Conociendo el semen de salmón

Atlantic salmon (Salmo salar) es una especie de pez de cultivo con un alto valor económico, que genera ingresos significativos tanto de capturas en estado salvaje como de acuicultura (Hindar et al. 2006). Sin embargo, la captura anual total de salmón del Atlántico en el Atlántico Norte ha mostrado un marcado declive durante las últimas décadas, pasando de aproximadamente 12,000 toneladas en 1973 a 1,200 toneladas en 2016 (NASCO 2016). La respuesta comercial a este problema es la conservación, restauración, mejora y gestión racional del salmón salvaje en el Atlántico Norte. Al centrarse en la biología, los objetivos de los proyectos científicos son aumentar la supervivencia de los peces y mejorar su adaptación conductual a las condiciones naturales. En un programa de conservación, es esencial garantizar la recuperación de la especie asegurando la variabilidad genética (Rurangwa et al. 2004), utilizando reproductores salvajes del hábitat local. La prioridad en la reproducción para repoblar es asegurar que todos los machos contribuyan a la fertilización exitosa. Sin embargo, es importante conocer las diferencias en la movilidad del esperma entre los machos para mantener la integridad genética de los reproductores utilizados (McGinnity et al. 1997, 2003; Rurangwa et al. 2004). Además, el conocimiento de las características del esperma (velocidad, tiempo óptimo de activación y estructuras de subpoblaciones) ayudará a mejorar los procedimientos de fertilización (Bobe y Labbé 2010; Fauvel et al. 2010).

En las especies de peces con fertilización externa, la búsqueda del éxito reproductivo entre los machos competidores puede llevar a varias adaptaciones, incluidas las conductuales, morfológicas y fisiológicas, para mejorar la competitividad de sus espermatozoides (Beatty et al. 1969). La calidad fisiológica de los espermatozoides difiere entre los machos competidores debido a las diferencias en la inversión en gametos y producción de espermatozoides (Ball y Parker 1996). La calidad del esperma está generalmente correlacionada con la capacidad de fertilización, lo cual se utiliza a menudo como factor determinante en estudios sobre competencia espermática (Levitan 2000). Durante la desove, la cantidad de espermatozoides liberados y su velocidad de natación pueden afectar la probabilidad de fertilización (Stoltz y Neff 2006). Las células que nadan más rápido pueden llegar primero al óvulo, aumentando la probabilidad de una fertilización exitosa (Gage et al. 2004; Stoltz y Neff 2006).

El salmón del Atlántico es una especie anádroma que migra río arriba desde el mar para reproducirse. En el caso de esta especie, los machos que desovan se caracterizan por una intensa competencia sexual, lo que confiere una fuerte presión selectiva sobre su fisiología reproductiva (Vladic y Järvi 2001). La población de salmón salvaje puede mostrar una amplia variación natural en las características del esperma que conduce a la competencia espermática (Gage et al. 2004). Sin embargo, los machos parr maduros también participan en el desove, lo que significa que necesitan invertir más en la producción de espermatozoides que los machos anádromos (Parker 1998).

La calidad del esperma puede evaluarse mediante métodos simples, como el análisis individual de la motilidad (Billard y Cosson 1992) y la morfología (Holstein et al. 1988), o enfoques sofisticados que involucran herramientas moleculares (Cabrita et al. 2014). La motilidad es el parámetro más utilizado para evaluar la calidad del esperma, ya que refleja directamente la capacidad de fertilización de los espermatozoides. Inicialmente, el porcentaje de espermatozoides móviles y/o la duración de su motilidad se evaluaban mediante estimaciones visuales subjetivas. Sin embargo, se desarrollaron sistemas de análisis de esperma asistidos por computadora (CASA-Mot) para proporcionar mediciones más confiables, repetibles y objetivas del movimiento del esperma (Rurangwa et al. 2004). Aunque la tecnología CASA fue diseñada para especies de mamíferos (Rurangwa et al. 2004), se adapta bien a los espermatozoides de peces (Gallego et al. 2013; Kime et al. 2001), que se caracterizan por un corto período de vigorosa motilidad después de la activación. En general, los espermatozoides de peces permanecen activos durante menos de 2 minutos en la mayoría de las especies acuáticas y, en el caso específico de los salmónidos, la duración de la motilidad del esperma es de aproximadamente 20-30 segundos (Kime et al. 2001).

Los sistemas CASA-Mot proporcionan una gran cantidad de datos basados en los parámetros cinemáticos de cada espermatozoide. La aplicación del análisis de subpoblaciones a tales datos permite analizar grupos de espermatozoides con características de motilidad similares y estimar la calidad del esperma para cada macho (Soler et al. 2014). Se ha propuesto una subpoblación caracterizada por un movimiento lineal rápido como indicador de espermatozoides de alta calidad (Ferraz et al. 2014). Se han informado variaciones en las distribuciones de subpoblaciones para varias especies, incluido el cerdo (Flores et al. 2009), el toro (Valverde et al. 2016), el ciervo rojo (Martínez-Pastor et al. 2005), el caballo (Quintero-Moreno et al. 2003), el gato (Gutiérrez-Reinoso y García-Herreros 2016), el perro (Núñez-Martínez et al. 2006), el gallo (García-Herreros 2016), el ser humano (Vásquez et al. 2016), la dorada (Beirao et al. 2011) y el trucha arcoíris (Kanuga et al. 2012). Esta metodología estadística ha mejorado el conocimiento sobre la calidad del esperma, aunque todavía se utiliza principalmente como una herramienta de investigación (Gil Anaya et al. 2015).

En un estudio en el que uno de nuestros miembros participó, el objetivo del trabajo fue estudiar la estructura de subpoblaciones de espermatozoides y los patrones de movilidad en machos salvajes anádromos y en machos jóvenes de salmón del Atlántico criados en piscifactoría. Se recopilaron muestras de esperma de salmón salvaje anádromo (WS) y de dos generaciones de machos jóvenes criados en piscifactoría (parr). Las muestras de esperma se obtuvieron de machos sexualmente maduros y se analizó la movilidad del esperma en diferentes momentos después de la activación (5 y 35 segundos). Se analizaron las diferencias entre los tres grupos utilizando técnicas estadísticas basadas en el análisis de conglomerados y el método bayesiano. Se encontró que el salmón del Atlántico tenía tres subpoblaciones de espermatozoides, y los espermatozoides en las eyaculaciones de los machos jóvenes criados en piscifactoría maduros tenían una mayor velocidad y tamaño más grande que los de los machos WS. Esto podría ser una adaptación a la alta competencia espermática, ya que las especies de salmónidos están naturalmente adaptadas a este proceso. El análisis de la movilidad nos permite identificar subpoblaciones de espermatozoides, y podría ser útil correlacionar estas subpoblaciones con la capacidad de fertilización para determinar si los espermatozoides que nadan más rápido tienen una probabilidad más alta de éxito.

Nuestro sistema CASA funciona con muchas especies diferentes de peces, como la lubina, el salmón, el lenguado, el esturión, la anguila, el pez cebra, el erizo de mar y muchas más. Y si no está adaptado a la especie que necesitas, podemos personalizarlo según tus necesidades.

RESEARCH ARTICLE:

https://doi.org/10.1071/RD17466

BIBLIOGRAFÍA: