UNIVERSIDAD AUTONOMA DEBAJA CALIFORNIA SUR

AREA INTERDISCIPlINARIA DE CIENCIAS DEL MAR

DEPARTAMENTO DE BIOlOGIA MARINA

TASA METABOLlCA y TASA DE ACLARAMIENTO ENTRE

GRUPOS GENETICOS CON GRADO DE HETEROCIGOSIDAD

VARIABLE POBLACIONES CRUZA RECIPROCA y LlNEAS

ENDOGAMICAS DE ALMEJA CATARINA

Argopecten ventricosus Sowerby 11 1842

TESIS PROFESIONAL QUE PARA OBTENEREL TITULO DE BIOLOGO MARINO PRESENTA

LlLIANA CARVALHO SAUCEDO

La Paz Baja California Sur MØxico Noviembre de 1999

D90 oftCA

TEJ3o

EJÞ Z

2097

DEDICATORIA

A mi mÆs grande amigo Daniel y a mi mÆs preciado tesoro Lilianita

A mis Padres y hermanos

A mi familia política Ma OIga el aguelo Dany Tere Chava Gabriel Cecilia ChavitaGogo Olguita la abuelita Magda perfumes y la tía Chata

A mis sobrinas Camila e Ivana

A mis abuelitas donde quiera que esten y a mis abuelos Pancho y Manuel

A mi tía Mayola mi tío Enrique y mis tíos Rosa y Chava

A mis buenos cumpaæeros de la carrera Lupita Maricela Carmiæa Karina Adriana

Gaby Adoración Fernando Mauricio Julio Octiavio y Alfredo

2

Agradecimientos

Al Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste CIBNOR por las facilidades

prestadas para la realización del Øste trabajo y por el apoyo económico proporcionado en formade beca alimenticia Así mismo quiere agradecer a CONACYT por el apoyo bridado a manera

de beca y de proyecto proyecto 1720 N9209 este œltimo dirigido por la Dra Ana María barraH

Doy mi agradecimiento a la Dr Ana María Ibarra H Por la dedicación y apoyo en todosentido proporcionado para la realización del presente trabajo

Agradezco a todas las personas del CIBNOR que participaron de alguna manera en eldesarrollo de esta tesis y que contribuyeron en que dicho trabajo se pudiera realizar como es el

caso de JosØ Luis R Pedro Cruz Pablo M Susana A lrma Alejandra G Jorge Guadalupe M

Maricela G Dra barra Cesar R Daniel B L y Tere S

Al laboratorio de InformÆtica por todas las atenciones y ayuda dadas de manera grata yeficiente

De manera especial quiero agradecer a Tere Sicard por su ayuda incondicional en todomomento para poder llevar a cabo el presente trabajo apesar de tener que pasar por algunosdesvelos para la realización del mismo

Por œltimo agradezco a mi país MØxico por las facilidades que me dio y que sigue dando

para poder superarme acadØmicamente día con día

3

Resumen

En el presente trabajo se determinó la tasa metabólica activa y estÆndar así como la tasa

de aclaramiento en grupos genØticos con grado de heterocigosidad variable bajo dos temperaturas

220 y 280C En le caso de las poblaciones y su cruza se observó una tendencia de incremento

de 220 a 280C en todos los grupos sin embargo dichas diferencias no alcanzaron significancia

estadística La tasa estÆndar por su parte si fue estadísticamente mayor a 280C que a 220C No

se observaron diferencias entre las dos poblaciones evaluadas Magnalena y Concepción así como

tampoco con la cruza F 1 en cuanto a tasas de respiración así como tampoco para la tasa de

aclaramiento

En el caso de las lineas endogÆmicas evaluadas solamente a 220C no se observaron

diferencias significativas en tasa activa entre las líneas endogÆmicas y sus controles pero si se

observaron diferencias significativas en tasa estÆndar entre las lineas y sus controles las líneas

endogÆmicas presentaron la mayor tasa estÆndar

Las conclusiones que derivan del presente trabajo son las siguientes La ausencia de

diferencias significativas en las tasas metabólicas evaluadas en las poblaciones y su cruza pueden

ser explicadas por una posible similaridad genØtica en las poblaciones que repercute en el grado

de heterocigosidad de la cruza el uso de organismos entrados en su primera maduraz y o por

una posible selección por mortalidad durante el periodo de aclimatación en laboratorio Por otro

lado las diferencias observadas en la tasa estÆndar de las líneas endogÆmcias y sus controles no

endogÆmicos indican que en la almeja catarina sí existe una correlación entre heterocigosidad y

tasa metabólica

4

Indice General

Agradecimientos 2

Resumen 3

Indice General 4

Indice de Figuras 6

INTRODUCCIÓN 7

JUSTIFICACIÓN 14

OBJETIVOS 15

METODOLOG˝A 16

1 Producción de grupos experimentales 17

Obtención de las Poblaciones y la Cruza 17

Obtención de las ineas endogÆmicas y sus respectivos grupos control 18

2 Aclimatación 21

3 Respiración 22

Determinación del tamaæo de muestra y tiempo de incubación 22

Determinación de la tasa respiratoria 22

Obtención de la tasa metabólica activa y estÆndar 24

AnÆlisis estadístico de las tasas metabólicas 24

4 Aclaramiento 25

Determinación del tamaæo de muestra 25

Determinación de la tasa de aclaramiento 26

RESULTADOS 30

l Respiración 31

5

1 1 Poblaciones y Cruza 31

1 2 Lineas EndogÆmicas y Controles 32

2 Marco de Actividad 35

2 1 Poblaciones y Cruza a 220C y 280C 35

2 2 Lineas EndogÆmicas y Controles 36

3 Tasa de Aclaramiento 37

3 1 Poblaciones y Cruza a 220C y 280C 37

32 Lineas EndogÆmicas y Controles 38

DISCUSIÓN 39

CONCLUSIONES 51

RECOMENDACIONES 52

BIDLIOGRAF˝A 53

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5

6

IndiØe de Figuras

Ubicación geogrÆfica de las dos poblaciones evaluadas en la Península de

Baja California Sur 18

Obtención de grupos experimentales con cada una de las dos poblacionesMagdalena y Concepción así como la cruza FI CM entre ellas 20

Conformación de líneas endogÆmicas ERB 18 y ERB M 21

Versión miniaturizada del titulador de Bryan et al 1976 para la

determinación de oxígeno disuelto en agua marina Maeda Martinez1985 Sacado de Sicard 1999 24

Versión computarizada del sistema empleado para la determinación de tasa

de ingestión y aclaramiento Winter 1973 Gallager y Mann 1980

28

7

INTRODUCCIÓN

8

La captura de moluscos en MØxico empezó como una actividad económica de autoconsumo

de los habitantes de las zonas ribereæas Sin embargo con el paso de los aæos la demanda del

interior del país se fue incrementando por lo que el destino de la captura se dirigió a diferentes

estados en donde no se contaba con el recurso en forma natural En 1979 se presentó una captura

de 9930 toneladas de moluscos y para 1983 se obtuvieron un total de 2008 toneladas Uno de los

recursos mas explotados durante estos aæos en el país fue la almeja catarina Argopecten

ventricosus secundada por ostión caracol y de forma variable molusco s como el calamar

mejillón y pulpo Los intentos de incremento en la captura llegaron muy lejos ya que alcanzaron

niveles en los cuales los bancos naturales no pudieron sostener la explotación lo que en algunos

casos trajo el agotamiento total del recurso Baqueiro et al 1984

Como una alternativa para satisfacer la demanda de esta especie se recurrió a la acuicultura

la cual se basa en el cultivo de organismos acuÆticos bajo condiciones controladas y con la

característica fundamental de ser redituable económicamente Por otro lado es muy importante

considerar que las especie que se someterÆn a cultivo deben satisfacer ciertos requerimientos

como son aceptabilidad en el mercado precio competitivo y domesticación para el cultivo

García 1961 La almeja catarina nativa de Baja California es un recurso que presenta una alta

tasa de crecimiento y gran aceptabilidad en el mercado tanto nacional como internacional con un

alto valor comercial Esto ha contribuido en la necesidad de generar conocimientos sobre las

características biológicas de la especie así como en el desarrollo de sistemas de cultivo artificial

de la especie

El desarrollo de la metodología para el cultivo intensivo de Argopecten ventricosus almeja

catarina fue sustentado en esa información aunque futuros y continuos mejoramientos de esa

tecnología se apoyarÆn del nuevo conocimiento que se derive de estudios específicos Por otra

parte a pesar de que existen numerosas investigaciones acuaculturales sobre este molusco hasta

la fecha no se cuenta con trabajos de caracterización genØtica de la especie Dicha información

representa un aspecto de suma importancia en la acuicultura en el cultivo intensivo de almeja

9

catarina ya que provee las bases para establecer programas de mejoramiento genØtico de la

población

En forma paralela los estudios ecofisiológicos son una herramienta importante para las

investigaciones de tipo genØtico Esto se debe a que en el caso específico de molusco s ha sido

demostrado que las caracteristicas genØticas específicamente la heterocigosidad en los individuos

estÆ estrechamente correlacionada con crecimiento Koehn Shumway 1982 fueron los

primeros en demostrar que esa correlación de heterocigosidad crecimiento estÆ asociada y es

paralela a una relación entre metabolismo y heterocigosidad Ellos postularon que el mecanismo

fisiológico por medio del cual organismos heterocigotos logran mayores tasas de crecimiento se

basa en un decremento energØtico en el costo del metabolismo estÆndar lo cual a su vez debe

resultar en un incremento de la energía neta disponible para crecimiento y reproducción Diehl

et al 1986

Basandose en estudios hechos en peces la tasa estÆndar la tasa activa la tasa rutinaria y

el marco de actividad fueron descritas para moluscos por Thompson Bayne 1974 y Widdows

1973 Dicha descripción se basó en cambios en la ración alimenticia Definiendo la tasa estÆndar

o basal como la energía mínima requerida para mantener todas las funciones vitales en un

organismo inactivo que se encuentra bajo condiciones de ayuno la tasa activa como el nivel de

consumo de oxígeno bajo condiciones de mÆxima actividad y condiciones de estrØs la tasa

rutinaria la cual se encuentra relacionada con la estacionalidad tipo y cantidad de alimento

representa el consumo de oxígeno en actividad espontÆnea bajo condiciones normales El marco

de actividad se define como la diferencia entre el metabolismo activo y el metabolismo estÆndar

y representa la cantidad de energía potencialmente disponible para trabajo externo como

crecimiento reproducción y movimiento

Los trabajos de tipo genØtico en general se basaron inicialmente en definir la existencia de

una correlación entre crecimiento y heterocigosidad es decir si existe una relación directa entre

el grado de variabilidad genØtica y una mejor respuesta a las condiciones del medio viendo se

reflejada en un mayor crecimiento Estudios realizados por Gentili Beaumont 1988 enMytilus

10

edulis encontraron que existe una correlación positiva entre heterocigosidad y marco de actividad

Por otro lado en los estudios realizados por Garton et aL 1984 encontraron una relación

directamente proporcional entre crecimiento y heterocigosidad en Mulinia lateralis conclusión

derivada del hecho de que existe una correlación negativa entre heterocigosidad y el gasto

energØtico de metabolismo de rutina lo que hace pensar en una mayor eficiencia biológica Esta

misma correlación heterocigosidad gasto energØtico ha sido encontrada por otros autores en

diferentes especies Koehn Gaffuey 1984 en Crassostrea virginica Gaffuey 1986 en

Mytilus edulis Garton 1984 en lhais haemastoma Gaffuey 1986 en Myti lus edulis y Dillon

Manzi 1988 en Mercenaria mercenaria En general las investigaciones en las que se ha

encontrado una correlación heterocigosidad crecimiento ha sido cuando se trabaja con

poblaciones silvestres sujetas aun medio ambiente natural Zouros et al 1980 Foltz et al 1983

Foltz Zouros 1984 Zouros et al 1988 Sin embargo en el caso de pectínidos esta correlación

no ha podido ser demostrada Una posible razón es quizÆ la sugerida por V olckaert Zouros

1989 para Placopecten magellaniclls en donde proponen que la energía resultante de una

mayor heterocigosidad en organismos móviles es utilizada para movimiento y escape de

depredadores Otra explicación aœn mÆs concordante con los resultados publicados

recientemente en otros moluscos es que este tipo de correlación se presenta preferentemente en

poblaciones sujetas a medios ambientes estresantes Por ejemplo Scott Koehn 1990

encontraron en Mulinia lateralis que la correlación entre heterocigosidad y crecimiento se

presenta en forma significante sólo cuando los organismos crecen bajo condiciones de

temperaturas o salinidades estresantes y no cuando el ambiente era el óptimo para esa especieAsí mismo Gentili Beaumont 1988 reportan que para Mytillls edlllis se presenta una

correlación significante entre crecimiento y heterocigosidad cuando este organismo era crecido

bajo condiciones estresantes de alta densidad de manera contraria esta correlación no era

evidente cuando se crecía a bajas densidades Lo que nos dice tambiØn que la correlación

heterocigosidad crecimiento es mÆs grande cuando se experimenta bajo condiciones estresantes

Otro aspecto que ha sido de sumo interØs para los investigadores es la eficiencia con la cual

los bivalvos obtienen sus fuentes energØticas del medio En los estudios realizados se han

11

encontrado varios mecanismos que intervienen en la alimentación como es el caso de la tasa de

aclaramiento tasa de ventilación tasa de ingestión y tasa de filtración Bayne et al 1985 definen

la tasa de aclaramiento como el volumen de agua limpiado aclarado de partículas por unidad de

tiempo la tasa de ventilación como el volumen de agua que pasa a travØs de las branquias con

relación al tiempo y es igual a la tasa de aclaramiento cuando se da un 100 de eficiencia de

retención de partículas lo que depende en gran medida del tamaæo de partículas La tasa de

filtración por otro lado es definida como la cantidad de material particulado filtrado extraído del

volumen de agua por hora y que puede tambiØn ser definida como la tasa de aclaramiento entre

la concentración de partículas La tasa de ingestión por su parte fue definida por Bayne 1976

como la cantidad de alimento ingerido por unidad de tiempo

Es conocido que tanto la tasa de filtración ventilación ingestión y aclaramiento son

afectadas por distintos factores tanto internos edad estado fisiológico talla etc como externas

particularmente temperatura salinidad tipo y cantidad de alimento entre otras Las referencias

de moluscos marinos y los estudios sobre alimentación indican que la extracción de oxígeno del

agua ocurre principalmente en la superficie branquial por lo que estos órganos cumplen una doble

función alimenticia y respiratoria Wilson 1989 Dicha característica bifuncional abrió nuevos

campos de investigación enfocados a la presencia de una correlación entre la alimentación y la

tasa metabólica Así Bayne et al 1973 encuentran que la tasa de filtración en mejillones es

directamente proporcional al marco de actividad y Widdows 1973 y Bayne 1976 trabajando

con Mytilus edulis encontraron que la tasa de filtración es directamente proporcional a la tasa

metabólica Por otro lado Garton et al 1984 trabajando con Mulinia lateralis encuentran una

correlación entre tasa de aclaramiento y el costo metabólico de rutina Otros investigadores como

Ulrik 1991 reportan que un medio saturado de alimento provoca en Mytilus edulis una

reducción en la tasa de filtración y consecuentemente una reducción en el metabolismo Beiras

et al 1994 trabajando con Ostrea edulis reportan que la tasa de ingestión y consumo de

oxígeno son directamente proporcionales Bayne 1976 Thompson 1984 Koehn Bayne

1989 encuentran que en moluscos en general se presenta una correlación entre tasa de

alimentación y consumo de oxígeno

12

De manera significativa diversos autores han insistido en seæalar a la temperatura como un

factor directamente responsable de cambios fisiológicos importantes como son la tasa respiratoria

y la tasa de filtración de los organismos En los trabajos como los de Read 1962 Widdows

1972 Bayne 1973 y Bruce 1996 conMytilus edulis y Read 1962 con Modio us demissus

se reporta que la tasa activa y de rutina dependen de los cambios de temperatura a mayor

temperatura mayor metabolismo y seæalan ademÆs que esta relación presenta un límite de

tolerancia que varia en cada especie Sin embargo aunque en general en moluscos el patrón que

sigue es incrementar la tasa metabólica con el aumento de la temperatura Bayne 1976 encuentra

que Mytilus edulis mantiene relativamente independiente su tasa estÆndar de la temperatura en

condiciones de estrØs siendo Øste un comportamiento característico de moluscos que como

Mytilus edulis habitan la zona inter mareaPor otro lado trabajos realizados en Mytilus edu is

por Thompson 1984 indican que la tasa de aclaramiento se encuentra estrechamente

correlacionada con el consumo de oxígeno y la temperatura

En el presente trabajo se experimentó con dos poblaciones geogrÆficamente aisladas las

cuales fueron reproducidas en el laboratorio conformando a la par una cruza entre ellas F 1 que

teóricamente debido a una diferenciación genØtica entre poblaciones se esperaría se caracterice

por una mayor heterocigosidad que cualquiera de las poblaciones de las cuales fue obtenida Estos

tres grupos genØticos la población de Bahía Magdalena M la de Bahía Concepción C así

como su cruza F1 fueron evaluados para determinar su respuesta fisiológica a largo plazo en

laboratorio Adicionalmente y con el fin de obtener grupos que se caractericen por un alto grado

de homocigosidad líneas endogÆmicas fueron producidas con controles no endogÆmicos y

comparadas sobre la base de sus características fisiológicas al igual que los grupos M C y Fl

De esta forma se obtuvieron teóricamente un grupo con un alto grado de heterocigosidad F 1

Y 2 grupos con heterocigosidad normal poblaciones así como dos grupos con reducido grado

de heterocigosidad lineas endogÆmicas y sus respectivos controles con heterocigosidad normal

En cada uno de Østos se evaluaron dos niveles de respiración la tasa activa y la tasa estÆndar Así

mismo se determinó la tasa de aclaramiento de la cruza y poblaciones así como de las líneas

endogÆmicas con sus respectivos grupos control con el fin de estudiar las posibles diferencias en

13

esta tasa dependiendo del grado de heterocigosidad así como para encontrar sí existía o no una

relación con la tasa metabólica y la tasa de aclaramiento en las diferentes temperaturas

experimentales

14

JUSTIFICACIÓN

Aunque se han realizado numerosas investigaciones referentes aArgopecten ventricosus

se cuenta con muy poca información sobre características de tipo genØtico y fisiológico las cuales

resultan en un conocimiento fundamental durante la implementación de programas de

mejoramiento genØtico Dichos programas pretenden obtener un mejor rendimiento en el cultivo

es decir obtener la talla comercial en un menor tiempo

En este contexto es importante conocer si un mayor grado de heterocigosidad ofrece alguna

ventaja lo cual se haría aparente al observar diferencias entre la cruza y los progenitores debido

a la mayor heterocigosidad esperada en las cruzas así como al observar diferencias entre las líneas

endogÆmicas y sus controles

Una forma de conocer esto es a travØs de la evaluación de las características fisiológicas

tales como tasa activa tasa estÆndar tendencia del marco de actividad y tasa de aclaramiento en

grupos genØticos diferentes ya que estas nos pueden seæalar indirectamente la capacidad

energØtica de los organismos Bayne 1973 lo cual pudiera interpretarse como una consecuencia

del grado de heterocigosidad en esos grupos genØticos

15

OBJETIVOS

Evaluando la tasa activa tasa estÆndar y tasa de aclaramiento en juveniles de almeja catarina

Argopecten ventricosus Sowerby 1835 provenientes de distintos grupos genØticos poblaciones

y cruza lineas endogÆmicas y sus grupos control se pretende conocer

1 Si poblaciones con un origen geogrÆfico distinto presentan diferencias en su tasa

activa tasa estÆndar y en la tendencia del marco de actividad

2 Si la cruza producida con las dos poblaciones anteriores que se espera tenga un

grado de heterocigosidad mayor que las poblaciones presenta diferencias con

las poblaciones en su tasa activa tasa estÆndar y en la tendencia del marco de

actividad

3 Si existen diferencias en tasas metabólicas entre las temperaturas de 220C y 280C

4 Si las líneas endogÆmicas presentan diferencias con sus grupos control en su tasa

activa y tasa estÆndar

5 Si la homocigosidad inducida por la autofecundación resulta en una menor

tendencia del marco de actividad

17

METODOLOG˝A

18

1 Producción de grupos experimentales

Obtención de las Poblaciones y la Cruza

Para la realización del presente trabajo se procedió a obtener como primera instancia grupos

genØticos distintos partiendo de dos poblaciones las cuales se encuentran geogrÆficamente

aisladas la población de Bahía Magdalena ubicada en el OcØano Pacífico y la población de

Bahía Concepción localizada en el Golfo de California Cada una de estas localidades cuenta con

un rØgimen climÆtico muy distinto por lo que se sabe que existe una diferenciación y son

poblaciones genØticamente diferentes Cruz et al 1998 Fig 1

32N

Oceano

Pacffico

iN

2201170 1 Q90W

Figura 1 Ubicación geogrÆfica de las dos poblaciones evaluadas en la Península de Baja

California Sur

19

La obtención del grupo M población de Bahía Magdalena se llevó a cabo mediante la

colecta de reproductores de dicha zona por medio de buceo autónomo los cuales fueron

trasladados en medio hœmedo y con aireación continua al laboratorio en donde se mantuvieron

en agua marina filtrada a 1um a una temperatura de 21o

C a una salinidad de 38 ppm Se

alimentaron con Isochrysis galbana a una ración diaria de 300 000 celorg racionando esta

cantidad en dos porciones de 150 000 celorg por la maæana y 150 000 al atardecer De estos

organismos se seleccionaron 32 individuos por su madurez gonadal y se indujeron al desove 0 5

rol de serotonina al 0 5 rnM Dicho desove se realizó colocando todos los reproductores en una

misma tina con capacidad de 1500 litros conteniendo agua marina filtrada en serie de 10 5 Y 1um

y tratada con luz ultravioleta Fue aquí donde se efectuó la expulsión de óvulos y esperma y

posteriormente la fecundación Los organismos obtenidos en dicho desove se mantuvieron en

laboratorio hasta su etapa de semilla 1 1 rnm y posteriormente se trasladaron al medio natural

Fig 2 Izquierda El grupo C por su parte se obtuvo con la colecta de reproductores en Bahía

Concepción utilizando la misma metodología tanto para la captura traslado y reproducción que

para el grupo M Fig 2 Derecha Por otro lado la cruza F1 se produjo utilizando esperma de

reproductores de Bahía Concepción y óvulos de almeja catarina de Bahía Magdalena bajo las

mismas condiciones que las mencionadas anteriormente para las poblaciones Fig 2 Centro

Obtención de las líneas endogÆmicas y sus respectivos grupos control

Las líneas endogÆmicas se produjeron mediante la inducción al desove 0 5 mI serotonina

1M de individuos silvestres proveniente de Rancho Bueno En el caso de la línea ERBM esta

se produjo mezclando larvas producidas individualmente por autofecundación en 3 organismos

silvestres La línea ERB18 fue producto de 1 solo organismo silvestre autofecundado Para ambos

casos se colocó a cada organismo individualmente en un tambo con capacidad de 200 litros de

fondo plano con agua marina filtrada en serie de 10 5 Y 1um y tratada con luz ultravioleta a fin

de que se liberaran tanto los gametos masculinos como femeninos y de esta manera se pudiera

llevar a cabo la autofecundación Fig 3 Los individuos endogÆmicos resultantes permanecieron

20

Reproductores de Babia Magdalena Reproductores de Bahia Concepción

lilf fI Þ ł 11t v

l Jl ˛tm1Øß 0J JCI0

1Acondicionamientomadw ación Acondicionamientomaduraciónyselección de24 reproductoreayselección de24reproductorea porsumadurez gonadaJ por sumadw ez

gonadaJ II16almejas deBahía Magdalena 16 almejas deBahía

ConcepciónTll Ide lSOØ L JTll I de lSOO L1Esperma de8almejas deBCyovu osde8almejas de

BM Producción de Grupo Producción deGrupo

MJ

c n de lS0O

LProducción deCruza FI

CM Figura 2Obtención degrupos experimentales con cada una de lasdos

poblaciones Magdalenay Concepción así como la cruza F lCM

entreellas

1l

en laboratorio hasta alcanzar la talla de semilla y posteriormente se trasladaron al campm pma

continuar con la fase de crecimiento durante un periodo de 2 meses

IX lf I

J

n if

J

OVULOS y

ESPERMA

OVULOS y

ESPERMA

IXl i I

X Ì x JJI JI

OVULOS y

ESPERMA

OVULOS y

ESPERMA

AUTOFECUNDACIÓN AUTOFECUNDACIÓN CADA ALMEJA

ProgenieEndogÆmica

F 6 5

PmgmueEndngœmJl1l

F U 5

LINEA ENDOG`MICAERB 18

Figura 3

I

II

iii 1c1ilîIi t f

ft l

i íw

Progtlll˝lEndDgmD1ÌIJl

F O5

ProgllnleEndDgœmu a

F U 5

ME7fCLA E

LlN˘ASElQIIGM̀TCA S

EIBM

Conformacirirn aæ fineasenalIDgÆmi cas EItBl y ElltSM

2 9

22

Para cada línea endogÆmica se obtuvo paralelamente un grupo control llamado control M

para la línea proveniente de la mezcla de organismos endogÆmicos y un segundo grupo control

18 para la línea ERB 18 Cada uno de los grupos controles se obtuvieron como resultado de la

fecundación cruzada entre al menos 20 reproductores silvestres provenientes de Rancho Bueno

los cuales fueron colocados para un desove en masa en una tina de 1500 litros con agua marina

filtrada en serie de 10 5 Y lumy tratada con luz ultravioleta Una vez alcanzada la talla de semilla

se procedió al traslado de Østas al medio natural bajo las mismas condiciones empleadas para los

grupos con las líneas endogÆmicas ERBM y ERB 18

2 Aclimatación

Para el desempeæo del trabajo experimental los orgamsmos fueron trasladados al

laboratorio en medio hœmedo y aireación continua hasta su llegada Para cada grupo genØtico se

instalaron cubetas plÆsticas con 19 litros de capacidad con aireación agua marina con una

salinidad de 37 ppm a una temperatura de 19 oC alimentÆndolos con raciones diarias de 300 00

ceVm1 dividida en dos porciones de 150 000 ceVrnl de Isochrysis galbana y la limpieza de heces

y recambios parciales del 50 de agua bajo la misma condiciones se realizó de manera cotidiana

La aclimatación a temperatura de 220 y 28 oC se llevó a cabo paulatinamente manteniendo

constantes los parÆmetros restantes Posteriormente se da la oportunidad a los organismos de

restablecer su tasa de alimentación y actividad normal Sin embargo este esquema no se pudo

llevar a cabo satisfactoriamente debido a una falla en el sistema de regulación tØrmico el cual no

sólo provocó la interrupción del proceso de aclimatación sino que ademÆs indujo el desove de

los organismos Debido a esto se procedió a colocar a los organismos nuevamente bajo

condiciones de aclimatación buscando que primero se recuperaran del gasto energØtico asociado

con el desove Esta aclimatación se prolongó durante 4 meses

23

3 Respiración

Determinación del tamaæo de muestra y tiempo de incubación

El tiempo de incubación empleado se determinó incubando organismos a 30 minutos 1

y 2 horas alas temperaturas experimentales de 22 y 28oC Por otro lado se realizaron pruebas con

3 y 5 organismos dentro de las botellas a fin de comprobar que no hubiera variaciones en las

determinaciones por el nœmero de organismos empleados De acuerdo a los resultados se

seleccionó el tiempo y nœmero de organismos en el que la tasa respiratoria permanece constante

Detenninación de la tasa respiratoria

La obtención de la tasa respiratoria en los diferentes grupos genØticos generados se llevó

a cabo de manera indirecta mediante la medición de la diferencia en la concentración de

oxígeno disuelto antes y despuØs de un período de incubación en una botella de tipo DBO

Demanda Bioquímica de Oxígeno Para la experimentación con los organismos se filtró

agua marina a 37 ppm de salinidad empleando filtros de 0 7 um El agua fue aireada en

recipientes de 19 litros hasta obtener un nivel de saturación del 100 Y con dicha agua se

llenaron las botellas DBO en las cuales se encontraban contenidos los organismos para

experimentación Las cÆmaras de incubación son llenadas mediante una manguera a manera

de sifón evitando el burbujeo y la turbulencia dejando derramar dos veces el volumen de

la botella y permitiendo una homogeneización del oxígeno disuelto dentro de la misma Una

vez conseguido esto la botella se cierra y se coloca en un baæo termorregulado a la

temperatura experimental iniciando así la incubación Para cada condición experimental se

trabajaron 3 rØplicas y un blanco sin organismos que es tomado como referencia

Terminado el tiempo de incubación cada botella es abierta de manera inmediata y se

sifonØa agua de la botella en tubos de prueba de 7 mI los cuales son sellados con un tapón

esmerilado La fijación de las muestras se realizó de acuerdo a la modificación del mØtodo

24

hecha por Maeda 1985 Y a una modificación a la titulación fotomØtrica implementada por Bryan

et al 1976 donde los cambios de color son observados a travØs de una pantalla hasta conseguir

el punto de extinción Fig 4

0CaweItidcr ttgbI 8dOr

OeIllCtor dekIZ

Figura 4 Versión miniaturizada del titulador de Bryan et al 1976 para la

detenninación de oxígeno disuelto en agua marina Maeda Martinez1985 Tomado de Sicard 1999

25

Obtención de la tasa metabólica activa y estÆndar

La tasa activa TA se estimó en organismos de 10 meses de edad aclimatados a 22 y

280C previamente alimentados con Isochrysis galbana 150 000 celml durante 30 mino

Como característica previa a la metodología descrita antes para estos fines los organismos

deben ser aclimatados para las determinaciones bajo las mismas condiciones a que fueron

expuestas con anterioridad Ya aclimatados los orgaIÚsmos y asumiendo que son

alimentados diariamente se puede proceder a determinar el consumo de oxígeno para cada

grupo obteniendo de esta manera la tasa activa TA Posteriormente los organismos se

sometieron a condiciones de ayuno durante 10 días y llegado el dØcimo día se determinó el

consumo de oxígeno con el fin de obtener la tasa estÆndar a este tiempo

AnÆlisis estadístico de las tasas metabólicas

Los datos obteIÚdos para ambas tasas metabólicas de las poblaciones y su cruza así

como de las líneas endogÆmicas y sus controles fueron calculadas por organismo Los datos

se procesaron por medio de un anÆlisis de variancia y las medias se compararon con una

prueba de Tukey HSD En el caso de las poblaciones y su cruza el modelo fue bifactorial para

determinar si existían diferencias significativas o no entre los grupos a las dos temperaturas

experimentales El modelo lineal utilizado fue

Yijk u Gi Tj Gi Tj eïjk

Donde

Yijk Tasa activa del grupo genØtico G a la temperatura T

u Media constante

26

Gi Efecto del grupo genØtico sobre la tasa activa i 1 2 3

Tj Efecto de la temperatura sobre Tasa activa Û 1 2

Gi Tj Interacción entre grupo genØtico y temperatura

eijk Error observacional k 1 23

En el caso de las líneas endogÆmicas y sus controles el modelo utilizado fue unifactorial ya

que solo se llevaron a cabo determinaciones a una temperatura

Yik u Gi eik

Determinación de la tendencia del marco de actividad

El marco de actividad se obtuvo segœn el mØtodo descrito por Thompson Bayne1974 el cual define al marco de actividad como la diferencia en tasa activa y tasa estÆndar

MA TA TE

Donde

MA Marco de Actividad

TA Tasa activa

TE Tasa estÆndar

4 Aclaramiento

Determinación del tamaæo de muestra

Con el fin de encontrar el tiempo óptimo de incubación así como el tamaæo de muestra

se realizaron diferentes pruebas con 5 y 3 organismos al 2 y 3 horas a 22oe y 28 oe que son

las temperaturas con las cuales se estaba experimentando Cada condición fue analizada para

27

determinar el nœmero de organismos y el tiempo de incubación en el cual se mantiene estable el

sistema y que representa el tamaæo de muestra y el tiempo de incubación adecuado para

realizar los experimentos subsecuentes

Determinación de la tasa de aclaramiento

La determinación de la tasa de aclaramiento se obtuvo mediante la implementación de un

sistema similar al empleado por Gallager Mann 1980 Este sistema se basa en el mØtodo

Winter 1960 el cual consiste en el mantenimiento de un medio con partículas bajo

concentración constante Esto se logra por medio de una bomba peristÆltica la cual inyecta

alimento de reposición a medida que los organismos filtran El monitorØo de las microalgas se

realizó por medio de un fluorímetro el cual se encuentra conectado a un convertidor analógico

digital que transforma las unidades de fluorescencia en unidades de voltaje y las transmite a un

sistema de control IBM Dicho equipo cuenta con un paquete computacional que permite llevar

a cabo el monitoreo de microalgas manteniendo cierto nivel de concentración indicado al iniciar

el programa Si la concentración de cØlulas baja el equipo manda la seæal hacia el sistema de

control el cual enciende la bomba peristÆltica que repone el alimento en la cÆmara en la que se

encuentran los organismos Conociendo los tiempos de encendido de la bomba que son

almacenados en un archivo el flujo y la concentración del alimento en la cÆmara así como la

concentración de alimento de reposición es posible determinar la tasa de aclaramiento Gallager

et al 1980 Fig 5

Para cada uno de los experimentos se empleó agua marina filtrada hasta 0 7 11m y una

concentración de microalgas de 150 000 celrnl a la temperatura experimental La temperatura

es mantenida por medio de un baæo termorregulado el cual contiene la cÆmara de incubación

Los datos almacenados en el sistema control son capturados y procesados por medio de un

programa macro que proporciona la tasa de aclaramiento CR por organismo a partir del

siguiente supuesto

28

Re levador de

estado sólido

on off lMleo mputadora

Convertidor

analógico digital

tIII

Aire11IIIIII

FluorómetroAire1

Bomba

peristÆltica 1

Malla plÆstica

Celda de flujocontínuo

Alimento de

reposiciónBaæo

termoregulado

Figura 5 Versión computarizada del sistema empleado para la determinación de tasa

de ingestión y aclaramiento Winter 1973 Gallager y Mann 1980

29

CRTasa de Ingestión Medio de Incubación

Donde la tasa de ingestión TI por organismo se define como

TI VAl Alimento de Reposición N

en donde

TI Tasa de Ingestión

VAl Volumen de alimento inyectado

Alimento de Reposición Concentración de alimento de reposición

N nœmero de organismos

El volumen de alimento inyectado VAl se obtiene de la siguiente ecuación

VAl te Q 200

en donde

te tiempo de encendido

Q flujo

AnÆlisis estadístico de la tasa de aclaramiento

Los datos de las tasas de aclaramiento tambiØn se sometieron a un anÆlisis de variancia y una

prueba de Tukey HSD para de esta manera determinar si existían diferencias significativas o no

entre los grupos y entre las temperaturas Se utilizó el mismo modelo lineal que fue descrito para

las tasas metabólicas para cada grupo experimental Para las poblaciones y la cruza este modelo

fue

YijkU Gi Tj Gi Tj eijk

Donde

Yijk Tasa de aclaramiento del grupo genØtico G i a la temperatura T

u Media constante

Gi Efecto del grupo genØtico sobre la tasa de aclaramiento i 1 23

Tj Efecto de la temperatura sobre Tasa de aclaramiento Ú 1 2

Gi Tj Interacción entre grupo genØtico y temperatura

eijk Error observacional k 1 2 3

Para las líneas endogÆmicas y sus controles el modelo unifactorial fue

y ik U Gi eik

Donde

Yik Tasa de aclaramiento del grupo genØtico G i

Gi Efecto del grupo genØtico sobre la tasa de aclaramiento i 1 2

30

RESULTADOS

31

I

32

1 Respiración

11 Poblaciones y Cruza1

Se obtuvo un tamaæo de muestra de 3 organismos por botella con un tiempo de incubación de 30

minutos para todos los grupos bajo las dos temperaturas experimentales 22 y 280C

11 1 Tasa activa TA a 2rC y 280C

En los datos obtenidos para la TA estimada posteriormente a un largo periodo de aclimatación

a cada temperatura no hubo diferencias estadísticamente significativas entre grupos P 0 66

ni entre temperaturas P 0 35 a pesar de observarse una TA a 280C un poco mas alta que a

220C para todos los grupos En cuanto a tendencias se observó que la población de M a220C

presenta una TA mÆs alta que la de la población C y F 1 a 220C siendo la cruza la que presentó

la tasa activa mÆs baja Porotro lado en el caso de la TA a280C se observó que la población de

C presentó una TA mayor y la cruza Fl nuevamente presentó el valor mÆs bajo Tabla 1

Tabla 1 Medias obtenidas por organismo de la tasa activa a 22 y 280Cde la cruza FI y las poblaciones M y C

GRUPO Tasa activa a 220C

mi 02lorghrTasa activa a 280C

mi 02lorghr

M 0 2386 a 0 2531 a

Fl 0 2094 a 0 2358 a

e 0 2312 a 02570 a

Medías con la misma letra no son estadísticamente diferentes pO 05

112 Tasa estÆndar Te a 220C ya 28 oC

Para la tasa estÆndar se observaron diferencias significativas en consumo de oxígeno entre las dos

33

temperaturas P 0 003 observando se un mayor consumo a la mayor temperatura No se

observaron diferencias significativas entre los grupos genØticos evaluados P 0 93 Los

resultados se muestran en la Tabla 2

Tabla 2 Medias obtenidas por organismo de la tasa estÆndara 22 y 280C de la cruza y las poblaciones

GRUPO Tasa estÆndar a 220C

mi 02lorglbrTasa estÆn dar a 280C

mi 02lorglhr

M 0 1451 a 0 2069 b

Fl 0 1409 a 0 2100 b

C 0 1433 a 0 2188 b

Medias con la misma letra noson estadísticamente diferentes pO 05

12 Lineas EndogÆmicas y Controles

Se obtuvo un tamaæo de muestra de 3 organismos por botella con un tiempo de incubación de

30 minutos para todos los grupos bajo una sola temperatura experimental 220C

12 1a Tasa activa TA de la linea endogÆmica ERB18 y su grupo control

Control 18

No se observaron diferencias significativas entre la tasa activa de la linea endogÆmica y su grupo

control P 0 051En cuanto a la tendencia observada la tasa activa de la linea endogÆmica fue

un poco mayor que la tasa activa de su grupo control no endogÆmico Tabla 3

34

Tabla 3 Medias por organismo de la tasa activa para el grupoendogÆmicos ERB18 y su control 18

GRUPO Tasa activa a 22 oCmi 02 orghr

ERBl8

Control 18

0 1765 a

0 1573 a

Medias con la misma letra no son estadísticamente diferentes pO 05

12 1b Tasa activa TA del grupo endogÆmico ERBM y su grupo control M

No se observaron diferencias estadisticamente significativas en la TA del grupo endogÆmico y su

control no endogÆmico P 0 08 En este caso se observó una tendencia inversa en donde el

grupo control M presentó una TA mayor que el grupo endogÆmico ERBM Tabla 4

Tabla 4 Medias por organismo de la tasa activa para el grupoendogÆmico ERBM y su grupo control M

GRUPO Tasa activa a 22 oC

mI 02 orghr

ERBM

Control M

0 1833 a

02116 a

Medias con la misma letrano son estadísticamente diferentes pO 05

12 2 a Tasa estÆndar TE por organismo de la linea endogÆmica ERBI8 y su

grupo Control 18

35

La tasa estÆndar entre el grupo endogÆmico y su control no endogÆmico fueron significativamente

diferentes P 0 000 siendo la tasa estÆndar del grupo endogÆmico ERB18 mayor que la tasa

estÆndar estimada para su grupo control no endogÆmico Tabla 5

Tabla 5 Medias por organismo de la tasa estÆndar para el grupo

endogÆmico ERB 18 Y su grupo control 18

GRUPO Tasa estÆndar

mi 02 orghr

ERB18

CONTROL 18

0 1514 a

0 0699 b

Medias con la misma letra no son estadísticamente diferentes pO 05

12 2 b Tasa estÆndar TE del grupo ERBM y el grupo control M

Al igual que en el caso anterior se observaron diferencias estadísticamente significativas entre el

grupo endogÆmico y su control no endogÆmico P 0 000 La tasa estÆndar del grupo

endogÆmico fue mayor que la de su control no endogÆmico Tabla 6

Tabla 6 Medias por organismo de la tasa estÆndar para el grupoendogÆmico ERBM y su grupo control M

GRUPO Tasa estÆn dar

mi 02 orgbr

ERBM

CONTROL M

0 1482 a

0 1007 b

Medias con la misma letra no son estadísticamente diferentes pO 05

36

2 Marco de Actividad

2 1 Poblaciones y Cruza a 220C y 280C

El marco de actividad resultante de las dos tasas activa y estÆndar para cada grupo genØtico se

puede ver en la tabla 7

Tabla 7 Marco de actividad de las poblaciones y cruza a 220C

GRUPO

Tendencia del marco

de actividad

220C

M

Fl

C

0 935

0 685

0 879

En el caso de la evaluación a 280C el marco de actividad resultante de las dos tasas se puede

observar en la tabla 8 En forma general el marco de actividad a 280C fue menor que el

observado a 220C Tabla 8

Tabla 8 Marco de actividad de las poblaciones y cruza a 280C

M

Fl

C

Tendencia del marco

de actividad

280C

0463

0 259

0 382

GRUPO

37

2 2 Lineas EndogÆmicas y Controles

2 2 a Linea endogÆmica ERB18 y su grupo Control 18

Con respecto a los grupos endogÆmicos y sus controles la tendencia del marco de actividad

indica que el grupo endogÆmico ERB 18 presenta un menor marco de actividad que su grupo

control como se puede ver en la tabla 9

Tabla 9 Marco de actividad de 1 grupo ERB18 y su control 18 a 220C

GRUPO

Tendencia del marco

de actividad220C

0 258

0 874

ERB18

Control 18

2 2 b Grupo endogÆmico ERBM y su grupo Control M

En lo concerniente a la tendencia del marco de actividad en este segundo experimento con

grupos endogÆmicos el grupo endogÆmico ERBM presentó un menor marco de actividad que el

obtenido por su grupo control M como se puede apreciar en la tabla 10t

Tabla 10 Marco de actividad del grupo ERBM y su control M a 220C

GRUPO

Tendencia del marco

de actividad220C

ERBM

Control M

0 350

0 1108

38

3 Tasa de Aclaramiento

3 1 Poblaciones y Cruza a 220C y 280C

El tamaæo de muestra obtenido mediante la experimentación fue de 3 organismos por cÆmara en

cada experimento durante 2 horas de experimentación

En esta tasa no se observaron diferencias significativas entre grupos P 0 09 debido a la gran

variación en consumo durante la hora de evaluación Tampoco se obtuvieron diferencias

significativas entre tasa de aclaramiento a las dos temperaturas evaluadas P 0 60 Por otro lado

en cuanto a tendencias se observó que el grupo M presentó el valor mÆs alto a 220C seguido

cercanamente por la cruza F1 mientras que el grupo C presentó la menor tasa de aclaramiento a

esta temperatura En el caso de las evaluaciones a 280C el mayor valor obtenido fue el grupo F1

con una tasa de aclaramiento 1 5 mayor que la observada a 220C pero en el caso de la población

C la tasa de aclaramiento fue 15 menor que a 220C En el caso de la población M no se registró

ningœn consumo durante la hora de evaluación a280C Tabla 11

Tabla I 1 Medias obtenidas por organismo de la tasa de aclaramiento

a 22 y 280 C de la cruza Fl y las poblaciones M y C

GRUPO Tasa de aclaramiento a

220C acUorg hr

Tasa de aclaramiento a

280C acUorWhr

M

Fl

e

3 6687 a

3 0041 a

13677 a

0 00000 a

5 28813 a

0 88386 a

Medias con la misma letra no son estadísticamente diferentes p 0 05

39

3 2 Lineas EndogÆmicas y Controles

3 2 a Linea endogÆmica ERBI8 y su grupo control 18 a 220C

En este caso la tasa de aclaramiento fue significativamente mayor para el grupo control 18 que

para el grupo endogÆmico ERB18 Tabla 12

Tabla 12 Medias por organismo de la tasa de aclaramiento para el grupo

endogÆmico ERB18 y su grupo control 18

GRUPO Tasa de aclaramientoacl or hr

ERBl8

Control 18

1 8272 a

2 7403 b

Medias con la misma letra no son estadísticamente diferentes p O 05

3 2 b Grupo endogÆmico ERBM y su grupo Control M a 220C

La tasa de aclaraIlÚento para estos grupos se observó muy homogØnea entre el grupo endogÆmico

ERBM y su grupo control no habiendose observado diferencias estadísticamente significativas

Tabla 13

Tabla 13 Medias por organismo de la tasa de aclaramiento para el grupo

endogÆmico ERBM y su grupo control M

GRUPO Tasa de aclaramiento

acl or hr

ERBM

Control M

4 3578 a

44685 a

Medias con la misma letra no son estadísticamente diferentes p 0 05

40

DISCUSIÓN

41

En el presente trabajo se buscó tanto el lograr un incremento en la heterocigosidad en la

almeja catarina Argopecten ventricosus mediante la cruza de organismos provenientes de

poblaciones aisladas como el lograr un decremento en heterocigosidad con la producción de

líneas endogÆmicas Nos avocaremos primero a discutir los resultados obtenidos con las

poblaciones y su cruza y posteriormente los obtenidos con las líneas endogÆmicas

POBLACIONES Y SU CRUZA

Es importante seæalar que las dos poblaciones utilizadas para la producción de la cruza Fl

son poblaciones adaptadas a diferentes condiciones ambientales Por ejemplo la población de

Bahía Magdalena BM estÆ sometida a una temperatura anual promedio 22 OC menor que la

que afecta a la población de Bahía Concepción BC 24 9 oc Cruz HernÆndez 1997 Así

mismo BM es un cuerpo de agua que presenta menos variaciones extremas ya que se encuentra

conectada en su parte central con el OcØano Pacífico abierto a travØs de una boca ancha de 38

m de profundidad AlvarØz Borrego et al 1975 En cambio Bahía Concepción es un cuerpo de

agua influenciado por las condiciones que se presentan en el Golfo de California donde existen

pronunciadas diferencias estacionales en las temperaturas de aguas superficiales Dawson 1994

Pacheco Ru˝z et al 1992 Sólo para el aæo de 1990 Mateo Cid et al 1993 reportan que la

temperatura media superficial del agua en BC osciló entre 17 50C en invierno y 34 80C en el

verano coincidiendo esta œltima con la temperatura superficial mÆxima registrada por varios

autores durante el periodo de 1988 a 1994 Bojórquez VerÆstica 1997 Lechuga DevØze etal

en revisión

Dadas esas condiciones ambientales tan diferentes así como el aislamiento geogrÆfico que

existe entre estas dos poblaciones resultado de la misma península actuando como una barrera

42

al intercambio gamØtico en el presente trabajo se partió con el supuesto de que la población de

Magdalena y la población de Concepción eran poblaciones genØticamente distintas por lo que

se esperaría que la progenie producida por cruzamiento entre esas poblaciones se caracterizara

por una mayor variabilidad genØtica que los progenitores De hecho ha sido demostrado que

estas dos poblaciones son diferentes en las adaptaciones que presentan para crecer y sobrevivir

en esos dos medios ambientes pero la cruza no manifestó ninguna superioridad a las poblaciones

Cruz et al 1998

La interpretación de una falta de diferencias en las tasas respiratorias evaluadas para las

poblaciones y su cruza no es simple debido a que parece contradecir observaciones previas al

presente estudio Evidencias logradas en los œltimos 20 aæos han mostrado que la tasa de

crecimiento de diversas especies se encuentra positivamente correlacionada con su grado de

heterocigosidad y que la tasa metabólica se encuentra negativamente correlacionada con la

heterocigosidad Particularmente en moluscos bivalvos la correlación crecimiento

heterocigosidad se ha encontrado en distintas especies como Crassostrea virginica Singh

Zourus 1978 Zourus et al 1980 Koehn Shumway 1982 Crassostrea gigas Fujio 1982

Mulinia laterais Garton et al 1984 Macoma baItica Green et al 1983 Mytilus eduis

Koehn Gaffuey 1984 Diehl Koehn 1985 Hawkins et al 1989 y Dreissenapolymorpha

Garton Haag 1991 Se han postulado los mecanismos fisiológicos involucrados por los cuales

se cree que los organismos heterocigóticos obtienen mayores tasas de crecimiento Koehn

Shumway 1982 Diehl et al 1986 Koehn Bayne 1989 se piensa que las diferencias

individuales en el crecimiento derivan de las diferencias en el balance de energía Koehn Bayne

1989 De acuerdo con la ecuación de balance energØtico propuesta por Winberg 1956 P C

R F U 1 bajo condiciones de ayuno la tasa metabólica estÆndar representa la mínima energía

disponible para mantener las funciones vitales del organismo por lo que un decremento en el

costo respiratorio basal R indica mayor eficiencia metabólica e implica segœn Warren Davis

1967 un incremento de la energía neta disponible para crecimiento y reproducción de tal manera

I Donde P representa la energía neta asinølada o energía libre e la cantidad de alimento consunødo y F U

Y R representan las pØrdidas de energía a travØs de heces desechos nitrogenados y respiración respectivamente

43

que P R U A esta ecuación reducida se le conoce como marco de crecimiento Diehl et

al 1986 Esta hipótesis es apoyada por observaciones en las cuales la tasa metabólica estÆndar

se correlacionó negativamente con el grado de heterocigosidad de los organismos como en el

ostión Crassostrea virginica Koehn Shumway 1982 el caracol Thais haemastoma Garton

1984 el mejillónMytilusedulis Diehl et al 1985 y la salamandra Ambystoma tigrinum datos

nopublicados citados en Mitton Grant 1984 Al mismo tiempo en estos organismos el grado

de heterocigosidad secorrelacionó positivamente con el crecimiento a excepción de T

haemastoma

Así como existen estudios que apoyan la hipótesis de una correlación entre el grado de

heterocigosidad y la eficiencia fisiológica y el crecimiento tambiØn existen otros estudios que no

parecen apoyar esa hipótesis completamente aœn en ensayos realizados en una misma especie

como el de Diehl et al 1986 en Mytilus edulis Volckert Zouros 1989 en Placopecten

magellanicus Foltz Shumway Crisp 1993 en Littorina littorea Mientras que estos autores

encontraron una correlación negativa entre heterocigosidad y tasas metabólicas no encontraron

relación alguna entre heterocigosidad y crecimiento

Los resultados contradictorios observados a la fecha han llevado a considerar y discutir

ampliamente por varios autores una serie de factores o circunstancias que pueden operar contra

la relación heterocigosidad y crecimiento Gaffuey Scott 1984 Diehl et al 1986 Koehn et al

1988 En tØrminos g nerales la demostración de que existe una correlación entre la

heterocigosidad crecimiento y metabolismo estÆndar parece depender de varios factores como

son los etøistados a continuación a Laestructura genØtica de la población Gaffuey Scott

1984 b La edad a la cual se lleva a cabo la determinación de tasas metabólicas Dado que

el presupuesto energØtico de los organismos se modifica a lo largo de su desarrollo durante el

periodo reproductivo las diferencias genØticas y metabólicas se verían modificadas al destinarse

una buena parte de la energía libre marco de actividad al desarrollo gonadal Esto sugiere que

este tipo de estudios se lleven a cabo en organismos reproductivamente inmaduros Diehl et al

1986 c La ocurrencia de una mortalidad selectiva por tallas ya que es posible que bajo

44

ciertas condiciones la selección este operando sobre individuos de ciertas características

Dependiendo del periodo experimental no es raro pensar que ocurra una mortalidad diferencial

por tallas lo cual puede traer como consecuencia falsas apreciaciones Diehl Koehn 1985

Dieh1 et al 1986 Hawkins y Bayne 1991 d La variedad de variables metabólicas que

influencian la tasa de consumo de oxígeno Aquí se pueden considerar aquellos factores que

influyen en el metabolismo de los organismos así como las respuestas compensatorias a estos

Kohen Gaffuey 1984 Diehl et al 1986 e Condiciones de estrØs presentes cuando se

lleven a cabo las evaluaciones Se ha observado que el efecto de heterocigosidad en crecimiento

Diehl et al 1986 Green etal 1983 Ledig Garies Bonefeld 1983 y en la tasa respiratoria

Kohen Shumway 1982 es mas evidente en poblaciones sujetas a estrØs fisiológico Las

respuestas a dicho estrØs son dinÆmicas y pueden desarrollarse ajustes tales como respuestas

compensatorias homeostÆticas que pueden ser metabólicamente costosas

Considerando los factores anteriores en el presente estudio es posible que el incremento de

heterocigosidad inducido en la cruza no tuviera una contribución adicional al metabolismo

individual de los organismos por varias razones 1 la etapa de desarrollo reproductivo en la cual

el trabajo fue realizado lo cual pudo tener un costo energØtico adicional metabólico que evitara

mostrar las diferencias entre los grupos manejados 2 la ocurrencia de una respuesta

compensatoria irreversibles ante un prolongado proceso de aclimatación tØrmica enmascarando

las diferencias genØticas y 3 la ocurrencia de una mortalidad selectiva durante el periodo de

aclimatación tØrmica de los grupos

Contrario a lo realizado en el presente trabajo en muchos trabajos la respuesta de los

organismos es evaluada bajo condiciones controladas de laboratorio posterior a un periodo corto

de adaptación previa la cual puede ser de unas cuantas horas hasta varios días y la respuesta es

conocido como respuesta aguda Cuando las respuestas son evaluadas despuØs de un periodo

relativamente largo de acondicionamiento que puede durar de días a semanas o inclusive meses

se tiene un proceso de aclimatación o respuesta a largo plazo Hombach 1992 En el presente

trabajo se pretendía lograr un esquema de aclimatación incrementando paulatinamente la

45

temperatura hasta alcanzar el nivel deseado 22 y 280C Posteriormente se daría la oportunidad

a los organismos para reponer la tasa de alimentación y actividad normal todo esto en un tiempo

relativamente corto de entre 2 4 semanas Sin embargo este esquema no fue logrado con Øxito

debido a que una falla en el sistema de regulación tØrmica provocó no sólo la interrupción del

proceso de aclimatación sino tambiØn la liberación de gametos Se sabe que la presencia de

gametos puede imponer una gran dependencia de la tasa metabólica por los cambios de

temperatura Bayne et al 1973 Estas observaciones han sido confirmadas por Barber Blake

1985 y Bricelj et aL 1987 quienes observaron en Argopecten irradians un decremento en el

consumo de oxígeno posterior a un periodo de desove Aunado al cambio en consumo de

oxígeno Iglesias Navarro 1991 encontró que Cerastoderma edule requiere de un periodo de

por lo menos tres meses posterior al desove para restablecer su tasa respiratoria El descenso

observado en la tasa respiratoria ha sido interpretado por Bayne et al 1983 como una forma de

ahorro energØtico necesario para otros procesos metabólicos En el presente estudio despuØs de

ocurrido el desove y en base a estos antecedentes una vez que los organismos comenzaron a

restablecer su actividad se reinició el proceso de aclimatación incrementando la temperatura con

cambios mÆs discretos Posteriormente se pennitió que los organismos restablecieran sus reservas

energØticas por un periodo prolongado para posteriormente llevar a cabo las evaluaciones de tasas

metabólicas La evaluación de la tasa activa se realizó al cabo de un periodo total de 10 meses

y una vez obtenida los organismos se sometieron a periodo de ayuno de 10 días al final del cual

se estimó la tasa estÆndar para cada grupo y temperatura experimental

En cuanto a la falta de diferencias en tasa activa entre las dos temperaturas evaluadas este

resultado tambiØn pareciera contradecir lo establecido por varios autores a la fecha Esto se debe

a que la temperatura es considerada como el factor mÆs importante que determina el nivel de

actividad en poiquilotermos Bayne 1976Los efectos de la temperatura sobre la tasa respiratoria

han sido ampliamente estudiados por diversos autores Bayne et al 1973 Widdows 1973

Shafee 1982 Barber Blake 1985 Koehn Bayne 1989 En pectínidos los efectos de la

temperatura sobre la tasa respiratoria se observaron inicialmente cuando en organismos de una

misma especie el consumo de oxígeno variaba segœn la latitud Spärck 1936 Shumway et al

46

1988 Por otro lado organismos de la misma especie de zonas distintas han mostrado tasas

respiratorias similares coincidentemente con temperaturas parecidas Spärck 1936 Bricelj y

Shumway 1991 Así mismo se ha observado que para Patinopecten yessoensis Argopecten

irradians y Placopecten magellanicus existen variaciones de la tasa respiratoria en relación a

la Øpoca del aæo y que estas variaciones en tasa respiratoria se pueden explicar casi en un 100

por los cambios de temperatura Fuji Hashizume 1974 Barber Blake 1985 Shumwayet al

1988 Particularmente en la misma especie con la cual se trabajó en esta tesis Argopecten

ventricosus Silva Loera 1986 encontró una variación directa respecto al efecto de la temperatura

10 30oC sobre el consumo de oxígeno al trabajar con organismos de diferentes tallas sin

aclimatación previa Así mismo Sicard 1999 estudió los efectos de la temperatura sobre el

metabolismo activo y estÆndar de organismos juveniles de esta misma especie encontrando una

relación directa en un intervalo de temperaturas de 12 a 280C

Sin embargo en el presente trabajo las observaciones hechas sobre tasa respiratoria fueron

realizadas bajo distintos esquemas de adaptación tØrmica que en estudios anteriores Se ha

observado que algunos pectínidos así como otros invertebrados litorales son capaces de

modificar sus tasas respiratorias en relación directa a los cambios de temperatura del medio

fenómeno conocido como compensación La compensación ha sido interpretada como una

estrategia de los organismos para permanecer relativamente independientes de las variaciones

ambientales provocadas por lo ciclos de mareas tales como la temperatura exposición al aire

periodos de ayuno etc Hombach 1991 Demers Guderley 1994 Los esquemas de

compensación para la tasa activa rutinaria y estÆndar fueron descritos claramente por Widdows

Bayne 1971 en Mytilus edulis En ellos se muestra como un aumento en temperatura se ve

acompaæado de un incremento en la tasa respiratoria a cualquier nivel activo rutinario y

estÆndar Posterior a un periodo de aclimatación el incremento observado en la tasa activa se ve

un poco diminuido fenómeno conocido como aclimatación parcial la disminución es mÆs

dramÆtica en la tasa rutinaria llegando a restablecerse la tasa original por lo que se llega a una

aclimatación total mientras que la tasa estÆndar una vez que se ha incrementado se observa una

clara tendencia a mantenerse constante esto es presentandose lo que se denomina como no

47

aclimatación para esta tasa Esto asemeja los resultados observados en el presente trabajo ya que

solo en el caso de la tasa estÆndar se observó un incremento a mayor temperatura

Los resultados observados en cuanto a la tasa de aclaramiento a pesar de no mostrar

diferencias significativas son interesantes en el siguiente contexto Los organismos derivados de

la población de Bahía Magdalena al parecer fueron afectados en mayor grado cuando se

mantuvieron en altas temperaturas resultando esto en el cierre de valvas y la falta de filtración

incluso durante la presencia de alimento Debido a la doble función que presenta la branquia de

los moluscos bivalvos se sabe que existe una relación directa entre la tasa metabólica y la tasa de

filtración o aclaramiento o ingestión Bayne et al 1985 Esto no fue observado en el presente

trabajo aunque es dificil establecer conclusiones en cuanto a tasa de aclaramiento debido a

problemas con el equipo de computo y al hecho de que solamente sobrevivió una replica de la

población de Magdalena mantenida a 280C

Por œltimo para los tres grupos genØticos se estimó una tendencia del marco de actividad

diferencia entre la tasa metabólica activa y tasa metabólica estÆndar En tØrminos generales los

resultados muestran una tendencia del marco de actividad a 280C a ser menor que a 220C y va

acorde con el hecho de haber observado un incremento en la tasa estÆndar a 280C Esta respuesta

del marco de actividad respecto a la temperatura es similar a la reportada para Crassostrea gigas

Le Gall Raillard 1988 Venerupis pullastra Albentosa et al 1994 y Ostrea edulis Beiras

et al 1994 donde se presentó un marco de actividad menor a temperaturas altas Particularmente

en juveniles de Argopecten ventricosus provenientes de una población de Bahía Magdalena

Sicard 1999 buscando el punto óptimo de temperatura determinó el marco de actividad a

diferentes temperaturas de 12 a 280C encontrando que este se reducía al incrementar la

temperatura Todos estos resultados sugieren que a temperaturas altas la almeja catarina cuanta

con menor energía libre disponible para realizar trabajo como movimiento crecimiento y

reproducción Estas observaciones se ven sustentadas ademÆs por el hecho de que en el presente

trabajo se encontró una mortalidad total mayor a los 280C como ya se mencionó específicamente

para los orgarusmos provenientes de Bahía Magdalena pero tambiØn para la cruza

48

Es interesante notar que mientras que el marco de actividad de la cruza F1 fue menor que el

de las poblaciones que la produjeron M y C y esto se observó tanto a 220C como a 280C la

reducción observada en el marco de actividad de 22 a 280C fue menor para la cruza que para las

dos poblaciones Esto es la reducción en marco de actividad a280C para la cruza fue de 25

mientras que la de las poblaciones fue de 55 Este hecho podría ser indicativo de una

superioridad en la cruza debida a mayor heterocigosidad en la misma resultando en un mejor

balance energØtico ante cambios ambientes no favorables Esto es bajo las condiciones de cambio

ambiental en el cual fueron sometidos dichos grupos la cruza parece haber presentado una mejor

capacidad de respuesta que las poblaciones Esto va acorde con la hipótesis que plantea que la

superioridad de los organismos heterocigotos se ve manifestada en mayor grado bajo condiciones

de estrØs Gentili Beaumont 1988

L˝NEAS ENDOG`MICAS

Una línea endogÆmica se caracteriza por presentar una baja heterocigosidad o puesto en otras

palabras por presentar una alta homocigosidad Las líneas endogÆmicas son generalmente

producidas por el apareamiento entre organismos estrechamente relacionados entre sí como por

ejemplo hermanos En el caso de la almeja catarina una especie que se caracteriza por ser

hennafrodita funcional esto es con gametos femeninos y masculinos presentes simultÆneamente

en un mismo organismo las líneas endogÆmicas pueden ser producidas por autofecundación La

autofecundación es la forma mas drÆstica de inducir endogamia esto es de reducir la

heterocigosidad Por ejemplo en promedio 50 de reducción en heterocigosidad es inducida

en una generación por autofecundación mientras que en el caso de apareamientos entre

hermanos solamente 25 de reducción en heterocigosidad es alcanzada por generación Los

efectos de la autofecundación o endogamia inducida en almeja catarina han sido estudiados por

Ibarra et al 1995 quienes reportaron que en larvas de Argopecten circularis la endogarnia

inducida por autofecundación resulta en un menor crecimiento y supervivencia En general se

piensa que este decremento en crecimiento y supervivencia esta asociado con un decremento en

49

la capacidad fisiológica de los organismos endogÆmicos por su elevada homocigosidad Falconer

1989 Por otro lado a la fecha no existen estudios que evalœen directamente el metabolismo de

organismos marinos endogÆmicos Esto es sorprendente dada la gran cantidad de estudios que

han tratado de establecer la existencia de una correlación entre tasa metabólica y heterocigosidad

Mientras que es cierto que diferentes grados de heterocigosidad pueden observarse en los

individuos que componen a las poblaciones naturales y esto ha sido el mØtodo preferencial para

evaluar la correlación entre tasa metabólica y heterocigosidad diferentes grados de

heterocigosidad pueden ser inducidos por apareamiento s controlados en organismos

En este trabajo basados en la misma hipótesis de la existencia de una correlación entre el

grado de heterocigosidad y las tasas respiratorias se buscó producir líneas endogÆmicas para

evaluar en ellas el efecto de la reducción en heterocigosidad sobre su metabolismo o tasas

respiratorias En este caso las evaluaciones se llevaron a cabo œnicamente a 220C debido a que

durante la aclimatación de estos grupos a 280C se presentaron mortalidades masivas

A diferencia de los resultados observados con las poblaciones y su cruza el efecto de una

reducción en la heterocigosidad sobre el metabolismo de las líneas endogÆmicas fue claro para

la tasa estÆndar la cual fue significantemente mayor para las líneas endogÆmicas que para sus

grupos controles no endogÆmicos Este incremento de la tasa estÆndar en las líneas endogÆmicas

sin un incremento en la tasa activa se tradujo en un decremento sustancial en el marco de

actividad de aproximadamente 30 para ambas líneas endogÆmicas El hecho de encontrar las

diferencias en estas líneas endogÆmicas de almeja catarina y no en las poblaciones de almeja

catarina y su cruza nos hace pensar en la posibilidad de que el grado de heterocigosidad alcanzado

en la cruza fue insuficiente para manifestar la correlación Mientras que el grado de reducción en

heterocigosidad puede ser estimado en las líneas endogÆmicas el grado de heterocigosidad

alcanzado en la cruza depende de la diferenciación genØtica entre las dos poblaciones evaluadas

Para obtener un incremento en heterocigosidad de por ejemplo el 50 en la cruza las poblaciones

deberían ser diferentes en las formas alØlicas que presenta cada una en 50 de los genes

Estudios electroforØticos que comparan estas dos poblaciones han indicado que de 12 loci

50

evaluados solo uno PGI manifestó diferencias absolutas entre las poblaciones Ibarra Cruz

datos no publicados

En cuanto a la tasa activa es posible que las respuestas de las líneas endogÆmicas con

respecto a sus grupos control se hayan visto emnascaradas por procesos de compensación

fisiológica y aclimatación como ya se discutió para las poblaciones y su cruza En conclusión la

respuesta de los organismos endogÆmicos a la necesidad de una mayor cantidad de energía

metabólica para realizar sus funciones vitales de metabolismo basal sugieren una desventaja de

estos organismos con respecto a sus controles los cuales representan organismos no

endogÆmicos

Es importante seæalar que independientemente del hecho de que en un caso estamos

hablando de una sola línea endogÆmica ERB 18 mientras que en el otro caso estamos hablando

de la mezcla de varias líneas endogÆmicas ERBM se observó la misma respuesta en cuanto a

tasa estÆndar Esto es de esperarse ya que en el caso de la mezcla de líneas endogÆmicas cada una

de esas líneas fue producida tambiØn por autofecundación por lo que la reducción en

heterocigosidad del 50 es tambiØn esperada en el conjunto o mezcla de líneas

La reducción genØtica en heterocigosidad implica menor capacidad de respuesta ante

variaciones en el medio Rodhouse Gafihey 1984 Slattery et al 1991 La respuesta fisiológica

de esto reflejada en un decremento del marco de actividad trae como consecuencia menor

energía libre disponible para realizar funciones tales como movimiento crecimiento y

reproducción Widdows 1973 DieW et al 1986 Diferentes autores han encontrado una

asociación entre la tasa metabólica estÆndar y el grado de homocigosidad en moluscos Por

ejemplo DieW et al 1985 en Mytilus edulis así como Garton et al 1991 en Dreissenia

polimorpha encuentran que la tasa metabólica estÆndar en organismos homocigotos aunque no

endogÆmicos es mÆs grande que en organismos heterocigotos por lo que concluyen que existe

una mayor eficiencia metabólica en organismos heterocigóticos que en homocigóticos

Por otro lado los resultados de la tasa de aclaramiento en las lineas endogÆmicas no mostraron

51

diferencias significativas Anteriormente se mencionó la capacidad de compensación metabólica

de los organismos Navarro et al 1991 han reportado que en Mytilus galloprovincialis cuenta

ademÆs con la capacidad de compensación de su tasa de aclaramiento bajo ciertas concentraciones

de alimentos y ciertas cualidades del mismo Por lo que es muy posible que los organismos bajo

esas condiciones no presente diferencias en su tasa de aclaramiento

52

CONCLUSIONES

La falta de diferencias significativas en tasas metabólicas entre las poblaciones y su cruza puede

haber sido una consecuencia de 1 similaridad genØtica entre estas poblaciones lo cual resultaría

en que la cruza no presentase un mayor grado de heterocigosidad como se esperaba 2 efectos

de selección mortalidad selectiva durante la aclimatación resultando en que los organismos mas

aptos sobrevivieran y por lo tanto no mostraran diferencias y o 3 la edad a la que se llevó a

cabo las evaluaciones posteriormente a la primera madurez sexual de al menos una de las

poblaciones y la cruza

Las diferencias en tasa metabólica estÆndar observadas entre las líneas endogÆmicas y sus

controles no endogÆmicos indican que en efecto la correlación entre heterocigosidad y tasa

metabólica existe en almeja catarina incluso cuando se evalœa solamente bajo condiciones

ambientales no estresantes esto es a22o

C Así mismo estos resultados indican que es la tasa

estÆndar la tasa mayormente afectada por el grado de heterocigosidad de un organismo y no la

tasa activa o de aclaramiento

RECOMENDACIONES

aralareali ri6n de trabajos en base a factores metabolicos como son la cietemninacirim de tmm

BCtJiMa Y emírrdar se sugiere utilizar organismos juveniles esto es antes de alcmtmlT la em ale

pmimera madurez sexual

Para una nueva experimentación de este tipo es importante tomar en cuenta otras temperlltlma1l

que se consideren como letales las cuales pudiesen resultar en diferencias metabólicas entme

poblaciones y cruzas

En cuanto a la tØcnica de determinación de aclaramiento por medio del mØtodo Winter se sugiene

leprolongue la duración del experimento ya que esto puede ser la diferenCia entre reportar

un grupo se alimente o no se alimente durante un periodo definido

54

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