Nueva tecnología: Acuicultura Multitrófica Integrada Simbiótica AMTIS

Mejillón cultivado en Acuicultura miltitrófica integrada simbiótica

La acuicultura multitrófica integrada simbiótica es una nueva tecnología acuícola la cual supone un importante avance en el desarrollo e innovación de la acuicultura moderna y viene a reafirmar la importancia y versatilidad de la acuicultura simbiótica.

¿Qué es la acuicultura multitrófica integrada, (AMTI)?

La acuicultura multitrófica integrada es conocida por sus siglas como AMTI. Ha sido usada en Asia desde hace siglos, donde policultivos de algas, camarones y peces eran cultivados de forma conjunta en bahías poco profundas (Li, 1987; Chan, 1993).

En un sistema clásico multitrófico integrado, se define una especie objetivo sobre la cual se concentra el esfuerzo en alimentación. Los residuos generados en el cultivo de la misma suponen la fuente de materia y energía. Dichos recursos son usados para el crecimiento de una segunda especie que conforma el segundo nivel trófico. Los residuos generados en el segundo nivel, sirven como alimento y/o fertilizante para el desarrollo de un tercer nivel trófico.

Particularidades de AMTI

Estos residuos están compuestos en su mayor parte por materia orgánica disuelta, suspendida o sedimentada y sustancias inorgánicas nitrogenadas y fosfatadas. Normalmente, los primeros niveles tróficos están compuestos por especies cultivadas omnívoras o carnívoras (peces ó camarones). Los niveles finales tróficos están compuestos por especies animales filtradoras (moluscos bivalvos) o especies vegetales (algas).

Beneficios de AMTI

En AMTI se ofrece un beneficio claro a los organismos cocultivados al convertir el alimento no consumido y los desechos en recursos (fertilizantes o alimentos) para el resto de organismos cultivados. A su vez, el consumo de materia orgánica y desechos supone una importante mejora de la calidad del agua. Esto beneficia a todos los organismos involucrados en el sistema.

En AMTI los niveles subsiguientes se caracterizan por retirar ciertas sustancias orgánicas e inorgánicas de desecho. Lo cual repercute en una mejora de la calidad de agua general. Por ello, AMTI puede considerarse, en parte con una cierta funcionalidad simbiótica. Sin embargo, los organismos cultivados implicados en AMTI no generan ningún otro beneficio de vuelta a los niveles anteriores.

¿Qué es la acuicultura simbiótica?

Tilapia cultivada en acuicultura multirófica integrada simbiótica (AMTIS). todos los derechos reservados: Bioaquafloc (R)

La acuicultura simbiótica se basa en incentivar relaciones mutuamente beneficiosas entre dos o más partes. En la mayoría de las tecnologías simbióticas: tecnología biofloc (BFT), tecnología aquamimicry (AQT) o tecnología bioaquafloc (BAF, tecnología híbrida entre las dos primeras), una de las partes beneficiadas está compuesta por ciertos microorganismos (bacterias, protozoarios, microalgas y zooplancton), siendo los organismos de cultivo los que conforman otra parte.

En acuicultura simbiótica los microorganismos conformantes de los bioflóculos y el zooplancton generan ciertos servicios al cultivo. Entre ellos están: i) biorremediación, ii) eliminación de agentes patógenos, iii) sirven como alimento natural y iv) aumento de la supervivencia. Los organismos de cultivo, de vuelta, aportan a los microorganismos un lugar donde proliferar y alimento. Este alimento se presenta en forma de heces, alimento no ingerido y sustancias tóxicas resultantes del metabolismo tal como amonio NH4+y amoniaco NH3. Normalmente estas sustancias no ingeridas, no digeridas y/o tóxicas se generan en altas concentraciones. Lo cual justifica en las diversas tecnologías simbióticas, el uso de sedimentadores externos o toilets acuícolas.

La acuicultura simbiótica se enfoca en usar los sólidos suspendidos como un insumo para el cultivo de otros organismos acuícolas. Estos sólidos suspendidos están conformados principalmente por bioflóculos, zooplancton, alimento no ingerido y heces (alimento no digerido o semi digerido). Tanto bioflóculos como zooptlancton presentan perfiles nutricionales de altísima calidad. Se cuenta con la presencia de ácidos grasos esenciales de gran valor nutricional. Por ejemplo: t el ácido eicosapentanoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA), (Cardona et al 2016, Crab et al 2010, Promthale el al 2019). También presentan perfiles de aminoácidos esenciales, fósforo, vitaminas y minerales esenciales para el cultivo de organimos acuáticos (Avnimelech 2015).

Nacimiento de la acuicultura multitrófica integrada simbiótica AMTIS

Esquema de Acuicultura miltitrófica integrada simbiótica. Imagen Bioaquafloc (todos los derechos reservados).

La acuicultura multitrófica integrada tradicional o clásica (AMTI) se caracteriza por definir niveles tróficos jerárquicos claros. Uno seguido de otro. Donde los residuos del primer nivel sirven como insumo para el nivel trófico siguiente y la repetición de este patrón. La única conexión entre niveles tróficos en AMTI es, como se comentó anteriormente, un cierto mejoramiento de la calidad del agua.

Si se aplica la tecnología simbiótica a la AMTI surge un nuevo nivel trófico especial. Este se caracteriza por no contener una especie de cultivo. Es transversal y genera beneficios a las especies cultivadas del resto de los niveles tróficos. Este nuevo nivel está compuesto microorganismos en forma de bioflóculos y zooplancton. La unión de AMTI y la tecnología simbiótica da lugar a una nueva tecnología llamada acuicultura multitrófica integrada simbiótica (AMTIS). Esta se asemeja a la acuicultura simbiótica tradicional (reducción del recambio de agua, aplicación de fuentes de carbono tales como melaza y/o fermentos, altas densidades de cultivo y ciertos incentivos) pero en condición de policultivo y limitando la extracción de sólidos.

Beneficios de la acuicultura multitrófica integrada simbiótica AMTIS

En el caso de AMTIS, todos los organismos de cultivo implicados generan un aporte de materia orgánica e inorgánica . Lo cual supone el principal sustento para bioflóculos y zooplancton. Ya no solo hay una transferencia de materia orgánica e inorgánica. Es decir (heces, alimento no ingerido, amoniaco, amonio entre otros) de un nivel a otro. Sino que existe otro nivel trófico formado por microorganismos. Se trata pues de un nivel que es central y transversal al resto de niveles tróficos y que aporta diversos beneficios. Entre estos beneficios se observa: el desplazamiento de agentes patógenos, el aumento de la densidad de cultivo, la generación de alimento natural, limitación de los recambios de agua, el aumento de la supervivencia y el mejoramiento de la calidad de agua principalmente.

Por otra parte, las bacterias conformantes de los bioflóculos en AMTIS generan moléculas orgánicas. Entre ellas están el polihidroxibutirato (PHB), ácido butírico, valérico, propiónico, fórmico, acético láctico que tienen un efecto antagónico con diversos patógenos.

La presencia de bioflóculos también genera ciertos benéficos a nivel fisiológico en la salud de los organismos (Ekasari et al 2014 y Xu y Pan 2013). Entre estos está el aumento de los hemocitos totales y de la actividad fagocítica. También se determinó un aumento en la actividad de la enzima prophenoloxidasa (proPO) que está relacionada con la defensa antioxidante. Asimismo, se genera un aumento de la actividad “explosión oxidativa” que es un mecanismo relacionado con la defensa microbiana.

La nueva AMTI simbiótica está siendo aplicada en Asia y Latinoamérica de manera exitosa principalmente con organismos animales acuáticos sin intervención de niveles tróficos fotoautotróficos (vegetales). Este es el caso de los cultivos en multinivel trófico de cultivo de tilapia (Oreochromis niloticus), camarón (Litopenaeus vannamei) y el mejillón caballo (Modiolus modiolus) en Tailandia por la empresa Venture farm Pte. Ltd.

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Mejillón cultivado en Acuicultura miltitrófica integrada simbiótica
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Mejillón cultivado en Acuicultura miltitrófica integrada simbiótica
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La acuicultura multitrófica integrada simbiótica permite un nuevo nivel trófico, transversal con beneficios para las especies cultivadas
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