Tesis doctoral de Diana Perdiguero Alonso
La presente tesis doctoral está dedicada al estudio de la composición y estructura de la fauna de parásitos metazoos del bacalao atlántico, gadus morhua, procedente de 6 áreas de pesca del atlántico nororiental [mares báltico, celta, de irlanda y del norte, área de islandia y un fiordo noruego (el fiordo de trondheim)], así como 2 granjas marinas situadas en islandia y escocia; y aplica este conocimiento a dos niveles: el estudio comparativo de los patrones de organización de comunidades a diversas escalas y el estudio de la utilidad de los parásitos del bacalao como marcadores biológicos para discriminar espacialmente las poblaciones de bacalao. se recolectaron 1.254 peces siguiendo el diseño de muestreo planteado para el proyecto codtrace. De estos 816 peces fueron recolectados durante 2002-03; 60 procedían del fiordo noruego; y 378 representan los peces procedentes de granjas acuícolas. Los muestreos habían sido diseñados para recolectar todos los tipos de muestras de cada pez para poder así testar diferentes técnicas de trazabilidad (morfológicas, bioquímicas, bacterianas, genéticas y parasitológicas) con el objetivo de discriminar el origen del bacalao atlántico. el examen parasitológico fue llevado a cabo siguiendo un protocolo estándar y los parásitos fueron identificados hasta el taxón de menor nivel posible. En general, los análisis estadísticos con datos no transformados se realizaron con tests no-paramétricos debido a que sus distribuciones eran agregadas (p. Ej. Test de la u de mann-whitney para comparaciones pareadas, test de kruskal-wallis para comparaciones múltiples y correlaciones de rango de speanllan). cuando se necesitó realizar análisis paramétricos los datos fueron transformados logarítmicamente (p. Ej. Análisis cluster, escalado multidimensional, análisis de similitudes, análisis discriminante linear, regresión linear múltiple]. Las clasificaciones con «random forests» y redes neurales artificiales se realizaron utilizando datos no transformados. a través de una aproximación descriptiva y ecológica, este estudio ha investigado la parasitofauna de cuantiosas muestras de bacalao, gadus morhua consiguiendo recopilar nueva información sobre la composición y estructura de la parasitofauna y las comunidades de este hospedador en una amplia área de distribución. Las detalladas descripciones y los análisis comparativos sobre la composición y estructura de las comunidades parásitas del bacalao en las regiones de estudio han aportado nueva información sobre los niveles de variación temporal y espacial a diferentes escalas (infracomunidades, comunidades componentes y faunas). Además, la información obtenida fue utilizada para buscar patrones no-aleatorios de la riqueza, composición y estructura de las comunidades prestando atención a los aspectos más globales de la organización de comunidades de parásitos que pueden revelar la posible influencia de los procesos biogeográficos a gran escala sobre las comunidades de parásitos del bacalao del atlántico ne. Finalmente se utilizó una nueva técnica, «random forests», que ha permitido evaluar la utilidad de los parásitos de bacalao como biomarcadores para la discriminación de las poblaciones de bacalao. Para la que se tuvieron en cuenta los datos a nivel de infracomunidad, recolectados para los peces muestreados en las 5 áreas de este estudio con réplicas temporales. Utilizando «random forests» se pudo realizar un estudio sobre la utilidad de los parásitos del bacalao como marcadores biológicos para la discriminación espacial de las poblaciones y/o stocks de los hospedadores. Las principales conclusiones de este estudio se resumen a continuación. la parasitofauna de metazoos de bacalao de 6 regiones distintas del atlántico nororiental se describen detalladamente por primera vez. Se trata de una fauna rica formada por 55 taxones parásitos diferentes: 1 monogeneo, 19 trematodos, 8 cestodos, 13 nematodos, 3 acantocéfalos, 7 copépodos, 2 hirudíneos, 1 anfípodo y 1 isópodo. Siete especies, diclidophora merlangi, rhipidocotyle sp., Fellodistomum sp., Steringotrema sp., Cucullanus sp., Spinitectus sp. Y chondracanthus omatus son primeras citas en este hospedador. Sólo 3 especies parásitas (contracaecum osculatum, hysterothylacium aduncum y echynorhynchus gadi) infectaron a bacalaos de cultivo acuícola a través de la ingestión de crustáceos planctónicos como hospedadores intermediarios, probablemente introducidos en los tanques a través de la circulación del agua. Once especies estuvieron presentes en las parasitofaunas de las 6 regiones naturales estudiadas: el trematodo lepidapedon elongatum; los nematodos anisakis simplex, c. Osculatum, h. Aduncum, h. Rigidum, pseudoterranova decipiens, ascarophis crassicollis y capillaria gracilis; y los acantocéfalos corynosoma semerme, c. Strumosum y echinorhynchus gadi. los resultados de los análisis comparativos llevados acabo a nivel de infracomunidad y comunidad componente indicaron que, las comunidades parásitas de bacalao de las regiones de baja salinidad (mar báltico y fiordo de trondheim) estuvieron caracterizadas por las más bajas riquezas, abundancias y diversidades totales de todas las comunidades, así como de los parásitos en fase larvaria y los ectoparásitos, exhibiendo la mayor heterogeneidad en la composición y estructura de las infracomunidades. Las comunidades de bacalao en las regiones de mar abierto (mares celta, del norte y de irlanda e islandia) tuvieron mayor riqueza y abundancia aunque las infracomunidades exhibieron variaciones de composición más acusadas entre regiones, siendo las comunidades de islandia las de mayor riqueza, abundancia y predecibilidad de especies debido a la fuerte dominancia de las larvas de anisáquidos. las comunidades componentes del bacalao exhibieron una homogeneidad significativa en la composición dentro de cada región, mientras que las infracomunidades mostraron, generalmente, una menor predecibilidad. Este hecho está relacionado con que sólo un grupo restringido de las especies que contribuyen a la similitud entre comunidades componentes mostraban una elevada abundancia y dominaban las infracomunidades. Se encontraron tres especies de amplia distribución geográfica, h. Aduncum, a. Simplex y oerogenes varicus, que dominaban de forma evidente tanto a/nivel de comunidad componente como de infracomunidad. La distancia geográfica afecta a la similitud en la composición y estructura de las comunidades componentes de parásitos del bacalao pero no a las faunas regionales. La mayor homogeneidad de las parasitofaunas regionales puede estar relacionado con el comportamiento migratorio del bacalao y el dominio de los parásitos generalistas que tienen una amplia distribución geográfica. La sincronización espacial de la composición de las comunidades componentes y las substancialmente mayores tasas de declive de similitud exhibidas en comparación con las comunidades parásitas de otros peces, indican que las comunidades componentes de bacalao están fuertemente comprometidas por la configuración espacial de las regiones y la facilidad de dispersión de los parásitos de bacalao. La relación existente entre la riqueza regional y local de las comunidades de bacalao fue congruente en las dos escalas espaciales del análisis. Las comunidades componentes de bacalao alcanzaron menores valores de riqueza que las faunas regionales, y de manera similar, las infracomunidades mostraron una mayor independencia de la riqueza respecto de las comunidades componentes. La naturaleza curvilínea de la relación entre la riqueza regional y local aportaron evidencias para rechazar la hipótesis nula de proporcionalidad del muestreo como mecanismo que explique los patrones observados. La relación entre la abundancia media de los parásitos y la riqueza de las comunidades componentes apunta hacia una compensación de la densidad en comunidades parásitas de regiones de mar abierto y su ausencia en las comunidades de bacalao muestreadas en regiones de baja salinidad. el presente estudio es la primera aproximación para testar la existencia de subgrupos anidados al nivel de las parasitofaunas locales. El hecho de que lo patrones no aleatorios de la composición de la fauna puedan generalizarse a las comunidades componentes indica que los patrones de diversidad en las comunidades parásitas del bacalao del atlántico nororiental muestran pautas bastante generales. La ausencia de aleatoriedad en la composición de las faunas y comunidades componentes estuvo claramente relacionada con la salinidad, las faunas y comunidades empobrecidas de las regiones de baja salinidad (báltico y trondheim) estaban anidadas dentro de las faunas y comunidades más ricas de las regiones de mayor salinidad en mar abierto. la comparación del comportamiento de aprendizaje de una novedosa metodología de clasificación de grupos, «random forests» (rf), con otros algoritmos, análisis discriminante linear (adl) y las redes neurales artificiales (nn), utilizando la misma versión de datos de comunidades parásitas derivados del muestreo de poblaciones de bacalao de cinco regiones del atlántico nororiental, reveló que rf era la mejor herramienta de clasificación. Rf mostró una mayor predicción que los otros dos algoritmos (adl y nn) en la asignación de las muestras de bacalao a sus stocks/poblaciones de procedencia, usando datos de comunidades parásitas. Algunas especies parásitas fueron seleccionadas como «importantes» para desarrollar el modelo de rf, los listados de especies entre los diferentes modelos utilizados fueron consistentes. Invariablemente, los nematodos anisáquidos, tradicionalmente utilizados para la discriminación de stocks en el atlántico noroccidental, fueron identificados como «importantes» para desarrollar los modelos. Otras especies que contribuyeron para el acierto en la clasificación fueron el nematodo cucullanus cirratus, los trematodos o. Varicus y hemiurus communis, el acantocéfalo e. Gadi y el copépodo clavella adunca. Se hallaron diferencias en la precisión de las predicciones con respecto a las poblaciones/stocks de origen muestreados. La mayor precisión en los modelos predictivos fue exhibida por las muestras bálticas e islandesas, lo que indica que las poblaciones de las localidades de freza y forrajeo de estos stocks pueden ser diferenciadas con certeza de aquellas del resto stocks estudiados en el atlántico nororiental usando rf y adl. El poder de predicción de todos los algoritmos disminuyó debido a las similitudes entre las comunidades de freza y forrajeo de bacalao capturados en el mar celta, de irlanda y norte. En general, rf proporcionó una predicción muy acertada para los peces del mar celta mientras las predicciones para los mares del norte y de irlanda fueron menos acertadas. La baja discriminación entre los stocks del mar celta y de irlanda podría estar relacionada con la proximidad geográfica y migración entre stock s de bacalao de ambos mares, mientras que las mayores tasas de clasificación errónea del mar del norte podrían deberse a la heterogeneidad del diseño de muestreo, especialmente por la baja representación en las bases de datos de la agrupación regional «dogger bank» del stock de bacalao del mar del norte. Aunque los análisis indicaron notables variaciones anuales/estacionales en las comunidades parásitas del bacalao, se encontró un claro patrón de repetibilidad cuando las 2 muestras del año 2002 se usaron para predecir la procedencia de peces recogidos en la primavera siguiente. Este hecho, unido a los resultados del experimento de validación realizados con muestras «ciegas», confirmó las expectativa de partida de que los modelos de rf generalizan mejor con grupos de entrenamiento amplios y diversos y con un amplio número de variables. Por tanto, los datos sobre comunidades de parásitos pueden ser utilizados de forma óptima para discriminar poblaciones de origen o stocks de bacalao del atlántico nororiental utilizando rf. Los buenos resultados de discriminación obtenidos, incluso para este pez migratorio con comunidades parásitas que se solapan ampliamente, reflejan el elevado potencial de rf para desarrollar modelos predictivos usando datos que son complejos y «ruidosos» e indica que se trata de una herramienta prometedora para otros estudios de biomarcadores.
Datos académicos de la tesis doctoral «Comunidades parásitas del bacalao en aguas de europa«
- Título de la tesis: Comunidades parásitas del bacalao en aguas de europa
- Autor: Diana Perdiguero Alonso
- Universidad: Universitat de valéncia (estudi general)
- Fecha de lectura de la tesis: 25/04/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- pinés Balbuena Díaz
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan Antonio Raga esteve
- beatriz Morales nin (vocal)
- Santiago Pascual del hierro (vocal)
- simoneta Mattiucci (vocal)
