Ciencia Pesquera (2011) 19(2): 23-36 Ciclo reproductor e histología de las gónadas de tilapia Oreochromis niloticus (Perciformes: Cichlidae) Bertha Peña-Mendoza*, José Luis Gómez-Márquez* y Gabriela García-Alberto* Se realizaron muestreos mensuales de enero de 2004 a marzo de 2005 de la pesca comercial de la Presa Emiliano Zapata, Morelos. Se obtuvieron 518 organismos de Oreochromis niloticus con intervalo de talla entre 9.9 cm y 20.9 cm de longitud total y 17.2 g a 158.7 g de peso individual. Se obtuvo una proporción sexual de 5.8:1 (macho:hembra). El índice gonadosomático de los machos mostró que el desove se realizó entre mayo y agosto de 2004 (época de lluvias) y en febrero de 2005 (época de secas); en las hembras se llevó a cabo en julio de 2004 (lluvias) y en febrero de 2005 (secas). Con base en el análisis de desarrollo ovárico, se propone una tabla de comparación con cinco estadios de la ovogénesis. Macroscópicamente el estadio I “Inmaduro” no permite diferenciar el sexo, debido al tamaño de las estructuras. En el estadio II “desarrollo” se aprecian dos tamaños de ovocitos (100 a 1 000 µm y de 1 001 a 2 000 µm). En el estadio III “maduración” se determinaron tres tamaños de ovocitos (100 a 1 000 µm, de 1 001 a 2 000 µm y de 2 001 a 3 000 µm). En el estadio IV “desove” se observaron dos tamaños (100 a 1 000 µm y de 2 001 a 3 000 µm). Finalmente, en el estadio V “recuperación” se registraron dos tamaños de ovocitos (100 a 1 000 µm y de 2 001 a 3 000 µm), resultados que se confirmaron con las observaciones realizadas microscópicamente de los cortes histológicos respectivos. Por lo que se refiere a los testículos, se realizó una descripción similar a la elaborada para los ovarios. Palabras clave: Oreochromis niloticus, reproducción, madurez gonádica, ovogénesis y espermatogénesis. Reproductive cycle and histology description of the gonad of tilapia Oreochromis niloticus (Perciformes: Cichlidae) Fish samples were taken monthly from January 2004 to March 2005 from commercial fishing at Emiliano Zapata reservoir, Morelos. A total of 518 fish were analyzed with a size range between 9.9 cm and 20.9 cm in total length and 17.2 g to 158.7 g in body weight. Sex ratio was calculated as 5.8:1 (male: female). Males’ gonadosomatic index showed that the breeding season takes place from May to August 2004 (rainy season) and with less intensity in February 2005 (dry season). For females the breeding season was in July 2004 (rainy season) and to a lesser extent in February 2005 (dry season). Based on histological analysis of ovarian development, we suggest a comparison table with five gonadic maturation stages. At the macroscopic level, in the stage I “Immature” it was not feasible to differentiate the size of the structures. There were two diameters of oocytes in the ovaries in the stage II “developing” (between 100 and 1 000 µm and 1 001 to 2 000 µm). In stage III “mature” three ranges of oocytes sizes were registered (100 to 1 000 microns, from 1 001 to 2 000 µm and 2 001 to 3 000 µm). Stage IV “ripe” two range oocyte sizes were obtained (100 to 1 000 microns and 2 001 to 3 000 µm). Finally, in stage V “recovering” two ranges oocytes sizes were found (100 to 1 000 microns and 2 001 to 3 000 µm). These results were confirmed by observations at microscopic level of the respective histological sections analysis. A histological description similar to that of the ovaris was done for testis. Key words: Oreochromis niloticus, reproduction, gonadal maturation, histology. Introducción Las tilapias, miembros de la familia Cichlidae, son peces nativos de los ríos y lagos de la parte tropical y subtropical de África y Madagas- * Laboratorio de Limnología, Facultad de Estudios SuperioresZaragoza, UNAM. Batalla 5 de mayo esq. Fuerte de Loreto, Col. Ejército de Oriente, Iztapalapa, México. CP 09230. Tel. 5556230754. FAX 5557736336. [email protected] car (Fryer e Iles, 1972; Arredondo-Figueroa y Guzmán-Arroyo, 1986). Han sido introducidas en aguas naturales en un gran número de países tropicales y subtropicales de América Central y Sudamérica (Soderberg, 1990; Morales, 1991). La de la tilapia en México es una de las tres pesquerías más importantes, ya que de acuerdo con el volumen de captura se ubica en el quinto lugar de la producción nacional (SAGARPA, 2007). Son peces de agua dulce de ambientes Ciencia Pesquera 23 B. Peña-Mendoza, J.L. Gómez-Márquez y G. García-Alberto cálidos, utilizados para la producción en la acuicultura y debido a su importancia económica, hoy en día se cultivan en muchas regiones en todo el mundo (Admassu, 1996; Coward y Bromage, 1998; Charo-Karisa et al., 2005; D’Amato et al., 2007), aunque su introducción ha originado la pérdida y la degradación de la biodiversidad, así como la alteración del régimen de la química del agua y otros factores dentro del sistema acuático (Welcomme, 1988; Fernando, 1991; Levine, 2000; Canonico et al., 2005). Fueron introducidos a México en 1964 y desde entonces han sido muy apreciados en la acuicultura debido a que la siembra de juveniles en embalses mexicanos ha generado empleo y alimentación a las poblaciones aledañas a estos sistemas (Arredondo, 1983; Arredondo-Figueroa y Guzmán-Arroyo, 1986). Los atributos que convirtieron a la tilapia en uno de los organismos más apropiados para la piscicultura son: rápido crecimiento, fácil reproducción, resistencia a enfermedades, elevada productividad, tolerancia a desarrollarse en condiciones de alta densidad, resistencia a bajas concentraciones de oxígeno, bajas temperaturas y a diferentes salinidades (Wohlfarth y Hulata, 1983; Welcomme, 1988; Yi et al., 1996; de Graaf et al., 1999; Coward y Bromage, 2000). Desde su introducción hasta la actualidad se han realizado múltiples trabajos enfocados al fotoperiodo (Cordova, 1994; Peña y Domínguez, 1999; Ridha y Cruz, 2000; Rad et al., 2006; ElSayed y Kawanna, 2007), proporción de sexos (D’Cotta et al., 2001; Desprez et al., 2006; Bezault et al., 2007), reproducción (Bern y Avtalion, 1990; Admassu, 1996; Babiker e Ibrahim, 1979a; Barbieri et al., 2000; Gómez-Márquez et al., 2003; Peterson et al., 2004; Peña-Mendoza et al., 2005), desarrollo de ovocitos (Wallace y Selman, 1981; Stewart, 1988; Selman y Wallace, 1989; Coward y Bromage, 1998; De Graaf et al., 1999; Coward y Bromage, 2000) y hormonas para inducir la ovulación (Babiker e Ibrahim, 1979b; Hines et al., 1999; Ortiz et al., 2000). Asimismo, se han desarrollado trabajos en donde se evalúa la madurez sexual de la tilapia, haciendo la comparación macroscópica con diferentes tablas de maduración, como la de Nikolsky (1963) y la propuesta para Rastrelliger (Holden y Raitt, 1975). 24 Ciencia Pesquera Por otra parte, los esquemas de clasificación histológica del ovario desarrollado en tilapias tienen características básicas y varían de acuerdo con los diferentes autores, así, para Siddiqui (1979), los ovocitos son simplemente inmaduros, en maduración y maduros; Eyeson (1979: citado en Coward y Bromage, 2000) define los estadios de desarrollo en Sarotherodon melanotheron Rüppell, 1852 de acuerdo con el tamaño del ovocito (pequeño, tamaño medio vitelino y ovocitos maduros o grandes vitelinos). Otros estudios realizan la clasificación de la ovogénesis en una gran serie de estadios (por ejemplo nueve) propuestos por Avarindan y Padmanabhan (1972; citados en Coward y Bromage, 2000). Muchos de estos estudios basan la clasificación de la ovogénesis en el diámetro del ovocito y no en sus características histológicas. En este trabajo se presenta una clasificación microscópica (histológica) y macroscópica del desarrollo de las gónadas para generar información sobre la dinámica del ciclo reproductor de Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1757), y se elabora una tabla de madurez gonádica macroscópica e histológica. Materiales y métodos Los especímenes de O. niloticus se obtuvieron en la Presa Emiliano Zapata, estado de Morelos, en donde fueron introducidos por el Centro de Reproducción de Tilapia de Zacatepec, Mor. Se recolectaron muestras mensuales de enero de 2004 a marzo de 2005 de aproximadamente entre 30 y 40 individuos tomados al azar de la captura comercial con atarraya de luz de malla de 6.5 cm. A cada uno de los peces se les tomó la siguiente biometría: longitud total (Lt), longitud patrón (Lp) con un ictiómetro de ±0.01 m, peso total (Pt), peso eviscerado (Pe) y peso de las gónadas (Pg) con una balanza digital de 0.1 g de precisión. Se registró el sexo con base en diferencias sexuales externas y se realizó un corte longitudinal desde la sínfisis mandibular hasta el orificio anal para exponer las gónadas y corroborarlo. Se determinó la madurez gonádica con base en la escala macroscópica de desarrollo gonádico propuesta por Holden y Raitt (1975), que considera el tamaño, la forma y la coloración de las gónadas de la macarela del género Rastrelliger. 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Histología de gónadas de tilapia Las gónadas de cada espécimen se fijaron en formalina comercial a 10% neutralizada con fosfato de sodio. La gónada derecha de cada pez se deshidrató, se incluyó en parafina y se realizaron cortes de 7 µm de espesor y, finalmente, se tiñó con Hematoxilina-Eosina (Estrada et al., 1982; Muñeton-Gómez et al., 2000). Posteriormente se analizaron las muestras con ayuda de un microscopio óptico y cámara fotográfica adaptada con el programa Motic v 2.0 (2001). La gónada izquierda se utilizó para hacer el conteo de los folículos y determinar la fecundidad y su relación con la talla y el peso (Bagenal, 1978), así como para realizar la clasificación correspondiente a la etapa de maduración. Se reconoció el patrón de desarrollo de los ovarios (sincrónicos, sincrónicos por grupos y asincrónicos) por medio del tamaño de los ovocitos en diferentes estadios de desarrollo gonádico (Redding y Patiño, 1993). El ciclo gonádico fue determinado a partir de los cambios en el peso del ovario, analizado con base en el índice gonadosomático (IGS = peso del ovario/peso eviscerado del pez x 100) y los cambios temporales en el porcentaje de distribución de los estados de madurez gonádica. mo de 1.53, mínimo de 0.076 y promedio de 0.48. Para el caso de las hembras no se observó el comportamiento del IGS debido a que la muestra no fue representativa; sin embargo, se puede apreciar que los valores máximos se presentaron en julio de 2004 y con menor intensidad en febrero de 2005, lo que corresponde a la temporada de lluvias o de secas, respectivamente, con valores que fluctuaron entre 4.23 y 0.13 y promedio de 0.73 (Fig 1). Resultados De enero de 2004 a marzo de 2005 se obtuvieron 518 organismos de O. niloticus con intervalo de talla entre 9.9 cm y 20.4 cm de longitud total y peso total de 17.2 g a 138.1 g para las hembras y los machos de 13.1 cm a 20.9 cm Lt y peso 17.6 g a 158.7 g. De los organismos capturados, 437 (84%) fueron machos, 76 (15%) hembras y cinco (1%) indeterminados. Se obtuvo una proporción sexual (macho:hembra) de 5.8:1 (c2 = 127.02, p<0.05) con variaciones mensuales, en la mayoría dominadas por los machos principalmente durante la época de desove. El comportamiento anual del índice gonadosomático (IGS) de los machos muestra que la época de reproducción se llevó a cabo entre mayo y agosto de 2004 durante la temporada de lluvias; además se observa otra época de desove pero de menor intensidad en febrero de 2005 durante la temporada de secas, con valor máxi- Fig. 1. Índice gonadosomático para machos a) y hembras b) de Oreochromis niloticus de la presa Emiliano Zapata. Con base en el conteo y la medición de los óvulos, así como de los cortes histológicos de los ovarios y testículos de los organismos, se realizó la descripción de las diferentes etapas del desarrollo gonádico. 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Ciencia Pesquera 25 B. Peña-Mendoza, J.L. Gómez-Márquez y G. García-Alberto Estadios gonádicos (hembras) Estadio I En el estadio de inmadurez no es posible distinguir a simple vista entre ovarios y testículos, su apariencia es de sacos muy delgados y traslúcidos, mientras que en el caso de las hembras es posible observar células foliculares al microscopio. Estadio II Los ovarios están en maduración y los ovocitos se clasificaron en dos tamaños: 100-1 000 µm y de 1 001-2 000 µm con número variable de folículos (Tabla 1, Fig. 2). En la figura 3 se observan folículos en etapa de previtelogénesis, es decir, tuvieron un núcleo prominente, céntrico y citoplasma basófilo, además de folículos en vitelogénesis temprana. Ambos tipos de folículos están rodeados por una capa simple de células aplanadas (células de la teca) y otra capa de células cúbicas (células de la granulosa), además se pueden apreciar la zona pelúcida y el citoplasma, que en esta etapa es altamente basófilo; el núcleo (o vesícula germinal) se caracteriza por ser prominente y céntrico con numerosos nucléolos en la periferia (Fig. 4). Tabla 1 Madurez ovárica en relación con el número y el diámetro de los folículos para Oreochromis niloticus Madurez gonádica II III IV V Diámetro de los folículos intervalo (µm) 100-1 000 1 001-2 000 100-1 000 1 001-2 000 2 001-3 000 100-1 000 2 001-3 000 100-1 000 2 001-3 000 Número de folículos en el ovario izquierdo mín. máx. promedio 398 484 449 107 723 279 378 748 506 186 311 241 110 302 201 308 1 313 570 107 291 188 200 300 250 5 8 6 Estadio III Para el estadio III (maduros), los folículos se clasificaron en tres tamaños, de 100 a 1 000 µm, de 1 001 a 2 000 µm y de 2 001 a 3 000 µm (Fig. 5). La presencia de folículos tanto en etapa de previtelogénesis como en etapas de vitelogénesis 26 Ciencia Pesquera temprana y avanzada es característica de este estadio, ya que el ovario se encuentra en la etapa de maduración; asimismo, se puede apreciar la presencia de folículos atrésicos, los cuales no son exclusivos de este estadio, el fenómeno se puede presentar en cualquiera de las etapas del desarrollo del folículo. En la figura 6 se observa la pared del folículo dividida en tres capas: la externa (células de la teca); la media (membrana basal) y la interna (células de la granulosa) compuesta de epitelio cúbico-ciliado, seguida del tejido conjuntivo que sirve de sostén a los folículos. La capacidad del ovocito para ingresar en la maduración está acompañada del incremento de las uniones intracelulares (entre las células de la granulosa) e intercelulares (entre las células de la granulosa y el ovocito) y de la síntesis de la Conexina, proteína constitutiva de estas uniones (Patiño y Kagawa, 1999). Estadio IV Esta etapa es de máxima maduración o reproducción y en ella fueron registrados únicamente dos tamaños de folículos, de 100 a 1 000 µm y de 2 001 a 3 000 µm (Fig. 7). Como se puede apreciar, los folículos han completado el crecimiento vitelogenético y aumentado considerablemente su tamaño; en ellos se observa que las células foliculares se han trasformado en una capa sencilla. En esta etapa, la vesícula germinal migra hacia el polo animal del folículo, los cromosomas se condensan y se emite el primer cuerpo polar (Nagahama, 1983). Además, es posible observar folículos pequeños en etapa de previtelogénesis (estadio I). El folículo está ocupado casi en su totalidad por gránulos de vitelo y vacuolas lipídicas, el tejido conjuntivo se ha reducido al mínimo y la zona pelúcida se mantiene bien notable. Estadio V En esta etapa de recuperación, los ovocitos fueron expulsados del lumen ovárico y estaban listos para ser fertilizados. El ovario muestra paredes flácidas, translúcidas o sanguinolentas, con dos tamaños de folículos: 100-1 000 y 2 001-3 000 µm, con mayor presencia de los pequeños y pocos o ausencia de los más grandes. Con respecto a la fecundidad se registró un intervalo de entre cinco y 1 313 ovocitos, con un 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Histología de gónadas de tilapia Fig. 2. Corte transversal de ovario en estadio II de Oreochromis niloticus. H-E 100X. Fig. 4. Oreochromis niloticus minal (VG el citoplasma (C), la zona pelúcida (Z nulosa (G), la membrana basal (MB (T). H-E 1000X. II de - Fig. 3. Corte transversal de ovario en estadio II de Oreochromis niloticus temprana, (N) núcleo (C) citoplasma y (PO) pared del ovario. H-E 400X. Fig. 5. Corte transversal de ovario en estadio III de Oreochromis niloticus na y avanzada. H-E 400X. - promedio de 335 ovocitos, conforme con las tallas registradas en este estudio. Durante la maduración de los ovarios se observa que la longitud y el diámetro se incrementan conforme la maduración se lleva a cabo (Tablas 2 y 3). Estadios gonádicos (machos) Estadio I En este estadio no es posible diferenciar los testículos de los ovarios a simple vista; sin embargo, las gónadas inmaduras presentan forma de filamentos translúcidos paralelos a la vejiga natatoria. Tienen un revestimiento de tejido conectivo y vasos sanguíneos que se proyectan hacia el interior formando los septos que separan los lóbulos. Estadio II En esta etapa de desarrollo los testículos pueden ocupar entre 10% y 20% de la cavidad celómica, es posible observar algunas espermatogonias (forma redondeada, acidófila, son las más abundantes), espermatocitos primarios, secundarios y algunas espermátidas y espermatozoides en los lóbulos (Fig. 8). 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Ciencia Pesquera 27 B. Peña-Mendoza, J.L. Gómez-Márquez y G. García-Alberto Fig. 6. III de Oreochromis niloticus, se observan las vesículas G) y de la teca (T). H-E 400X. Tabla 2 Relación entre los estadios ováricos y la longitud y el diámetro de los ovarios de Oreochromis niloticus Madurez ovárica II III IV Madurez ovárica Longitud ovario Longitud ovario izquierdo derecho (cm) (cm) mín. máx. promedio mín. máx. promedio 1.3 3.2 2.24 1.2 3.0 2.2 2.1 4.2 3.04 1.7 3.5 2.7 2.3 5.7 3.4 2.1 4.1 2.8 II Diámetro ovario derecho (cm) mín. máx. promedio 0.15 0.45 0.28 Diámetro ovario izquierdo (cm) mín. máx. promedio 0.13 0.45 0.26 III 0.35 1.11 0.61 0.24 0.85 0.60 IV 0.60 2.46 0.98 0.36 1.00 0.61 Estadio III En esta etapa de maduración es posible observar que los lóbulos se encuentran llenos de células espermatogénicas, además de que los espermatozoides comienzan su migración hacia los conductos eferentes (Fig. 9). Estadio IV En esta etapa de desove los lóbulos seminíferos se encuentran totalmente llenos de espermatozoides. El tejido conjuntivo es escaso y no se observa la presencia de otra fase de desarrollo de células espermáticas (Fig. 10). 28 Ciencia Pesquera Fig. 7. Corte transversal de ovario en estadio IV de Oreochromis niloticus H-E 400X. Estadio V Finalmente, en los testículos, en los que se ha producido la espermiación, se observa que los lóbulos se encuentran vacíos y que existe alguna cantidad residual de espermatozoides en el lumen (Fig. 11). Durante la maduración del testículo se observa que la longitud y el diámetro se incrementan conforme la maduración se lleva a cabo (Tablas 4 y 5) y en el estadio de posdesove (V) se registra una disminución por efecto de la salida de los espermatozoides. Discusión De acuerdo con las tallas registradas para O. niloticus en este estudio, se considera que los peces son de talla pequeña. Intervalos similares han sido reportados por Gómez-Márquez et al. (2003) para el lago Coatetelco, pero son diferentes a los mencionados por Peterson et al. (2004) y Peña-Mendoza et al. (2005) para O. niloticus, y por Palacios (1995) y Ramos-Cruz (1995) para Oreochromis aureus (Steindachner, 1864), cuyos intervalos de talla son mayores. Por lo que se refiere a la proporción de sexos, se observa que ésta favorece a los machos, debido probablemente a que son más susceptibles de ser capturados, dada su conducta de permanecer por tiempo prolongado en los márgenes de los sistemas, en espera de una nueva pareja y al cuidado de los nidos (Duponchelle y Panfili, 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Histología de gónadas de tilapia Tabla 3 Descripción de la maduración ovárica para Oreochromis niloticus Fase Estadio Descripción macroscópica y microscópica de Ovarios I Inmaduro Lóbulo alargado y translúcido. No es posible distinguir entre testículos y ovarios. II Desarrollo Longitud de 2.1 cm, diámetro de 0.27 cm y peso promedio de 0.22 g, coloración rosáceo a amarillo, dos tamaños de folículos: 100–1 000 µm y de 1 001–2 000 µm. Folículos en previtelogénesis en los cuales se observaron las células foliculares poco diferenciadas, la membrana basal, la zona pelúcida, el citoplasma, el núcleo prominente y central conteniendo nucléolos y cromosomas. Folículos en vitelogénesis temprana comenzando la acumulación de las vesículas vitelinas. III Maduración En promedio longitud de 2.5 cm, diámetro de 0.53 cm y peso de 1.27 g, coloración amarillenta, se identificaron tres tamaños de folículos: 100–1 000 µm, 1 001–2 000 µm y 2 001–3 000 µm. Se observan folículos en previtelogénesis, vitelogénesis temprana y avanzada. En estos últimos se observan la membrana vitelina bien diferenciada y las células foliculares. Las vesículas vitelinas ocupan la mayor parte del citoplasma del folículo. IV Desove Coloración amarillenta a naranja, longitud, diámetro y peso promedio de 2.9 cm, 0.72 cm y 2.38 g, respectivamente, dos tamaños de folículos de 100–1 000 µm y 2 001–3 000 µm. Existe acumulación de glóbulos de vitelo en el citoplasma del folículo, el núcleo se rompe y migra hacia el polo animal, los cromosomas se condensan, las células foliculares forman una capa sencilla de células, la membrana vitelina es más evidente. V Recuperación Longitud de 2.3 cm, diámetro de 0.43 cm y peso 0.7 g en promedio, paredes flácidas, translúcidas o sanguinolentas, dos tamaños de folículos: 100–1 000 y 2 001–3 000 µm con mayor presencia de los pequeños y pocos o ausencia de los más grandes. 1998; Gómez-Márquez et al., 2003; Peterson et al., 2004; Peña-Mendoza et al., 2005), contrario a lo señalado por Fryer e Iles (1972) y Komolafe y Arawomo (2007) quienes reportaron una proporción de 1:1 (macho:hembra). Fryer e Iles (1972) mencionan que en las poblaciones de cíclidos en los lagos africanos es común que los machos sean la proporción dominante, porque generalmente éstos presentan mayor crecimiento que las hembras, sin que esto represente un riesgo para la pesquería. Con respecto a la distribución diferencial de los sexos, Devlin y Nagahama (2002), Van Aerle Fig. 8. Corte transversal de testículo en estadio II deOreochromis niloticus. Los conductos testiculares comienzan a llenarse H-E 100X. Fig. 9. Corte transversal de testículo en estadio III de Oreochromis niloticus, los conductos eferentes comienzan a llenarse de espermatozoides. H-E 100X. 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Ciencia Pesquera 29 B. Peña-Mendoza, J.L. Gómez-Márquez y G. García-Alberto Fig. 11. Corte transversal de testículo en estadio V de Oreochromis niloticus, los lóbulos se encuentran casi vacíos ya H–E 400X. Fig. 10. Corte transversal de testículo en estadio IV de Oreochromis niloticus, los conductos eferentes se encuentran totalmente llenos de espermatozoides. H–E 100X. Tabla 4 Relación entre los estadios testiculares y la longitud y el diámetro de los testículos de Oreochromis niloticus Madurez testicular II III IV V Madurez testicular Longitud testículo Longitud testículo derecho (cm) izquierdo (cm) mín. máx. promedio mín. máx. promedio 1.8 4.9 3.4 1.8 4.9 3.4 3.0 5.9 4.4 3.0 5.7 4.3 3.8 7.0 5.3 3.8 6.9 5.1 3.5 4.6 3.9 3.5 4.4 3.9 II Diámetro testículo Diámetro testículo derecho (cm) izquierdo (cm) mín. máx. promedio mín. máx. promedio 0.05 0.35 0.18 0.05 0.40 0.17 III 0.15 0.50 0.32 0.18 0.45 0.30 IV 0.15 0.70 0.45 0.30 0.70 0.43 V 0.05 0.20 0.14 0.05 0.20 0.14 et al. (2004), así como Guerrero-Estévez y Moreno-Mendoza (2010) mencionan que existen gran variedad de mecanismos de determinación sexual. Éstos pueden ser genéticos o dependen de las condiciones ambientales como temperatura, pH o de factores sociales. Conover (1984) señala que en poblaciones naturales de Menidia menidia (Linnaeus, 1766), 30 Ciencia Pesquera la temperatura del océano afecta la proporción sexual. En condiciones frías se producen hembras y esto fue asociado con un tiempo más largo de crecimiento del ovario. Tessema et al. (2006) mencionan que es posible que tratamientos con altas temperaturas incrementen el porcentaje de machos. Guerrero-Estéves y Moreno-Mendoza (2010) mencionan que altas temperaturas durante el desarrollo inicial aumentan la proporción de machos en Oreochromis mossambicus (Peters, 1852) y O. niloticus. D’Cotta et al. (2001) y Van Aerle et al. (2004) señalan que hay una amplia gama de sustancias químicas vertidas en el medio que son sucedáneas de las hormonas, en especial los estrógenos, que pueden provocar alteraciones en el desarrollo sexual en organismos silvestres. Estas sustancias, descargadas en el ambiente acuático por el sector industrial, son conocidas como químicas endócrinas e interrumpen y alteran la función reproductiva. Asimismo, citan que la exposición de peces enjaulados a productos químicos provenientes de los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales, han demostrado que pueden reducir el crecimiento de las gónadas, feminizar el desarrollo del conducto en los machos y alterar el desarrollo de células germinales así como la asignación de género. Por tanto, la determinación del sexo y el sesgo que se presenta en O. niloticus, probablemente sea un fenómeno que se ha visto afectado por factores ambientales que imperan en el reservorio donde éste se encuentra. Los valores bajos y los picos estacionales del IGS observados en machos y hembras de 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Histología de gónadas de tilapia Tabla 5 Descripción de la maduración testicular para Oreochromis niloticus Fase Estadio Descripción macroscópica y microscópica de los testículos I Inmaduro Lóbulo alargado y translúcido. No es posible distinguir entre testículos y ovarios. II Desarrollo Color blanco translúcido a opaco, con longitud de 3.3 cm, diámetro de 0.16 cm y peso de 0.17 g, en promedio. Gran cantidad de espermatogonias en la periferia del testículo, espermatocitos primarios y secundarios ocupan casi todo el espacio interior del testículo, el lumen lobular reducido a su mínima expresión. III Maduración Coloración de blanco a crema, con longitud de 4.6 cm, diámetro de 0.31 cm y peso de 0.61 g, en promedio. La cantidad de espermatogonias disminuye, los espermatocitos primarios y secundarios ocupan gran parte del espacio interior del testículo. El lumen lobular ocupa de uno a dos tercios del espacio interior del testículo. Hay presencia de espermatozoides. IV Desove Coloración crema y longitud de 5.5 cm, diámetro de 0.45 cm y peso de 1.24 g, en promedio. Las espermatogonias, los espermatocitos primarios y secundarios son reducidos a su mínima expresión y relegados a la periferia del testículo. Las espermátides ocupan la periferia del lumen lobular. Los espermatozoides ocupan toda la luz del lumen lobular. El lumen lobular abarca más de dos tercios del espacio interior del testículo. V Recuperación Coloración crema con paredes flácidas, longitud, diámetro y peso promedio de 3.9 cm, 0.14 cm y 0.14 g, respectivamente. O. niloticus están sin duda relacionadas con la variación de dicho índice de cada mes, lo que sugiere que algunos peces están reproductivamente activos, mientras que otros no estaban en condiciones de desovar, ya que se trata de una especie asincrónica por grupos. Estos resultados no se pudieron confirmar por el IGS de las hembras debido principalmente a que el número de ellas capturadas fue bajo; sin embargo, GómezMárquez et al. (2003, 2008) reportaron resultados y comportamiento similares de O. niloticus en el lago Coatetelco en el estado de Morelos. Es probable que en regiones tropicales donde la variación de la temperatura y el fotoperiodo es mínima, el periodo de lluvias sea el factor ambiental que influye en el ciclo reproductor (Trewavas, 1983; Peterson et al., 2004). En estas áreas, el incremento del nivel del agua en el sistema proveerá de mejores sitios para las crías, así como de abundante alimento. Con respecto a la fecundidad, los valores obtenidos en el presente estudio son similares a los reportados por Gómez-Márquez et al. (2003), Peña-Mendoza et al. (2005) y Baltazar (2009), en cuanto a los intervalos, pero diferente a lo citado por Campos-Mendoza et al. (2004). Los resultados presentados aquí sugieren que puede existir una relación positiva entre las variables ambientales y el ciclo reproductor, como ya ha sido analizado anteriormente. La histología del desarrollo del ovario en O. niloticus tiene una morfología coincidente con la estructura típica del ovario de los teleósteos y es similar a lo que se ha reportado para otras especies por Selman y Wallace (1989), Redding y Patiño (1993) y Coward y Bromage (1998). El desarrollo de las gónadas de O. niloticus es sincrónico por grupos, esto es, se pueden encontrar grupos en distintas fases de desarrollo de ovocitos en el mismo ovario (Wallace y Selman, 1981; Redding y Patiño, 1993; Coward y Bromage, 1998; Taylor et al., 1998; Çek et al., 2001); Palacios (1995) hace un señalamiento similar para O. aureus en la presa Infiernillo, en el sur de México. Coward y Bromage (1998) mencionan que en la fase de crecimiento primario (previtelogénesis), los ovocitos de Tilapia zillii (Gervais, 1848) incrementan en diámetro entre 5 µm y 214 µm y durante la segunda fase de crecimiento (vitelogénesis) los ovocitos crecen hasta alcanzar 964 µm, debido a que en esta etapa incorporan vitelogeninas (Patiño y Sullivan, 2002). Según Redding y Patiño (1993), y Coward y Bromage (1998), la estructura del folículo ovárico en crecimiento es marcadamente similar en muchos peces, como la observada en el presente estudio, en la que el ovocito en desarrollo se localiza en el centro del folículo y está rodeado de células foliculares. Estas células por lo general tienen una capa inferior (células de la granulosa 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Ciencia Pesquera 31 B. Peña-Mendoza, J.L. Gómez-Márquez y G. García-Alberto y una o dos capas superiores que son las células de la teca); las células de la teca y la granulosa se separan por la membrana basal (Taylor et al., 1998) y entre la superficie del ovocito y la capa de las células de la granulosa existe una capa acelular, llamada zona pelúcida. Asimismo, se observa que el citoplasma está totalmente ocupado por grandes gránulos de vitelo y vacuolas lipídicas, similar a lo reportado por Çek et al. (2001). Ovario Los ovarios son órganos pares en forma de sacos alargados y sujetos a la cavidad abdominal por un pliegue peritoneal llamado mesovarium, que también recubre al ovario en la forma de delicada membrana (Parker y Haswell, 1991), así como de tejido vascular y nervioso, que se extiende dentro del ovario desde la capa de tejido conectivo densa (túnica albugínea), justo bajo el epitelio germinal. Los ovarios, que se clasificaron con base en su forma, su color, su largo, su diámetro y la presencia de ovocitos, están recubiertos por una membrana translúcida que permite ver los ovocitos en sus diferentes grados de maduración. Los ovarios son de color crema tenue en las primeras etapas de madurez y conforme maduran cambian hasta adquirir la tonalidad de anaranjado. Además, el número de folículos que se alojan en los ovarios cambia dependiendo del grado de madurez, y se reduce debido al gran tamaño (3 000 µm) que llegan a alcanzar una vez que ha madurado el ovario. La estructura de los ovocitos que se observan en el estadio II y que es posible encontrar en todos los estadios es similar a la reportada por Coward y Bromage (1998); lo que significaría que dada la disponibilidad de este material, se propicia el reclutamiento, lo que puede ser importante en peces que tienen desoves múltiples, como es el caso de O. niloticus y T. ziilli. La proporción de estos ovocitos en los diferentes estadios se mantuvo constante. Por otra parte, durante la transformación de los estadios II a IV se observó la formación de una zona pelúcida entre la capa granulosa y el citoplasma del ovocito. En este estadio se constató la aparición de partículas de vitelo en la periferia de los ovocitos, lo cual es característico 32 Ciencia Pesquera del inicio de la vitelogenésis, como se ha observado en otros teleósteos y similar a lo reportado por Selman y Wallace (1989), Coward y Bromage (1998) y Selman et al. (2005). Durante esta etapa los ovocitos continúan creciendo en tamaño y alcanzan diámetros de entre 2 000 y 3 000 µm. Además, de acuerdo con Coward y Bromage (2000), en los incubadores bucales como O. niloticus, el número de ovocitos residuales que permanecen en el ovario después del desove es razonablemente constante (por lo regular <10 ovocitos por ovario), independientemente de la fecundidad. La atresia fue observada en el estadio III, aunque no es característica de esta etapa, fue similar a lo registrado por Chong y González (2009) y diferente a lo reportado por Coward y Bromage (1998), quienes la observaron en las etapas cinco, seis o siete (fase de vitelogénesis), y mencionan que ésta fue más acentuada hacia el final del ciclo reproductor. Tyler y Sumpter (1996) mencionan que no hay evidencia de la presencia de atresia en ovocitos previtelogenéticos y, además, puede reducir la fecundidad de cualquier pez y de la especie e influir en la calidad de los huevos y su incidencia puede ser influenciada por la edad del individuo, el estado reproductor, el tipo de dieta, el estado hormonal, el tiempo en cautiverio, la intensidad de la luz y la temperatura, entre otros (Coward y Bromage, 2000). En este estudio, el desarrollo de los ovocitos se dividió en cinco estadios basados en criterios morfológicos macroscópicos, así como del análisis histológico, y es similar a lo reportado para el pez cebra Brachydanio rerio (=Danio rerio) (Hamilton, 1822) por Selman et al. (2005), pero diferente a lo citado por Coward y Bromage (1998) para T. ziilli. Sin embargo, es necesario realizar un análisis de la participación de las hormonas esteroideas en el desarrollo ovárico para entender aspectos relacionados con el comportamiento del ciclo reproductor. Por tanto, el conocimiento del crecimiento del folículo en el ovario, la maduración y la ovulación en esta especie, es importante para la aplicación que de esto se pueda realizar en el ámbito de la acuicultura, así como en el manejo de las pesquerías. 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Histología de gónadas de tilapia Testículos Los cambios histológicos que tienen lugar en los testículos de O. niloticus permitieron clasificarlos en cinco estadios a lo largo del ciclo reproductor anual, pero con algunas variaciones mensuales en el sistema, similar a lo reportado por Grier y Taylor (1998). Éstos están formados por un par de lóbulos alargados que se fusionan hacia la parte caudal en un conducto único o conducto deferente. Su superficie está revestida por una túnica albugínea delgada, compuesta de tejido conectivo fibroso y fibras musculares lisas. Para el caso de O. niloticus, los testículos son de tipo lobular, lo que es similar a lo reportado por Parenti y Grier (2004), e implica que en su interior se halla un tubo longitudinal en el que desembocan los túbulos seminíferos. Las características de los túbulos seminíferos son similares a las señaladas para otros peces teleósteos (Grier y Taylor, 1998; Parenti y Grier, 2004; Fishelson et al., 2006). Todos los tipos de testículos contienen células germinales en sincronismo o en diferentes etapas de desarrollo y un complemento de células somáticas especializadas en el soporte físico y regulación de la espermatogénesis, incluyendo las células de Sertoli y las células de Leydig (Grier y Taylor, 1998). Las células de Sertoli se encuentran directamente asociadas con las células germinales a las que mantienen física y nutricionalmente, debido a que modifican el microambiente químico. Las células de Leydig están en el tejido conectivo rodeando las células de Sertoli, cuya función principal es la de producir esteroides para la gametogénesis y expresar las características sexuales secundarias. Los espermatocitos más diferenciados están más cercanos a la luz del túbulo seminífero. El proceso de espermatogénesis se desarrolla de manera similar a lo reportado por Grier y Taylor (1998). Durante la maduración testicular se observó un incremento de los testículos tanto en longitud como en diámetro. Esto ocurre porque los túbulos se alargan y los espermatocitos ocupan más espacio que las espermatogonias primarias y el diámetro del testículo incrementa casi tres veces y la longitud alcanza casi el doble (Tabla 4) antes de la aparición del esperma dentro de los lóbulos y conductos. Asimismo, la longitud de los túbulos depende del estadio de madurez gonádica ya que conforme ésta se alcanza, los túbulos se reducen al tercio distal del lóbulo, el calibre de los conductos eferentes se incrementan en forma notable, los diversos conductos se unen al principal y se produce la espermiación (los cistos1 maduros se abren y los espermatozoides entran al conducto eferente), como lo mencionan Grier y Taylor (1998). Por consiguiente, es necesario hacer estudios más detallados que permitan conocer mejor los estadios histológicos I y V, no registrados en este estudio, para determinar con mayor precisión las características macroscópicas que se realizaron. Literatura citada ADMASSU, D. 1996. The breeding season of tilapia, Oreochromis niloticus L. in Lake Awassa (Ethiopian rift valley). Hidrobiología 337: 77-83. ARREDONDO F., J.L. 1983. Especies animales acuáticas de importancia nutricional introducidos en México. Biótica 8(2): 175-199. ARREDONDO F., J.L. y M. 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Conforme se alcanza la madurez gonádica los cistos se abren hacia los conductos eferentes y vacían el contenido espermático (Uria et al., 1998; Landínes, 2005). 19(2): 23-36, noviembre de 2011 Ciencia Pesquera 33 B. Peña-Mendoza, J.L. Gómez-Márquez y G. García-Alberto production. Blackwell Scientific Publication. Oxford, London, pp: 75-101. BARBIERI, G., D.M.T. Giamas, F.A.R. Teixeira, C.E. Campos y H. Vermuln. 2000. Biologia populacional da tilápia, Oreochromis niloticus, Da represa Guarapiranga, Säo Paulo - II. Dinámica da reproducäo. Boletin do Instituto de Pesca São Paulo 26(1): 9-13. BERN, O. y R.R. Avtalion. 1990. Some morphological aspects of fertilization in tilapias. Journal of Fish Biology 36: 375-381. BEZAULT, E., F. Clota, M. Derivaz, B. Chevassus y J.F. Baroiller. 2007. Sex determination and temperature-induced sex differentiation in three natural populations of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) adapted to extreme temperature conditions. Aquaculture 272, S1: S3–S16. 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