Complejo de nueve laboratorios analizan calidad de agua y exploran métodos para mejorar el cultivo de peces, entre otras acciones

Por: Michelle Soto 29 agosto
Los poliquetos son utilizados para medir la calidad de agua.
Los poliquetos son utilizados para medir la calidad de agua.

En cuanto a pesca, el golfo de Nicoya es el estuario tropical más productivo en Costa Rica. De él dependen 2.500 pescadores artesanales y 800 molusqueros.

Sin embargo, lo aqueja la sobreexplotación de los recursos marinos y la contaminación, lo cual termina por afectar económicamente a las comunidades costeras.

Para ayudar al golfo, primero hay que entenderlo y eso es lo que han hecho los investigadores de la Estación de Biología Marina de la Universidad Nacional (UNA) por más de 20 años.

Si bien el proyecto para construir la estación -bautizada con el nombre de Juan Bertoglia Richards y ubicada en Puntarenas- data de 1978, no fue hasta 1994 cuando se construyó el edificio. Equiparlo demoró cinco años más.

Actualmente, la estación cuenta con dos aulas y un laboratorio de docencia, así como otros nueve laboratorios acondicionados para realizar cultivo de fitoplancton, ostras, peces y camarones, así como para efectuar análisis microbiológicos, control de calidad de los productos pesqueros, estudiar afloraciones de algas nocivas y evaluación pesquera.

Aunque cada uno tiene sus proyectos y gestiona sus fondos, los laboratorios colaboran entre sí para dar un enfoque integral a los estudios y, con ello, idear alternativas que beneficien tanto al golfo como a las comunidades.

"No nos gusta trabajar de forma independiente, más bien nos asociamos alrededor de temas", comentó Hannia Vega, bióloga marina y encargada de los estudios de calidad de agua.

Rebeca Quesada, asistente del Laboratorio de Calidad de Aguas, observa una muestra de zooplancton a través del estereoscopio.
Rebeca Quesada, asistente del Laboratorio de Calidad de Aguas, observa una muestra de zooplancton a través del estereoscopio.
Laboratorio de Calidad de Aguas

Frente al estereoscopio, Rebeca Quesada identifica tipos de zooplancton en una muestra de agua marina.

El zooplacton está conformado por organismos microscópicos de origen animal, principalmente larvas, que sirven de alimento a especies más grandes como peces. Por tanto, su estudio permite conocer las dinámicas de alimentación en el golfo de Nicoya.

No solo eso, algunos tipos de zooplancton son sensibles a ciertos contaminantes y otros, más bien, son tolerantes a estos. Por eso, su diversidad y abundancia dan información a los investigadores sobre el estado de salud donde se recolectó esa muestra.

"El zooplancton es un buen indicador de la calidad del agua en el golfo de Nicoya", recalcó Hannia Vega, quien es la coordinadora del Laboratorio de Calidad de Aguas de la estación.

Asimismo, la investigadora agregó: "A largo plazo, ese monitoreo nos puede decir cuál es la respuesta de ese zooplancton al cambio climático, porque son organismos con ciclo de vida corto y responden muy rápido a las condiciones del ambiente".

Quesada y Vega también recurren a los poliquetos, un tipo de gusano cuyo cuerpo está dividido en segmentos, para la misma función. Mientras el zooplancton está suspendido en el agua, los poliquetos yacen en los sedimentos del suelo.

"Hay una relación entre los poliquetos y las concentraciones de materia orgánica", destacó Vega.

El Laboratorio de Calidad de Aguas lleva a cabo investigación en agua dulce y salada. El laboratorio guarda muestras de sedimento para determinar índices de materia orgánica.
El Laboratorio de Calidad de Aguas lleva a cabo investigación en agua dulce y salada. El laboratorio guarda muestras de sedimento para determinar índices de materia orgánica.

En el mundo, alrededor del 70% de la contaminación marina es resultado de las actividades humanas realizadas en continente. De hecho, a nivel global, el 90% de los contaminantes son transportados por los ríos hasta el mar.

En el caso del golfo de Nicoya, allí desembocan los ríos Grande de Tárcoles (Puntarenas) y Tempisque (Guanacaste) cuyas cuencas están densamente pobladas por seres humanos y eso se traduce en grandes aportes de nutrientes como nitritos, nitratos y fosfatos, entre otros.

¿Han observado, con los años, cambios en el aporte de nutrientes? "Estamos viendo lo normal: en época lluviosa, aumentan los niveles de nutrientes. Luego viene la época seca y se consumen esos nutrientes. Por otro lado, el golfo de Nicoya tiene la particularidad que, si bien cae una gran cantidad de contaminantes, las mareas ingresan y estas ayudan a diluirlos", explicó Vega.

Sin embargo, y haciendo la analogía con una persona, por más "buena genética" que tenga el golfo, pues esta no es suficiente para mantener una buena salud y menos ante un "estilo de vida" que conduce al deterioro.

Gran cantidad de sedimentos viajan a través de las cuencas hidrográficas y, según Vega, se están depositando en el estero de Puntarenas, lo cual ha limitado su navegación y, sobre todo, acelerado su degradación.

"Como el continente libera tanta materia orgánica, esta también se acumula y su exceso puede reducir el oxígeno en el sedimento y, por tanto, puede deteriorar los ecosistemas", dijo Vega.

El Laboratorio de Calidad de Aguas lleva a cabo investigación en agua dulce y salada.
El Laboratorio de Calidad de Aguas lleva a cabo investigación en agua dulce y salada.

En el caso de los manglares, los nutrientes se retienen en el suelo. "Muchas de esas aguas, sobre todo de origen continental, tienen gran cantidad de nutrientes producto de las aguas negras. En el laboratorio estamos viendo si estas aguas están relacionadas con la pérdida de manglar", agregó la investigadora.

En el contexto de cambio climático, los manglares se han convertido en aliados debido a que fijan carbono en sus raíces y, a través de estas, en el suelo. De hecho, los manglares almacenan tanto carbono como los bosques nubosos del país.

Ese servicio ecosistémico se vería imposibilitado por la degradación del ecosistema. "Todo tiene que estar en equilibrio, es decir, debe existir materia orgánica en el ecosistema. Sin embargo, el exceso de esta deteriora al manglar y, debido a ello, este podría dejar de captar carbono. Este es un tema que aún se está estudiando y falta mucha información", dijo Vega.

Otros servicios ecosistémicos también se verían afectados. La desembocadura del río Bongo marca el límite entre Puntarenas y Guanacaste, en península de Nicoya. Ese es sitio ideal para la pesca deportiva de róbalo, pero el área se está degradando por un mal manejo de cuenca.

"Lo que pasa en continente afecta al mar", señaló Vega.

Debido a esa conexión, este laboratorio colabora con el Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Moluscos que tiene a su cargo seis granjas ostrícolas, cinco de ellas ubicadas en el golfo de Nicoya.

Vega y Quesada analizan el aporte de nutrientes así como parámetros físico químicos (acidez, oxígeno, temperatura y salinidad, entre otros) para recomendar el sitio idóneo donde poner las ostras. También asesoran durante el proceso y en el monitoreo.

Los fuertes aguaceros y la descarga de los ríos Tempisque y Morote, durante la estación lluviosa, hace que exista más agua dulce en el golfo y los niveles de salinidad disminuyan. "Cuando eso pasa, las ostras de cinco centímetros en adelante empiezan a perder nutrientes y se les daña la concha", explicó Eugenia Fernández, una de las encargadas de la granja ostrícola de isla Chira.

El Laboratorio de Calidad de Aguas también colabora con proyectos orientados a pesquerías. Los datos le permiten a los biólogos entender por qué especies de interés comercial prefieren ciertos sitios a otros.

El investigador Marvin Ramírez extrae corvinas de un estanque en el Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Peces Marinos, esto con el fin de recopilar datos biométricos (tamaño y peso).
El investigador Marvin Ramírez extrae corvinas de un estanque en el Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Peces Marinos, esto con el fin de recopilar datos biométricos (tamaño y peso).
Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Peces Marinos

Uno de los mayores usuarios de los datos de calidad de agua es Jorge Boza y sus colegas del Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Peces Marinos. No es para menos, esa información resulta clave en el desarrollo de la maricultura.

A Boza le preocupa la sobreexplotación del golfo y por ello, bajo su coordinación, este laboratorio está reproduciendo especies de valor comercial para, eventualmente, proveer a los pescadores de alevines que puedan mantener en granjas.

"La idea es disminuir la extracción y así quitar presión sobre el golfo, pero dándole una alternativa a las comunidades", comentó Boza.

Incluso, los investigadores no descartan liberar en el ambiente parte de esa producción de alevines en el futuro para así ayudar a las poblaciones salvajes de esas especies.

Los estudios en reproducción de peces iniciaron en 1997 con pargo manchado. Lo primero fue estudiar esta especie en cautiverio para conocer su ciclo reproductivo, esto con el fin de lograr desoves que resultaran en alevines (crías de peces) que fueran viables para transferir a los pescadores.

Conseguida la reproducción, los estudios continuaron para conocer cuestiones de crecimiento así como mantenimiento de los peces reproductores e inducción del desove.

De esta forma, el pargo manchado se convirtió en la primera especie en ser reproducida en laboratorio con fines de maricultura. Para el proceso de transferir ese conocimiento a los pescadores, la UNA se alió con el Parque Marino del Pacífico que, desde entonces, provee de alevines a las comunidades costeras y da seguimiento a las granjas.

Las estudiantes Jessica Mora y Melissa Espinoza pesan y miden róbalos negros en el Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Peces Marinos.
Las estudiantes Jessica Mora y Melissa Espinoza pesan y miden róbalos negros en el Laboratorio de Cultivo y Reproducción de Peces Marinos.

A partir del 2008, los estudios se enfocaron en las corvinas. El golfo de Nicoya resguarda cuatro especies: aguada, reina, coliamarilla y picuda. Los biólogos decidieron trabajar con las dos primeras.

Tras varios experimentos, las aguadas sí lograron reproducirse en cautiverio. "Las corvinas, al igual que el pargo, se pueden mantener en laboratorio por dos años para que se acostumbren al espacio, a la comida y a la manipulación. Durante ese tiempo, maduran sexualmente y pueden liberar los productos sexuales en el agua, produciendo espontáneamente huevos y alevines. Eso fue lo que pasó con la corvina aguada", explicó Boza.

Actualmente se tienen 40 reproductores de esta especie. "Ahorita estamos haciendo pruebas de engorde, manipulación de los peces, densidades (cuántos peces aguanta un grupo sin maltratarse entre ellos), cantidad y calidad de alimento así como calidad de la carne para consumo humano", agregó el coodinador del laboratorio.

Esas pruebas, en pargo manchado, demoraron 10 años. En el caso de las corvinas aguadas, ya se cumplieron nueve años y podrían tomar más tiempo para que estén listas para ser entregadas a los pescadores.

Contrario a las aguadas, las corvinas reina no lograron reproducirse espontáneamente y se tuvo que aplicar un tratamiento hormonal. Primero, se le hace un masaje abdominal a las hembras y se valora si se puede introducir una cánula, un tubo del tamaño de un capilar, en el poro genital para extraer muestras de huevos. Si los huevos están en buen estado, entonces se induce el desove a partir de una aplicación de una serie de inyecciones con hormonas. A los cuatro días, la hembra ovula y el macho libera los espermatozoides.

También se han realizado estudios en chame, una especie que prolifera en los cultivos de camarón. Los biólogos descubrieron que los juveniles de chame podrían ser utilizados como carnada en faenas de pesca, en sustitución de la sardina.

"Nuestro objetivo es reproducirlo en laboratorio y tener los alevines para transferírselos, cuando estos sean juveniles, a los pescadores y así ellos lo usan como carnada, quitándole presión a las sardinas y anchovetas del golfo", manifestó Boza.

Este año, se empezó a trabajar el róbalo negro, un tipo de pez cotizado por la pesca comercial y deportiva. En esta etapa del proyecto, el investigador Marvin Ramírez toma datos biométricos, tamaño y peso, que le permitan preparar una dieta enfocada en el crecimiento.

No todos los proyectos de cultivo y reproducción han sido exitosos. Ese es el caso del mero, pez que puede llegar a medir 1,5 metros de longitud y pesar 50 kilos.

"Mantener a los reproductores de mero salía muy costoso, porque comen lo mejor de lo mejor: sardina, caballa, pulpo y camarones. A los reproductores de todas las especies, se les enriquece el alimento, es decir, se les mejora en cuanto a la nutrición con vitaminas y minerales para que produzcan buena calidad de huevos", detalló Boza.

La experiencia acumulada por este laboratorio hizo que sus investigadores establecieran una relación de cooperación con sus colegas de la Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, en su campus de León.

El biólogo marino Cristian Fonseca muestra cómo funciona un conductímetro, instrumento que sirve para medir la frescura de un pescado.
El biólogo marino Cristian Fonseca muestra cómo funciona un conductímetro, instrumento que sirve para medir la frescura de un pescado.
Laboratorio de Calidad y Tecnología de los Productos Pesqueros

En este afán por ayudar a los pescadores y darles recomendaciones, los investigadores del Laboratorio de Calidad y Tecnología de los Productos Pesqueros estudian cómo se deterioran las especies y cuáles variables inciden en la calidad de la carne.

Para el análisis de la calidad a nivel físico, los científicos utilizan un conductímetro que emite una serie de ondas y, a partir de estas, determina la conductividad. Si el producto se encuentra fresco, entonces la lectura que brinda el aparato será alta, pero si está degradado, pues la lectura será baja.

Químicamente, la calidad se mide con ayuda de cromatografía líquida de alta eficiencia. Este es un método que permite separar líquidos de una mezcla por absorción selectiva. "Con este instrumento tratamos de determinar cuáles tipos bioquímicos existen para una especie en particular, en determinado tiempo y según método de almacenamiento", explicó Juan Manuel Agüero, quien es químico e investigador del laboratorio.

La conclusión tras varios ensayos es que los productos pesqueros no se deterioran de la misma forma y en ese proceso de degradación intervienen diversidad de variables. "Por ejemplo, los que tienen más grasa y proteína se deterioran más rápido", acotó Cristian Fonseca, biólogo marino y coordinador del laboratorio.

El deterioro también difiere entre especies: mientras un pargo puede conservarse en hielo por siete días sin perder calidad, una macarela apenas dura cuatro. "Actualmente todo se almacena igual y se le da el mismo tratamiento, pero lo cierto es que todas las especies se deterioran de manera diferente", enfatizó Fonseca.

El método de pesca también influye: recurso capturado con red de arrastre y trasmallo se deteriora más rápido que uno capturado con palangre o cuerda donde se utiliza anzuelo. "En el trasmallo, por ejemplo, al tratar de liberarse, el pez se maltrata y ese golpe o herida ya constituye un foco de bacterias que deterioran su carne", dijo Fonseca.

El químico Juan Manuel Agüero introduce una muestra en el cromatógrafo, el cual se usa para caracterizar sustancias que son indicadoras de la calidad de los productos pesqueros.
El químico Juan Manuel Agüero introduce una muestra en el cromatógrafo, el cual se usa para caracterizar sustancias que son indicadoras de la calidad de los productos pesqueros.

Este laboratorio no solo evalúa frescura sino también el valor nutricional del recurso pesquero. Desde hace tres años, los investigadores están construyendo una base de datos con especies que se encuentran en el golfo de Nicoya. A la fecha han logrado determinar la composición nutricional de 13 especies, es decir, conocen cuántas proteínas, lípidos, carbohidratos y minerales posee su carne.

"Las personas tienden a comer siempre las mismas especies, porque ignoran la gran diversidad que existe. Puede ser que esas otras especies sean nutricionalmente más ricas que el mismo pargo o cabrilla. Otra cosa: al diversificar la dieta, se disminuye la presión de pesca sobre ciertas especies como las corvinas y las dejamos recuperarse", señaló Fonseca.

El servicio también se le brinda a las granjas ostrícolas. "Aparte de su logo, ellos podrían colocar en sus bolsas una tabla de composición nutricional como cualquier otro producto alimenticio", destacó el biólogo.

Otra línea de investigación se orienta a los procesos que garantizan la calidad, por ejemplo, los métodos de empaque. Actualmente están trabajando con empaques al vacío para evaluar la vida útil del producto pesquero.

Como uno de los principios que defiende la Estación de Biología Marina de la UNA es la sostenibilidad, los científicos también estudian cómo aprovechar subproductos como escamas que usualmente son considerados desechos y podrían convertirse en materia prima de otros procesos.

Por ejemplo, Fonseca y su equipo han extraído quitina y quitosano de escamas y cáscara de camarón. Estos son polímeros que tienen diversidad de aplicaciones biotecnológicas para la industria farmaceútica y la agricultura.

Jorge Alfaro, investigador del Laboratorio de Cultivo y Fisiología Reproductiva de Crustáceos, muestra la bolsa donde la hembra de la especie de camarón tigre (Penaeus monodon) guarda el semen del macho.
Jorge Alfaro, investigador del Laboratorio de Cultivo y Fisiología Reproductiva de Crustáceos, muestra la bolsa donde la hembra de la especie de camarón tigre (Penaeus monodon) guarda el semen del macho.
Laboratorio de Cultivo y Fisiología Reproductiva de Crustáceos

No todos los laboratorios trabajan en proyectos productivos. Desde que el Parque Marino del Pacífico asumió la producción de larvas de camarón con fines de maricultura, los biólogos del Laboratorio de Cultivo y Fisiología Reproductiva de Crustáceos pueden dedicarse exclusivamente a la investigación y docencia.

"Contrario a los moluscos, donde no había ninguna vocación de cultivo en Costa Rica y los compañeros iniciaron de cero, el cultivo de camarones es una actividad rentable en todo el mundo. Es una tecnología ya desarrollada", explicó Jorge Alfaro, encargado del laboratorio.

En este sentido, Alfaro se dedica a entender la biología reproductiva de las especies y a mejorar los modelos de reproducción comercial y, con ello, generar conocimiento científico que no solo le sirva a Costa Rica sino a todo el mundo.

Por ejemplo, en este laboratorio se descubrió que los espermas maduran en el cuerpo de las hembras y eso era desconocido por la ciencia.

"También hemos estudiado la sexualidad de las poblaciones salvajes en el golfo de Nicoya y cómo se comporta la producción de espermatozoides en los machos. Hemos visto que, durante el fenómeno de El Niño, si la temperatura del agua sube mucho, eso les altera totalmente la sexualidad, dejan de producir espermas y eso indica que no se están produciendo bien", comentó Alfaro.

Asimismo, en el 2004, los investigadores desarrollaron una técnica más eficiente para acelerar la madurez de los ovarios de individuos en cautiverio e inducir la producción masiva de huevos en hembras de camarón patiblanco (Penaeus vannamei).

Jorge Alfaro es el encargado del Laboratorio de Cultivo y Fisiología Reproductiva de Crustáceos de la Universidad Nacional (UNA).
Jorge Alfaro es el encargado del Laboratorio de Cultivo y Fisiología Reproductiva de Crustáceos de la Universidad Nacional (UNA).

Tradicionalmente, esa inducción se hacía mediante ablación ocular. "Lo que generalmente se hace es cortarle un ojo y eso induce el mecanismo de reproducción de las hembras a cinco días de cortar el pedúnculo ocular.

"Como científico, una de mis metas es encontrar alternativas a eso. La técnica tradicional no es estéticamente adecuada, los animales terminan alterados en su fisiología debido al corte", manifestó Alfaro.

La técnica desarrollada en este laboratorio consiste en inyecciones del neurotransmisor serotonina y del antagonista de la dopamina conocido como espiperone. "Esas inyecciones inducen la producción masiva de huevos sin los efectos negativos de la tradicional ablación ocular. Funciona tan bien como el corte del ojo, el rendimiento en huevos es enorme", destacó Alfaro.

Actualmente, el investigador está incursionando en biología molecular para, con ello, llegar a alterar procesos que ocurren directamente en el pedúnculo y así generar la respuesta deseada, sin dañar al animal.

Asimismo, Alfaro analiza cómo cambiar el sexo en los animales a partir de la inhibición de un gen que solo se manifiesta en machos. "Las hembras tienden a crecer más que los machos, por lo que el rendimiento en carne es mayor. Entonces, la idea es solo cultivar hembras", dijo el científico.

La técnica fue desarrollada por la Universidad de Ben Gurion, en Israel, para langostinos de agua dulce y el objetivo es, en conjunto con la UNA, experimentar con camarones marinos.

Aparte de estos, la Estación Biología Marina de la UNA cuenta con otros laboratorios: Sistema de Información Geográfica (SIG) Marino, Cultivo y Reproducción de Moluscos, Análisis Biológicos Pesqueros, Producción de Fitoplancton y Fitoplancton Marino.