Study of in vitro fermentation kinetics of mixtures of forages from intensive silvopastoral systems (SSPI) with Leucaena leucocephala in Colombia¤ / Estudio de la cinética fermentativa in vitro de mezclas de forrajes que incluyen Leucaena leucocephala proveniente de sistemas silvopastoriles intensivos (SSPi) en Colombia / Estudo in vitro da cinética fermentativa de misturas de forragens que incluem Leucaena leucocephala a partir de sistemas silvopastoris intensivos (SSPi) na Colômbia

Abstract A study of the in vitro fermentation dynamics of the forages star grass (Cynodon plectostachyus; E), Guinea grass (Megathyrsus maximus; G) and Leucaena leucocephala (L), available in intensive silvopastoral systems (ISS) was carried out. Samples of these forages were harvested in ISS set in tropical dry forest in the Valle del Cauca, Colombia. With these forages, ten mixes or different treatments were generated: E100, G100, L100, E33G66, E66G33, L33E66, L66E33, L33G66, L66G33 and L33E33G33. The shorter lag phase was observed with L100 (7.02 h) and E33G66 (7.11 h), lower (a= 0.05) than that of L33E66 (10.22 h) and G100 (9.85 h). The maximum production of gas (a) ranged between 97.34 and 253 ml/ g substrate for L100 and G100, respectively. The lowest HIP value was obtained with L100 (23.3 hours) and the gas accumulated to that point was 35.08 ml, which coincides with the lower value. The treatments that most accumulated gas were the grasses alone or their mixtures and those with the least accumulated gas included leucaena. Regarding FP, after 24 hours of incubation, the greater values occurred with L100 and mixtures that included leucaena. It is concluded that the inclusion of Leucaena was associated with decreases in the lag phase time and maximum gas production rates and with high values of FP, characteristics that may be associated with more efficient fermentation processes.

Se estudió la dinámica fermentativa in vitro de los forrajes pasto estrella (Cynodon plectostachyus; E), pasto guinea (Megathyrsus maximus; G) y leucaena (Leucaena leucocephala; L), disponibles en sistemas silvopastoriles intensivos (SSPi). Se recolectaron muestras en SSPi establecidos en bosque seco tropical en el Valle del Cauca, Colombia. Se realizaron 10 mezclas o tratamientos con diferentes porcentajes de inclusión: E100, G100, L100, E33G66, E66G33, L33E66, L66E33, L33G66, L66G33 y L33E33G33. El menor tiempo de fase Lag se observó con L100 (7,02 h) y E33G66 (7,11 h), menores (a = 0,05) a L33E66 (10,22 h) y G100 (9,85 h). Las producciones máximas de gas (a) variaron entre 97,34 y 253 ml/g sustrato para L100 y G100, respectivamente. El menor valor de HPI se obtuvo con L100 (23,3 horas) y el gas acumulado a ese punto fue 35,08 ml, que coincide con el valor más bajo. Los tratamientos de mayor acumulación de gas fueron los que incluyeron gramíneas solas o sus mezclas y los de menor acumulación de gas fueron los que incluyeron leucaena. En cuanto al FP, a las 24 horas de incubación los valores más altos se presentaron con L100 y en las mezclas que incluyeron leucaena. Se concluye que la inclusión de leucaena estuvo asociada a disminuciones en el tiempo de fase lag y tasas máximas de producción de gas, así como con altos valores de FP, características que pueden asociarse a mayor eficiencia en los procesos de fermentación.

Resumo Estudou-se a dinâmica fermentativa in vitro das forrageiras do capim estrela (Cynodon plectostachyus; E), capim coloni ão (Megathyrsus maximus; G) e leucaena (Leucaena leucocephala; L), disponíveis em sistemas silvopastoris intensivos (SSPi). Tomaram-se amostras em SSPi estabelecidos em bosque seco tropical no Vale do Cauca, Colômbia. Realizaram-se 10 misturas ou tratamentos com diferentes porcentagens de inclus ão: E100, G100, L100, E33G66, E66G33, L33E66, L66E33, L33G66, L66G33 e L33E33G33. O menor tempo da fase Lag se observou com L100 (7,02 h) e E33G66 (7,11 h), menores (a = 0,05) a L33E66 (10,22 h) e G100 (9,85 h). As produções máximas de gás (a) variaram entre 97,34 e 253 ml/g substrato para L100 e G100, respectivamente. O menor valor de HPI obteve-se com L100 (23,3 horas) e o gás acumulado nesse ponto foi 35,08 ml, que coincide com o menor valor. Os tratamentos de maior acumulação de gás foram os que incluíram gramíneas solas ou suas misturas e os de menor acumulação de gás foram os que incluíram leucaena. Em quanto ao FP, as 24 horas de incubação os valores maiores apresentaram-se com L100 e em misturas que incluíram leucaena. Pode se concluir que a inclus ão de leucaena esteve associada a diminuições no tempo de fase lag e taxas máximas de produção de gás, assim como com altos valores de FP, características que podem-se associar com a maior eficiência nos processos de fermentação.

Factors affecting forage intake and selectivity in ruminants / Factores que afectan el comportamiento de consumo y selectividad de forrajes en rumiantes / Fatores que afetam o comportamento no consumo e seletividade de forragem em ruminantes

Selectivity is a fundamental strategy in forage intake dynamics. This process determines plant dynamics in botanically mixed ecosystems. Selective intake of certain plants or plant parts depends on intrinsic and external factors. These factors modulate consumption behavior when plant diversity does exists in the habitat. As a response to plant diversity, animals have developed anatomical (e.g., structure of apprehension organs) and physiological adaptations (e.g., metabolic adaptations). Adaptations help the animal to fulfill their nutritional requirements with the plants available in their ecosystem. Factors affecting consumption behavior and selectivity can be classified into three groups: 1) relative to the animal (species, breed, gender, weight, physiological stage, health, conditioning, consumption times, and experiences), 2) social factors (animal density and hierarchies), and 3) habitat (pasture structure, density of plant species, ease of access to fodder, and season). To defend themselves from herbivores, plants have developed structural adaptations (e.g., thorns, pubescence) and secondary compounds (e.g., phenols, terpenes, oxalates) which decrease palatability or generate harmful effects in animals. The objective of this review is to show an overview of the factors that affect forage intake behavior and selectivity in ruminants considering their context, to plan for efficient and sustainable management strategies.

La selectividad es una estrategia fundamental en la dinámica de consumo de alimento. Además, es un proceso que determina la dinámica de las plantas en ecosistemas de composición botánica mixta. El consumo selectivo de ciertas plantas o de partes específicas de las mismas depende de factores externos e intrínsecos del animal, que modulan el comportamiento de consumo cuando existe diversidad de plantas para ser cosechadas en el hábitat. Debido a la diversidad vegetal que pueden consumir los animales, estos han creado adaptaciones anatómicas (p.e., estructura de los órganos de aprehensión) y fisiológicas (p.e., adaptaciones metabólicas) para llenar los requerimientos nutricionales con las plantas disponibles en el ecosistema que habitan. Los factores que afectan el comportamiento de consumo y selectividad pueden clasificarse en: 1) propios del animal (especie, raza, sexo, peso, estado fisiológico, salud, condicionamientos, tiempos de consumo, y experiencias), 2) factores sociales (densidad de animales y jerarquías), y 3) factores del hábitat (estructura de las pasturas, densidad de especies de plantas, facilidad de acceso a los forrajes y estaciones). Las plantas han desarrollado mecanismos para defenderse de la herbivoría con adaptaciones estructurales (p.e., espinas, pubescencias) y compuestos secundarios (fenoles, terpenos, oxalatos) que disminuyen la palatabilidad o generan efectos nocivos para quien la consume. El propósito de esta revisión es mostrar un panorama general de los factores que afectan el comportamiento de consumo y selectividad de forrajes en rumiantes teniendo en cuenta el contexto en el cual se esté estudiando, con el fin de planear estrategias de manejo eficientes y sostenibles.

A seletividade é uma estratégia fundamental na dinâmica do consumo de alimento. Além disso, é um processo que determina a dinâmica das plantas em ecossistemas de composição botânica mista. O consumo seletivo de determinadas plantas ou partes específicas das mesmas depende de fatores extrínsecos e intrínsecos ao animal, que modulam o comportamento do consumo quando existe diversidade de plantas a ser colhidas no habitat. Devido à diversidade vegetal que os animais podem consumir, eles tem criado adaptações anatômicas (estrutura dos órgãos de apreensão) e fisiológicas (adaptações metabólicas) para suprir as exigências nutricionais a partir das plantas disponíveis no ecossistema que habitam. Os fatores que afetam o comportamento no consumo e seletividade podem ser classificados em: 1) Próprios do animal (raça, espécie, sexo, peso, estado fisiológico, saúde, condicionamentos, tempos de consumo experiências prévias, 2) fatores sociais (densidade de animais e hierarquias), 3) fatores de habitat (estrutura das pastagens, densidade de espécies de plantas, facilidade de acesso às forragens e estações) As plantas tem desenvolvido mecanismos para se defenderem da herbivoria com adaptações estruturais (espinhos, pubescências), e compostos secundários (fenóis, terpenos, oxalatos) que diminuem a palatabilidade ou geram efeitos nocivos para os consumidores. O objectivo desta revisão é apresentar uma visão geral dos fatores que afetam o comportamento de consumo e seletividade das forragens em ruminantes tendo em conta o contexto em que eles estão sendo estudados, a fim de planejar estratégias de gestão eficientes e sustentáveis.

Simplificación de la fertilización de ovocitos durante la producción in vitro de embriones bovinos / Simplificação da fecundação de oócitos durante produção in vitro de embriões de bovinos / Simplification of oocytes fertilization during in vitro production of bovine embryos

El objetivo de este estudio fue evaluar un nuevo procedimiento de fertilización in vitro (FIV) de ovocitos bovinos, en el cual se omitió la centrifugación de los espermatozoides para los procesos de lavado y selección espermática. Dentro de cada uno de los pozos de los platos convencionales de cuatro pozos (pozos externos) se introdujo un nuevo pozo más pequeño (pozos internos) de aproximadamente 50 μl hecho en material de vidrio (0.3 mm de alto por 0.8 mm de diámetro). El procedimiento consistió en llenar los pozos interno y externo con 700 μl de medio de fertilización, hasta que el pozo interno quedara cubierto de medio, luego se depositaron 10 CCOs por pozo interno; luego 30 μl de semen previamente descongelado se depositaron en el fondo del pozo externo. Después de una hora se removió todo el contenido del pozo externo y se dejó el contenido del pozo interno con el medio y las células germinales por un periodo de incubación de 16 h. Los presuntos cigotos fueron cultivados en medio CR1aa por un periodo de siete días con un cambio de medio a las 72h. Como control, se utilizó un gradiente de Percoll 45-90% para la selección espermática. La tasa de de ovocitos divididos fue de (70.8 vs. 73.1) y la proporción de ovocitos que llegaron al estadio de morúla y blastocisto fue de (18.8 vs. 20.3), respectivamente. Los resultados obtenidos con la nueva propuesta metodológica son similares a los obtenidos con la metodología convencional (p<0.05). Estos resultados indican que ambos métodos producen resultados similares pero la nueva propuesta metodológica permite ahorrar tiempo, es menos laboriosa, consume menos reactivos y permite reducir la manipulación de las células espermáticas con buenos efectos eventuales en el mejoramiento de los procedimientos de reproducción in vitro.

This study was conducted to evaluate an in vitro fertilization (IVF) procedure that avoids the washing-selection-centrifugation of spermatozoa prior to coincubation with oocytes. A special dish was constructed as follows: in the middle of each of the 4-wells of a conventional plastic dish (larger wells), another little (≈50 μl) glass dish (inner well) was placed (0.3 mm-tall x 0.8 mm in diameter), in such a way that when the larger plate was filled with 700 μl of IVF media (Fert–TALP), the inner well was also filled up to overflowing. Ten in vitro matured oocytes were set into the inner well, and 30 μl of thawed semen were placed on the bottom of the outer well. After one hour of incubation, the media from the outer well was removed, and the well with the remaining media and the germ cells, were incubated for 16 hours. Presumptive zygotes were cultured in a CR1aa media for seven days with a culture media replace at 72 h. As a control, a conventional IVF, using the classical 45%-90% Percoll gradient selection, was carried out. The cleavage rates (70.8 vs. 73.1) and the proportion of oocytes reaching morula and blastocyst stages (18.8 vs. 20.3) by the “easy-IVF” were similar to the results obtained by the classical method (p<0.05). These results indicate that the two methods yield similar results but the “easy-IVF” definitely saves time, human effort, reagents, and after all reduces the manipulation of the sperm with eventual good effects in the long run toward improving in vitro reproduction procedures.

O objetivo deste estudo foi avaliar um novo procedimento de fertilização in vitro (FIV) de oócitos bovinos, que foi omitida na centrífuga esperma lavar os processos de seleção e de esperma. Dentro de cada um dos poços pratos convencionais quatro poços (poços externa) um novo bem menor (poços internos) cerca de 50 μl fato em vidro (0,3 mm de altura por 0,8 mm de diâmetro) foram introduziu. O procedimento foi de encher poços interna e externamente com 700 μ l meio de fertilização, até que a fossa foi coberto por meios internos e, em seguida, depositadas 10 CCOs em poços internos; então 30 μl previamente descongelados sêmen foi depositado no fundo da cova fora. Depois de uma hora é retirada a todo o conteúdo da cova, e foi deixada fora da doméstica no conteúdo do bem com o ambiente e células germinativas por um período de incubação de 16 h. A alegada zygotes foram cultivados em meio CR1aa por um período de 7 dias com uma mudança no meio-72h. Como um controle, utilizado uma gradiente de Percoll 45-90% de selecção de espermatozóides. A taxa de oócitos foi dividida (70.8 vs 73.1) e da proporção de oócitos que atingiu o estádio e foi Mórula blastocisto (18.8 vs 20.3), respectivamente. Os resultados obtidos com a nova metodologia proposta são semelhantes aos obtidos com a metodologia convencional (p<0.05). Estes resultados indicam que ambos os métodos produzem resultados semelhantes, mas a nova proposta metodológica economiza tempo, é menos trabalhoso, consome menos reativo e reduzem a manipulação de células espermáticas com bons potenciais efeitos na melhoria dos procedimentos reprodução in vitro.

Efecto de la suplementación con alanina y glicina sobre los clivajes iníciales de embriones bovinos producidos in vitro / Effect of supplementation with alanine and glicyne on the initial cleavages of bovine embryos produced in vitro

Objetivo. Determinar el efecto de la suplementación con alanina y glicina en el medio de cultivo sobre el porcentaje de clivaje de embriones bovinos, bajo condiciones de alta (20%) y baja (7%) tensión de oxígeno. Materiales y métodos. Los embriones fueron producidos a partir de oocitos madurados in vitro en M-199 suplementado con hormonas e inseminados con semen criopreservado; los cigotos fueron cultivados en medio CR1-AA. Al momento del cultivo se adicionaron alanina y glicina (5 mM y 10mM final respectivamente). Se usaron 4 tratamientos (T1: aminoácidos y baja tensión de oxígeno; T2: aminoácidos y alta tensión de oxígeno; T3: no aminoácidos y baja tensión de oxígeno; T4: no aminoácidos y alta tensión de oxígeno). El clivaje fue evaluado a las 48 hpi (horas post inseminación) evaluándose el número de embriones clivados sobre el total de embriones cultivados y el estadío de desarrollo (no clivados, 2, 4, 5-8 células). Se usó el programa estadístico STATISTICA (versión 5.0). Resultados. El porcentaje de embriones de 5-8 células en el tratamiento 1 respecto a los otros 3 tratamientos fue mayor (p= 0.007). Conclusiones. Los aminoácidos alanina y glicina son fundamentales para los clivajes iniciales y en bajas tensiones de oxígeno se aumenta la proporción de embriones competentes hasta las 48hpi.

Efecto del co-cultivo sobre el desarrollo temprano de embriones bovinos producidos in vitro / Co-culture effect on early development of in vitro bovine embryos

Objetivo. Estudiar el efecto del cocultivo con células oviductales sobre el porcentaje de clivaje 48 horas post inseminación (hpi) de embriones bovinos en bajas tensiones de oxígeno. Materiales y métodos. Se recolectaron ovarios de matadero para la extracción de los ovocitos que fueron puestos en medio TCM 199 suplementado con hormonas, se fertilizaron con semen criópreservado y se cocultivaron en medio CR1aa con células de oviducto durante 48 horas. Se evaluó el porcentaje de clivaje total y el porcentaje de clivaje por estadios de 2-4 células y 5-8 células. La viabilidad de las células para el cocultivo se determinó por observación del movimiento ciliar y observación de monocapa. Los tratamientos fueron T1: células de oviducto + oxígeno 20%; T2: células de oviducto + oxígeno 7%; T3 y T4 fueron controles sin células para ambas concentraciones de oxígeno. Resultados. En cuanto al porcentaje de clivaje no hubo diferencia significativa entre los cuatro tratamientos, pero hubo una tendencia a mayor clivaje para los embriones cocultivados con células y 20% oxígeno. Conclusiones. La utilización de altas tasas de oxígeno (20%) en los sistemas de cococultivo con células oviductales tienden a mejorar los porcentajes de clivaje a las 48 hpi.

El espermatozoide, desde la eyaculación hasta la fertilización / The sperm cell: from eyaculation to fertilization

En los últimos años se ha hecho un inmenso progreso en el entendimiento de los mecanismos moleculares involucrados en la maduración del gameto masculino y su tránsito desde la gónada hasta la fertilización del oocito. A lo largo de este trayecto el espermatozoide modifica su morfología y sus componentes moleculares especialmente, y además ocurren procesos que conducen a la activación para la entrada al oocito, para activar a su vez los mecanismos que conducen a la formación del zigoto. Este artículo presenta, a partir de la interpretación de la literatura actual un modelo de los eventos que se suceden a partir de la eyaculación hasta la fertilización, con énfasis en los mecanismos celulares y moleculares conocidos, y señala algunos vacíos de información aún existentes.

Fisiología de la activación del espermatozoide en peces de agua dulce / Spermatozoa activation physiology in freshwater fish

El principal objetivo de esta revisión fue el estudio de los mecanismos que regulan la movilidad espermática en peces de agua dulce, dada su importancia en el desarrollo de biotecnologías para laconservación de sus gametos, los cuales una vez producidos en el testículo, se capacitan en el conducto espermático donde permanecen inmóviles por factores como el balance iónico, la osmolaridad, el pHo algunas proteínas. En el momento de la liberación de los espermatozoides al medio acuoso, estos son activados por un periodo de tiempo muy corto. En teleósteos de agua dulce, el choque hiposmóticoinduce cambios de potencial de membrana que conducen a la regulación de canales iónicos de K+ y de Ca2+, seguida por un flujo iónico que desencadena la cascada de activación. Muchas investigacionesse han enfocado en el estudio de la osmolaridad, el balance iónico, el pH y factores dependientes de AMPc y Ca2+; asociados con la activación de la movilidad espermática. De esta forma, los mecanismos fisiológicos de la activación han ganado interés para comprender los procesos por los cuales el espermatozoide adquiere la hipermovilidad para alcanzar el oocito y penetrar el micrópilo antes del cierre del mismo.