Temporal dynamics of bacterial populations in recirculating aquaculture systems for sea urchin production / Dinámica temporal de poblaciones bacterianas en sistemas de recirculación para la producción acuícolas de erizo de mar

Abstract Introduction: Sea urchin aquaculture is a rising industry, and in consequence, there is a need to establish optimal culture parameters to ensure the health of the cultured animals. Objective: To evaluate the bacterial counts in the seawater of sea urchin (Arbacia dufresnii) aquaculture recirculating systems (RAS). Methods: The bacteriological water quality of two RAS containing sea urchins was determined. For approximately two months, weekly water samples were taken. The bacteriological quality was determined by counting total aerobic heterotrophic populations, lactic acid bacteria, enterobacterias and genus Vibrio. Physicochemical parameters were also measured. Results: There was no presence of disease or mortality. Enterobacteria and lactic acid bacteria were not detected from both RAS systems. The number of animals had an important effect on the observed difference in the count of total bacteria and Vibrio spp. In RAS 1 the maximum counts of total bacteria and Vibrio spp. were 2.8 x 105 ± 1.7 x 105 and 1.45 x 105 ± 3.6 x 104 UFC ml-1, respectively. In RAS 2 total bacteria and Vibrio spp. exhibited repetitive behavior over time influenced in part by water exchange and mainly by feeding. The results indicate that periodic water changes ensure a limited growth of bacterial strains as Vibrio and other bacteria. Conclusions: Our results suggests that the bacterial count levels recorded in this study can be used as a threshold or safety limit for Arbacia dufresnii aquaculture.

Resumen Introducción: La acuicultura de erizos de mar es una industria en auge, y en consecuencia, existe la necesidad de establecer los parámetros de cultivo óptimos para garantizar la salud de los animales en cultivo. Objetivo: Evaluar los recuentos bacterianos en el agua de cultivo de los sistemas de recirculación acuícola (RAS) de erizo de mar Arbacia dufresnii. Métodos: Se determinó la calidad bacteriológica del agua de cultivo de dos RAS que contenían erizos de mar. Durante aproximadamente dos meses, se tomaron muestras de agua semanalmente. La calidad bacteriológica se determinó realizando recuento de las poblaciones heterótrofas aerobias totales, bacterias ácido lácticas, enterobacterias y bacterias del género Vibrio. También se midieron parámetros fisicoquímicos. Resultados: No se observaron patologías ni mortalidad. No se detectaron enterobacterias ni bacterias del ácido láctico en ninguno de los sistemas RAS. El número de animales cultivados tuvo un efecto importante en la diferencia observada en el recuento de bacterias totales y Vibrio spp. En el RAS 1 los recuentos máximos de bacterias totales y Vibrio spp. fueron 2.8 x 105 ± 1.7 x 105 y 1.45 x 105 ± 3.6 x 104 UFC ml-1, respectivamente. En RAS 2 los recuentos de bacterias totales y Vibrio spp. exhibieron un comportamiento repetitivo en el tiempo influenciado en parte por el recambio de agua y principalmente por la alimentación. Los resultados indican que los cambios periódicos de agua aseguran un crecimiento limitado de cepas bacterianas como Vibrio y otras bacterias. Conclusiones: Nuestros resultados sugieren que los niveles de recuento bacteriano registrados en este estudio pueden usarse como umbral o límite de seguridad para la acuicultura de Arbacia dufresnii.

Fitorremediación de efluentes acuícolas mediante el uso de seis microalgas marinas: aportes de sustentabilidad en la industria acuícola del erizo de mar en Argentina / Phytoremediation of aquaculture effluents through the use of six marine microalgae: sustainability contributions in the sea urchin aquaculture industry in Argentina

Resumen Introducción: La industria acuícola está en constante crecimiento, registrando una producción mundial de casi 88 millones de toneladas para el año 2020. Esta industria trae consigo problemas ambientales si sus efluentes no son debidamente tratados. En el 2020, se constituyó la primera empresa de base tecnológica del CONICET en la Patagonia Argentina cuyo propósito es la producción acuícola del erizo verde de mar, Arbacia dufresnii con la finalidad de elaborar una gama de productos nutracéuticos. Su sistema de cultivo conlleva un compromiso de sustentabilidad desde su creación, y sin embargo genera efluentes con niveles altos de nitratos y fosfatos. Objetivo: Ante este escenario, y valorizando la biorremediación como herramienta de tratamiento de aguas, se propone en este trabajo la utilización de las microalgas marinas como agentes fitorremediadores del efluente acuícola. Métodos: Se utilizaron las microalgas Chaetoceros gracilis, Navicula sp., Tetraselmis suecica., Rhodomona salina., Nanochloropsis galvana y Cylindrotheca closterium, las cuales son usadas como alimento de las larvas del erizo en el proceso productivo. Se diseñó un experimento que compara el crecimiento microalgal y la capacidad de remoción de los nutrientes en el efluente en contraste con el medio de cultivo artificial actualmente usado en el ciclo productivo. Resultados: Es posible remediar el efluente de la industria acuícola mediante las microalgas seleccionadas, con porcentaje de eficacia de remoción del 100 % del nitrato y un porcentaje de eficacia de remoción promedio de 50 % para todas las microalgas testeadas. Asimismo, se obtuvieron valores de biomasa microalgal significativamente mayores cuando el cultivo fue realizado en el efluente respecto del cultivo en el medio artificial. Conclusiones: Los avances en investigación proporcionados en este trabajo ponen de manifiesto que es posible el aprovechamiento de un descarte para cultivar las microalgas, incluso mejorando la productividad microalgal para su uso como alimento, disminuyendo los costos involucrados en el sector de producción microalgal cambiando el uso del tipo de medio de cultivo actual (F/2) por el proveniente de un descarte. Estos avances si son escalados y validados, pueden mejorar los estándares de sustentabilidad de la industria en el marco de una economía circular.

Abstract Introduction: The aquaculture industry is constantly growing, registering a global production of almost 88 million tonnes by 2020. This industry brings environmental problems if its effluents are not properly treated. In 2020, the first technology-based company of CONICET was established in Argentine Patagonia whose purpose is the aquaculture production of the green sea urchin, Arbacia dufresnii to develop a range of nutraceutical products. Its cultivation system entails a commitment to sustainability since its creation, and yet it generates effluents with high levels of nitrates and phosphates. Objective: Given this scenario, and valuing bioremediation as a water treatment tool, the use of marine microalgae as phytoremediating agents of aquaculture effluent is proposed in this work. Methods: The microalgae Chaetoceros gracilis, Navicula sp., Tetraselmis suecica, Rhodomona salina, Nanochloropsis galvana and Cylindrotheca closterium were use; which are used as food for sea urchins larvae in the production process. An experiment was designed that compares the microalgal growth and the removal capacity of nutrients in the effluent in contrast to the artificial culture medium currently used in the production cycle. Results: It is possible to remedy the aquaculture industry's effluent by employing the selected microalgae, with a percentage of removal efficiency of 100 % of the nitrate and an average removal efficiency percentage of 50 % for all the microalgae tested. Likewise, significantly higher microalgal biomass values were obtained when the culture was carried out in the effluent the culture in the artificial environment. Conclusions: The advances in research provided in this work show that it is possible to take advantage of a discard to cultivate microalgae, even improving microalgal productivity for use as food, reducing the costs involved in the microalgal production sector by changing the use of the type of current culture medium (F/2) for that from a current discard. These advances, if scaled and validated, can improve industry sustainability standards within the framework of a circular economy.

Morphological plasticity in the Aristotle's lantern of Arbacia dufresnii (Phymosomatoida: Arbaciidae) off the Patagonian coast / Plásticidad morfológica en la linterna de Aristoteles en Arbacia dufresnii (Phymosomatoida: Arbaciidae) en la costa Patagónica

Abstract The relative size of the Aristotle's lantern of most sea urchins varies in relation to the food availability and it is often used to infer the availability of food of the environment. The aim of our study was to evaluate the lantern morphology plasticity of Arbacia dufresnii in populations with different environmental characteristics, either mussel beds or disturbed areas, by the invasive alga Undaria pinnatifida along the Patagonian Atlantic coast. The test diameter of the sea urchins along with the weight and height of the lanterns, the jaw lenght and rotula lenght were measured. Classic and geometric morphometric analyses were performed to test differences among populations. The length of the jaw was the best indicator of relative changes in size of the lantern. The largest length of the jaw was measured in individuals from disturbed areas dominated by the invasive algae U. pinnatifida. The rotula shape changed with the increase of the diameter of the sea urchins, it tends to be more elongated with larger sea urchins. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 339-351. Epub 2015 June 01.

Resumen El tamaño relativo de la linterna de Aristóteles en la mayoría de las especies de erizos de mar varía en relación con la disponibilidad de alimentos y se utiliza a menudo para inferir la disponibilidad de alimentos en el medio ambiente en que los erizos de mar habitan. El objetivo de este estudio fue evaluar la plasticidad morfológica de la linterna de Aristóteles de Arbacia dufresnii en poblaciones con diferentes características ambientales, ya sean con bancos de mejillones o áreas modificadas por el alga invasora Undaria pinnatífida, a largo de la costa patagónica atlántica. Se midió el diámetro del caparazón, el peso y el alto de las linternas, la longitud de la semipirámide y la longitud de la rótula. Los datos se analizaron utilizando técnicas de morfometría clásica y geométrica con el objetivo de probar diferencias entre las poblaciones. La longitud de la semipirámide fue el mejor indicador para describir los cambios relativos en el tamaño de la linterna. La mayor longitud de la semipirámide se observó en las poblaciones que habitan áreas dominadas por el alga invasora U. pinnatifida. La forma de la semipirámide no varía entre las poblaciones ni con el tamaño de los erizos de mar, mientras que la forma de la rótula cambia en relación al tamaño de los erizos, siendo más alargada cuando el tamaño de los individuos es mayor.