El modelo es una nueva herramienta para ayudar a encontrar formas de controlar los piojos que limiten los riesgos de resistencia y así mantener la efectividad de los tratamientos a lo largo del tiempo.
Los piojos del salmón pueden adaptarse rápidamente a los nuevos desafíos, como ha descubierto la industria de la acuicultura del salmón en las últimas décadas. Muchos productos químicos utilizados para tratar el salmón infestado de piojos se han vuelto ineficaces debido a que los piojos desarrollan resistencia a los pesticidas. A medida que nuevos pesticidas y otros tratamientos estén disponibles para los centros, es crucial que la industria considere si podría surgir resistencia y qué acciones pueden tomar los centros para evitar que esto suceda. Para esto, se requiere una mejor comprensión de cómo crece y se propaga la resistencia a los pesticidas en una red de centros de cultivo de salmón.
Investigadores de la Universidad de Melbourne, Nofima, el Instituto de Investigación Marina y la Universidad de Sydney han construido un nuevo modelo informático para simular la dinámica evolutiva de los piojos del salmón. Este modelo se describe en su nuevo artículo ‘Un modelo de metapoblación revela puntos críticos impulsados por la conectividad en la evolución de la resistencia al tratamiento en un parásito marino’ , publicado en ICES Journal of Marine Science.
Resistencia de modelado
Este modelo simula la infestación de piojos en más de 500 centros de salmón en todo el sur de Noruega. Realiza un seguimiento de cómo crecen los piojos en las jaulas, cómo se dispersan entre los sitios de cultivo en las corrientes oceánicas (utilizando datos del modelo de dispersión de piojos del Instituto de Investigación Marina) y cómo desarrollan resistencia a los tratamientos con pesticidas. Para probar el modelo, los autores simularon la adaptación de los piojos al azametifós, uno de los pesticidas químicos utilizados en las granjas, al que ahora la resistencia es generalizada.
Sus resultados coinciden bien con la comprensión actual de la resistencia al azametifós: en solo 10 años, el gen que proporciona la resistencia pasó de ser muy raro en la población de piojos a estar muy extendido. Los resultados del modelo destacan el vínculo entre la regularidad con la que los centros fueron tratados con azametifos y la rapidez con la que evolucionó la resistencia. Cuanto más frecuentemente se trató un centro, más probable era que los piojos que portaban el gen resistente sobrevivieran, se reprodujeran y transmitieran el gen a la siguiente generación. Y a medida que la población de piojos en un centros se volvió menos susceptible a la sustancia química, fue necesario aplicar tratamientos con mayor frecuencia para mantener las infestaciones bajo control, lo que aceleró aún más la evolución.
Puntos críticos evolutivos
Curiosamente, hubo un patrón espacial distinto para la adaptación. Es decir, la resistencia evolucionó a diferentes velocidades en diferentes partes de Noruega. La resistencia evolucionó más rápidamente en la región suroeste, alrededor de Hardangerfjord, antes de extenderse hacia el norte a lo largo de la costa. Los autores describen esta área como un «punto crítico evolutivo». Al identificar puntos críticos evolutivos como estos, los investigadores saben qué áreas son más importantes cuando se trata de monitorear y manejar la resistencia a los pesticidas.
Los patrones espaciales en la forma en que los piojos desarrollaron resistencia en el modelo fueron influenciados por la probabilidad de que las larvas de piojos infecciosos se transmitieran de un centro a otro. La resistencia evolucionó más rápidamente en áreas donde los centros estaban muy cerca y las corrientes facilitaban la transmisión de infecciones de piojos de un centros a otra. Esto se debió a que la alta transmisión de piojos entre centros condujo a altas tasas de infestación y, a su vez, a más tratamientos. También permitió que los genes resistentes se propagaran más fácilmente a nuevas áreas.
El punto de acceso evolutivo en Hardangerfjord es una región que contiene muchos centros en las proximidades. A medida que crece la industria del salmón, la ubicación de nuevos centros es fundamental. El modelo podría usarse para investigar cómo se podría optimizar la distribución en el centro para reducir la propagación de piojos.
Estrategias alternativas para combatir los piojos de mar
El estudio también destaca la necesidad de métodos alternativos de control de piojos que sean más difíciles de adaptar para los piojos que los pesticidas químicos. Por ejemplo, el proyecto CrispResist (financiado por el Norwegian Seafood Research Fund) está investigando el potencial del uso de la edición de genes para dar al salmón del Atlántico una resistencia alta o total a los piojos del salmón.
Los autores explican que su modelo también puede ayudar a decidir sobre estrategias efectivas para implementar estas nuevas tecnologías para limitar la capacidad de los piojos para evolucionar y superar los mecanismos de resistencia genética introducidos en la población huésped del salmón del Atlántico. Los modelos informáticos pueden ejecutar innumerables escenarios diferentes en grandes áreas geográficas y largos períodos de tiempo que serían imposibles de probar experimentalmente. si los piojos pueden adaptarse a las nuevas estrategias de gestión (como el salmón editado genéticamente), luego usar modelos para predecir las respuestas evolutivas de los piojos puede encontrar formas de ralentizar, o incluso detener, la propagación de la resistencia.
Los autores esperan que este sea el primero de muchos usos de tales modelos para comprender mejor cómo responden los piojos a los tratamientos a escala regional. Este conocimiento se puede integrar en los regímenes de gestión de las explotaciones, para garantizar que las nuevas tecnologías de control sigan siendo eficaces a largo plazo.
Se puede acceder al documento ‘Un modelo de metapoblación revela puntos críticos impulsados por la conectividad en la evolución de la resistencia al tratamiento en un parásito marino’ en: https://doi.org/10.1093/icesjms/fsac202
Se puede acceder a la animación de la figura en la parte superior del artículo en: https://cloudstor.aarnet.edu.au/plus/s/WnqoSnovnv6qjmq.
Fotografía: Nofima.