0.1 mm.week-1 and in the non-regenerating arms, the growth rate was 0.004 mm.week -1. Sea stars regenerate ca. 20 % of the arm in one month, and it takes about 5 months to be completely regenerated. At the beginning, the regeneration rate is fast generating the growth of the arms, once the pyloric caeca and gonads are present inside the arms the regeneration rate slows down probably due to allocation to gametes and pyloric caeca and arms. The factors that regulate the regeneration rate are unknown. However, food availability and energy storage seem to play an important role. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 321-328. Epub 2015 June 01.
Resumen Numerosos estudios se han enfocado en estudiar la tasa de regeneración de brazos en Asteroidea, sin embargo ninguno se han centrado en la tasa de regeneración después del proceso de fisión. Allostichaster capensis es una estrella de mar fisípara con un amplio rango de distribución. En el Golfo Nuevo (42°46'49'' S - 64°59'26'' W) las estrellas de mar se fisionan cada primavera y verano y se regeneran durante el resto del año. Para analizar la tasa de regeneración, se realizó un experimento con estrellas de mar colectadas justo antes de la fisión. Después de estrellas de mar se fisionaron, se midió la longitud de los tres brazos en regeneración y de los tres brazos originales semanalmente. Se utilizaron modelos no lineales de efectos mixtos para analizar la correlación dentro de individuos del largo de los brazos (regenerados y que no regeneran). Los brazos en regeneración, regeneraron sus brazos de acuerdo con un modelo cuadrático, mientras que los brazos originales ajustaron a un modelo lineal. En los brazos de regeneración se estimó que la tasa de regeneración era de 0.1 mm/ semana; mientras que en los brazos originales, la tasa de crecimiento fue de 0.004 mm/semana. Las estrellas de mar se regeneran un 20 % aproximadamente del brazo en un mes, y tardan alrededor de cinco meses en estar completamente regenerado. Al principio, la alta tasa de regeneración genera el crecimiento rápido de los brazos en longitud, una vez que el ciego pilórico y las gónadas están presentes en el interior de los brazos; la tasa de regeneración disminuye, probablemente debido a la asignación de energía en la producción de gametas, en el ciego pilórico y en los brazos. Los factores que regulan la tasa de regeneración son desconocidos. Sin embargo, la disponibilidad de alimentos y el almacenamiento de energía parecen jugar un papel importante.
Subject(s)
Animals , Regeneration , Starfish/anatomy & histologyABSTRACT
Abstract Wound healing in the arm tip after amputation in the brittle star Ophioplocus januarii was examined in San José gulf, Argentina, to observe histological and morphological changes. The process of wound healing is described and compared with other brittle stars species. This process in O. januarii involves the closure of the wound, the repair of the tissue damage and posterior formation of a presumptive stalked blastema by undifferentiated cells, sclerocytes and presumptive blastemic cells. The sclerocytes are the most abundant cell type due to this cells are crucial to the future skeleton regeneration. The results found in this study support the results found in others brittle stars Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 297-308. Epub 2015 June 01.
Resumen Se examinaron los cambios histológicos y morfológicos producidos en la punta del brazo de la ofiura Ophioplocus januarii luego de su amputación. En el presente trabajo se describe el proceso de cicatrización de la herida y se lo compara con otras especies de la misma Clase. Este proceso en O. januarii involucra el cierre de la herida, la reparación del tejido dañado y la posterior formación de un presunto blastema formado por células indiferenciadas, esclerocitos y presuntas células blastémicas. Los esclerocitos son las células más abundantes debido a que estas células son cruciales para la regeneración del esqueleto. Los resultados encontrados en este estudio apoyan los resultados que se encuentran en otras estrellas frágiles.