Las branquias son órganos vitales para los peces, desempeñando un papel crucial en la respiración, la excreción y el balance osmótico. Constituyen una megaestructura con una extensión extraordinaria, que aproximadamente el 90% de toda la superficie corporal del pez, permitiendo un estrecho y extenso contacto con el medio acuático.
Estructura de las Branquias en Peces
Las branquias de los peces están compuestas por una serie de arcos branquiales, de los cuales emergen las laminillas primarias (o filamentos branquiales). Estas laminillas primarias, a su vez, presentan numerosas proyecciones secundarias, conocidas como laminillas secundarias. Esta arquitectura intrincada maximiza la superficie disponible para el intercambio gaseoso.
Laminillas Primarias: Los Filamentos Branquiales
Los filamentos branquiales, o laminillas primarias, son estructuras alargadas y delgadas que se extienden desde los arcos branquiales. Son los principales portadores de los vasos sanguíneos que transportan la sangre hacia y desde el órgano respiratorio. La disposición de estas laminillas permite un flujo de agua eficiente sobre su superficie.
Laminillas Secundarias: El Sitio del Intercambio Gaseoso
Las laminillas secundarias son pliegues microscópicos que se proyectan desde las laminillas primarias. Son el sitio principal donde ocurre el intercambio de gases (oxígeno y dióxido de carbono) entre el agua y la sangre del pez. Su gran número y delgada pared celular facilitan una difusión rápida y eficiente.
Función de las Branquias
Las branquias no solo son esenciales para la respiración, sino que también reflejan el historial de salud de los peces, funcionando como "diarios de vida". Permiten comprender aspectos relevantes de su pasado cercano, lo que facilita un manejo sanitario y productivo más eficiente para el futuro.
Respiración
El principal rol de las branquias es la captación de oxígeno disuelto en el agua y la eliminación de dióxido de carbono. El agua fluye sobre las laminillas secundarias, donde el oxígeno difunde hacia los capilares sanguíneos y el dióxido de carbono difunde hacia el agua.
Otras Funciones
Además de la respiración, las branquias participan en la excreción de productos de desecho nitrogenados (como el amoníaco) y en la regulación del balance osmótico, especialmente en ambientes de agua dulce y salada.
El Microbioma Branquial del Salmón
Las branquias constituyen un complejo ecosistema en sí mismo, albergando una prolífica microbiota que conforma un microbioma equilibrado y complejo. Este microbioma, que incluye bacterias, virus y hongos, interactúa con el pez huésped y desempeña funciones esenciales para su salud, similar al microbioma digestivo.
Importancia del Microbioma Branquial
Recientemente, se ha observado un aumento de problemas multifactoriales relacionados con la salud branquial, lo que subraya la necesidad urgente de comprender el microbioma branquial debido a las consecuencias en el bienestar animal y las pérdidas económicas. Existe una falta de comprensión sobre los factores que determinan la composición del microbioma branquial y la influencia de la fase de agua dulce en su composición a largo plazo.
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Influencia del Tipo de Piscicultura en el Microbioma
Se ha demostrado que el tipo de piscicultura influye en los microbiomas branquiales del salmón del Atlántico. Los salmones producidos en Sistemas de Recirculación de Agua (RAS), pisciculturas de flujo abierto o en lagos presentan microbiomas en las mucosas branquiales cuya composición y estructura se ven afectadas al ingresar al mar.
Investigadores de la Universidad de Glasgow caracterizaron el microbioma branquial de salmones de siete cohortes diferentes, que esmoltificaron en RAS, piscicultura de flujo abierto y lago, antes y después de su ingreso a sitios de engorda en mar. Los científicos demostraron que el tipo de piscicultura deja una huella en la comunidad de microorganismos branquiales con la cual los peces enfrentan el delicado proceso de ingreso al mar.
Cambios del Microbioma en Agua Dulce y Salada
Los sistemas de lago y piscicultura de flujo abierto mostraron mayor similitud entre sí que los tres sistemas RAS estudiados. Si bien el microbioma branquial varió entre las ubicaciones de los centros de engorda en mar, la agrupación por sistema de piscicultura de origen se observó durante las primeras semanas tras el ingreso al mar.
Se registraron microbiomas centrales a nivel de género en todos los peces, y a nivel de ASV (Amplicon Sequence Variant), que proporciona una visión más precisa de la diversidad microbiana, se observaron microbiomas centrales solamente en las pisciculturas de agua dulce de lago y en todos los salmones de agua salada.
Implicaciones para la Mitigación de Enfermedades
Los futuros métodos de mitigación de enfermedades branquiales, enfocados en mejorar el microbioma, podrían ser más eficaces en la etapa de agua dulce, ya que se encontraron más ASV compartidos entre el agua y las branquias en esta fase que en el mar. A pesar de la mayor similitud en el mar, el número de ASV compartidos entre el microbioma branquial y el agua circundante se redujo.
Los hallazgos de esta investigación abren posibilidades para modelar el microbioma branquial durante la fase de agua dulce, potenciándolo con comunidades de microorganismos que fortalezcan a los peces ante amenazas sanitarias branquiales en el mar. Esto podría permitir configurar branquias inmunes a enfermedades como la Enfermedad Amebiana de las Branquias (AGD) o la Enfermedad Bacteriana de las Branquias (BGD), entre otras resistencias.
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