Caracas, 13.8.20.De la serie de Acuicultura escrita por la M. Sc María Fernanda Capecchi, hoy presentamos el primero de los temas “Acuicultura sustentable de organismos bajos en la cadena trófica”.

Introducción

Se predice que la población mundial humana llegará a cerca de 9.7 billones de personas para 2050, colocando una gran demanda sobre los recursos naturales. Actualmente, el hambre y la desnutrición son los principales problemas a los que se enfrentan los seres humanos en muchos países, afectando su salud y bienestar. Unido a esto se plantean dudas sobre la sustentabilidad de los actuales sistemas de producción de alimentos para lograr cubrir las demandas futuras cada vez mayores de comida.

Ods1: Poner fin a la pobreza en todas sus formas en todo el mundo; Ods2: Poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible; Ods8: Fomentar el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno y productivo, y el trabajo decente para todos; Ods12: Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles; Ods14: Conservar y utilizar en forma sostenible los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible.

 

 

Se considera ampliamente aceptado que de los diferentes sistemas de producción de alimentos  agrícolas, la acuicultura, la cual es el cultivo de organismos tanto animales como vegetales acuáticos, es la más importante herramienta en la lucha mundial contra la desnutrición y la pobreza, especialmente dentro de los países en desarrollo, de donde proviene actualmente el 93% de la producción global de la tan necesitada provisión de proteína de primera calidad así como de lípidos y otros nutrientes esenciales.

La acuicultura originalmente se dedicó al cultivo de invertebrados de bajo nivel trófico como mejillones u ostras. Actualmente ha aumentado hacia el cultivo de peces carnívoros como el salmón y esto es conocido con el término “Cultivar hacia arriba en la cadena alimentaria” sobre todo en países tales como Chile, Canadá, Noruega y Reino Unido desde 1970 y del Mar Mediterráneo.

Esta acuicultura tiene impactos potenciales negativos en todos los niveles de organización biológica (individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas) a diferencia de la acuicultura en su modalidad de pequeña escala.

A continuación se presenta una tabla comparativa entre ambos sistemas en referencia a los impactos ambientales, sociales y económicos que generan.

ACUICULTURA DE ORGANISMO ALTOS EN CADENA TRÓFICA ACUICULTURA ORGANISMOS BAJOS EN CADENA TRÓFICA

 

Sistemas de producción intensivo, altas densidades, inversión en tecnología (maquinaria y equipamiento) concentrada en países más desarrollados. Acuicultura de pequeña escala, sistemas extensivos o semi-intensivos, en comunidades locales.
Especies de pescado de mayor éxito comercial son carnívoras (salmones, atunes, truchas). Especies de cultivo se alimentan del mismo ecosistema (fotosíntesis, filtración); peces herbívoros como la tilapia u omnívoros, de alta calidad proteica.
Uso de alimentos concentrados con altos niveles de harina y aceite de pescado (40-60% de los costos). Utilizan materia prima disponible localmente en formulaciones o como únicos alimentos.

 

Altos precios de la harina y aceite de pescado. Materias primas de menor precio que la harina y aceite de pescado
Dependencia materia prima de pesquerías extractivas en declive para producción de alimentos concentrados. Menor dependencia de materia prima para alimentación proveniente de pesquerías extractivas.
Uso de hormonas, químicos y antibióticos. Prácticas de manejo con bajo impacto ecológico.
Genera cantidad significativa de residuos orgánicos(nutrientes disueltos, material particulado, heces, alimento no consumido). Capacidad de remover nutrientes disueltos, especies extractoras de nutrientes orgánicos e inorgánicos con capacidad de bioremediación. (Macroalgas).
Causan eutroficación de aguas circundantes. Especies de cultivo reducen efectos de la eutroficación.
Productos destinados a mercados de consumidores de alto poder adquisitivo en países desarrollados. Proporciona diversificación económica, aceptabilidad por prácticas responsables, avance en tecnologías.

La sustentabilidad a largo plazo de la acuicultura es cuestionable a menos que esta industria pueda reducir su dependencia de la materia prima de las pesquerías de captura para la producción de alimentos concentrados y las otras variables.

Los cambios en los ecosistemas marinos debido a la sobre pesca se denominan “Pescar abajo en red alimentaria marina”, indicando que a medida que los predadores en el tope se remueven por su pesca, los pescadores se enfocan en peces más pequeños bajos en la cadena trófica reduciendo sus cantidades, lo que ocasiona la reducción del nivel trófico promedio de la cadena alimentaria.

Imagen.- La escala en la izquierda indica el nivel trófico en la cadena alimentaria. Tomado de Pauly et al. (2002).

Desde que se implementó el Código para la Pesca Responsable, hay tres de estos principios relacionados con la acuicultura que establecen que es deber de los Países asegurar para que el desarrollo de la acuicultura sea “ecológicamente sustentable”.

¿Y cómo se podría implementar? ¿Cómo garantizar un Desarrollo sustentable de esta industria ante los retos que se presentan actualmente entendiendo por este desarrollo aquel que mejora la calidad de vida tanto ahora como en el futuro de una manera que mantenga los procesos ecológicos sobre los que depende la vida?

Acuicultura de organismos bajos en la cadena trófica ¿qué es un nivel trófico?     

El nivel trófico de un organismo representa su posición relativa en la cadena alimentaria. Una cadena alimentaria es una red lineal de eslabones o uniones en una red alimentaria que comienza con los organismos productores, quienes usan la energía del sol para elaborar su alimento y termina con las especies predadores en el tope así como con organismos  detritívoros o descomponedores. Cada eslabón de la cadena alimentaria representa un nivel trófico diferente. Estas redes alimentarias definen a los ecosistemas y los niveles tróficos definen a la posición de los organismos dentro de la red.

El concepto de nivel trófico fue desarrollado por Raymond Lindeman (1942), basado en la terminología de August Thienemann (1926): “productores”, “consumidores” y “reductores” (modificado a descomponedores por Lindeman) y define las tres maneras básicas por las cuales los organismos obtienen alimento.

Los productores (autótrofos): aquellos que elaboran sus propios alimentos a través de la fotosíntesis. Por esta razón se llaman productores primarios. De esta manera, es la energía del sol la que genera la base de la cadena alimentaria: típicamente organismos vegetales, los cuales no consumen otros organismos sino que extraen nutrientes del mar.

Los consumidores (heterótrofos): especies que no pueden elaborar sus propios alimentos y necesitan consumir otros organismos. Aquellos animales que comen productores primarios (como las plantas) son llamados herbívoros. Animales que consumen otros animales son llamados carnívoros y animales que consumen tanto plantas y otros animales se les llama omnívoros. Los carnívoros que consumen herbívoros se les llama consumidores secundarios y los carnívoros que consumen otros carnívoros se llaman consumidores terciarios.

Los descomponedores (detritívoros) descomponen desechos y material de las plantas y animales y los liberan de nuevo como nutrientes y energía dentro del ecosistema para su reciclaje. Los descomponedores se alimentan de materia en descomposición y de desechos convirtiéndolos en químicos inorgánicos que pueden ser reciclados como nutrientes minerales para que lo utilicen las plantas de nuevo. Así entonces las cadenas alimentarias comienzan con los productores primarios y terminan con los descomponedores.

El nivel trófico de un organismo en el número de escalones desde el inicio de la cadena. Una red alimentaria marina comienza con el nivel trófico 1 con los productores primarios, después de mueve con los herbívoros al nivel trófico 2, los carnívoros al nivel trófico 3 o mayor y los predadores al tope con un nivel trófico 4 o 5.

En los ecosistemas marinos los productores (Nivel trófico 1) son la parte vegetal del plancton (fitoplancton) como la base de la producción de la cadena alimentaria; está representado por algas microscópicas (diatomeas, dinoflagelados, cocolitoforidos y cianobacterias). Luego vienen los herbívoros que son  los consumidores primarios que se alimentan de este fitoplancton y son la parte animal del plancton, el zooplancton: animales microscópicos como copépodos, cladóceros, quetognatos, sifonóforos, y muchos otros) así como organismos que se alimentan de ellos mediante filtración de grandes cantidades de agua, entre los cuales podemos mencionar los moluscos bivalvos y peces que se alimentan de plancton como la sardina las ballenas sin dientes que se alimentan de este modo y el tiburón ballena.

Los consumidores secundarios son aquellos organismos marinos carnívoros que se alimentan de estos consumidores primarios tales como los calamares y peces. Los consumidores terciarios también carnívoros se alimentan de los secundarios y los grandes depredadores carnívoros en la cima de la cadena alimenticia que se alimentan de consumidores terciarios.

La eficiencia en la transferencia de materia orgánica hacia arriba en la red alimentaria es menor del 10% (un organismo crece en peso menos de 100 g por cada kilo de alimento consumido). Esto significa que la producción se disipa a medida que se mueve hacia arriba en la red alimentaria, de manera que por cada tonelada de producción vegetal introducida solamente se puede cosechar 100 kg de herbívoros, 10 kg de carnívoros que se alimentan de herbívoros y así subsiguientemente. Significa que la producción de 1 kg de atún (Nivel trófico 4) requiere de 100.000 kg de producción de fitoplancton, la cual es equivalente a la producción primaria de 5 hectáreas de superficie oceánica. Si por el contrario consumimos 1 kg de pequeños pelágicos como las sardinas (Nivel trófico 2) estamos efectivamente cosechando la producción anual 100 veces menor. Por lo tanto, la producción de peces carnívoros altos en la cadena alimentaria requiere apropiarse de enormes cantidades de producción oceánica para ser convertidos en harina y aceite de pescado para la producción de peces

Entonces, en consecuencia de esto, lo más recomendable  para lograr sistemas de producción acuícolas sustentables para alcanzar los Objetivos del milenio planteados, es que la acuicultura se centrara mayormente en especies de bajo nivel trófico los cuales requieren  mínimos o nulos insumos externos al sistema, como en el caso de los moluscos bivalvos que derivan su alimentación y nutrientes del agua de mar y a su vez impactan significativamente y positivamente en la calidad del agua circundante.  Consecuentemente “Cultivar hacia abajo en la cadena alimentaria” tienen consecuencias ambientales positivas y con significado, mientras que lo opuesto “Cultivar hacia arriba en la cadena alimentaria” se considera una dirección éticamente  y ambientalmente ilógica y no sustentable.

Este aspecto es más evidente en los desarrollos de la acuicultura de especies de valor menor, con alimentación baja en la cadena trófica. Esta dirección la ha marcado Asia, donde ocurre el 90% de la acuicultura global,  el epicentro del desarrollo acuícola del mundo, con la contribución socioeconómica de sus comunidades acuícolas, quienes son la mayoría granjeros acuicultores pobres, que cultivan en pequeña escala rural, con una gran contribución de la acuicultura al bienestar social de los países en desarrollo.

La realidad es que la gran producción acuícola mundial que proviene de Asia se genera en granjas de pequeño tamaño, cuyo granjero es su dueño y gerente, pero este tipo de producción no ha sido debidamente considerado o tomado en cuenta ya que las críticas a la acuicultura o la máxima atención se centra en los desarrollos industriales de salmones o de camarones (De Silva and Davy, 2009).

Por lo tanto, todo esto indicaría que la solución para la sustentabilidad de la acuicultura descansa en la producción masiva de especies que se alimentan bajo en la cadena  alimentaria tales como las plantas acuáticas, algas marinas, microalgas, moluscos filtradores como los bivalvos (mejillones, ostras, vieiras,) los cuales actualmente son interesantes objetos culinarios además de poseer altos valores de proteínas, vitaminas y minerales.

Otra solución es el cultivo de organismos herbívoros, que alcanzan altos valores en el mercado de alimentos marinos como los erizos y pepinos de mar así como especies de peces herbívoros y omnívoros de nivel trófico bajo como tilapias, carpas, bagres o lisas en aguas continentales y marinas, los cuales serían el camino para lograr adecuarse a sistemas de producción sustentables.

Este cambio permitiría también al sector cerrar su ciclo de producción, produciendo en granjas acuícolas los peces para elaborar los alimentos concentrados que requiere, liberando a la acuicultura de su presente dependencia de los peces de captura de pesquerías naturales además de ser una opción más viable económicamente. Uno de los retos que en los cuales se encuentra la industria de la acuicultura es educar a los consumidores acerca de lo que significa la acuicultura responsable y sustentable para ayudar a generar la demanda de especies cultivadas de bajo nivel trófico.

Asimismo, los productores acuícolas deberán mantenerse al día en relación a las tendencias de consumo y demandas de mercado para asegurarse de que serán capaces de ofrecer productos que llenen las expectativas de los consumidores mundiales. Este camino y estos cambios se están generando ante la conciencia en la población, sobre todo de los países más desarrollados de sus impactos como consumidores en la sustentabilidad de planeta, del océano y sus recursos naturales.

NOTA: A objeto de ir ampliando estos temas de sustentabilidad en la acuicultura estaremos en próximas entregas introduciendo con más detalle el cultivo de especies bajas en la cadena trófica. Serán cinco entregas: Cultivo de micro y macroalgas marinas, Cultivo de moluscos bivalvos, Cultivo de erizos y pepinos marinos, Cultivo de peces herbívoros y omnívoros, Policultivos y Acuicultura Multitrofica Integrada (IMTA). Es necesario generar conocimiento e información al expandir el interés, desarrollo e inversión de la acuicultura de nivel trófico bajo como una fuente ecológicamente eficiente para aumentar la producción de alimentos.

Se hará énfasis en nuevos desarrollos acuícolas y productos, recomendaciones de  expertos de como se está logrando esto a través de la optimización de la producción en las empresas acuícolas existentes, como están trasladándose a principios de cero-efluentes o desechos y a economías circulares, como por ejemplo la acuicultura multitrofica y los bioflocos.

Por: M.Sc. María Fernanda Capecchi. Especialista en Cultivos y Biotecnología Marina,  Directora de Especies Marinas C.A. Correo: especiemarina@yahoo.com 

Bibliografía Consultada

Duarte, C.M., M. Holmer, lsen, D. Soto, N. Marbà, J. Guiu, K. Black & I. Karakassis. 2009. Will the Oceans Help Feed Humanity? BioScience 59: 967–976.

FAO. 2020. El estado mundial de la pesca y la acuicultura 2020. La sostenibilidad en acción. Roma. https://doi.org/10.4060/ca9229es.

Hua, K. et.al. 2019. The Future of Aquatic Protein: Implications for Protein Sources in Aquaculture Diets. One Earth 1: 329 p.

Nystøyl, R. 2019. Mercados para productos de acuicultura de bajo nivel trófico: Algunas consideraciones críticas. Eumofa: Observatorio del Mercado Europeo de productos Pesqueros y Acuícolas. Presentado en: Aquaculture, Europe, Berlín 2019.

Pauly, D, Christensen V, Guénette S, Pitcher T.J, Sumaila U.R,Walters C.J, Watson R, Zeller D 2002.Towards sustainability in world fisheries”, Nature. 418: 689-695.

Tacon, R. et al. 2010. Acuicultura Responsable y Niveles Tróficos. Implicaciones para la provisión global de peces. En: Reviews in Fisheries Science. 18(1):94–105. https://www.researchgate.net/publication/233078215