Influence of light and temperature on the rhythms of reproduction, thermotolerance and behavior of zebrafish (Danio rerio) and Nile tilapia (Oreochromis niloticus)effect of light spectrum and daily thermocycles

Resumen

El objetivo de esta tesis doctoral fue dilucidar la influencia de la luz y la temperatura en diferentes procesos fisiológicos del pez cebra y la tilapia del Nilo: reproducción, desarrollo, termotolerancia y comportamiento. Para ello se diseñaron los siguientes objetivos específicos: 1) Resumir la interacción entre los componentes genéticos y ambientales que determinan el sexo de la tilapia del Nilo y describir la dinámica de las etapas y mecanismos endocrinos que componen su diferenciación sexual; 2) Revisar el papel de los factores ambientales, fisiológicos y neuroendocrinos en la fisiología reproductiva de la tilapia. 3) Investigar los efectos combinados de los regímenes de temperatura (termociclo versus temperatura constante) durante el desarrollo temprano y un choque térmico posterior durante el período de diferenciación sexual de la tilapia del Nilo. 4) Determinar la influencia de la hora del día del tratamiento térmico en la diferenciación sexual y la tolerancia térmica en la tilapia del Nilo. 5) Investigar el efecto de dos regímenes de temperatura de cría (termociclo frente a temperatura constante) y la hora del día en los ritmos de detección térmica y mecanismos de tolerancia. 6) Investigar el efecto combinado de los termociclos diarios y el espectro de luz durante el desarrollo temprano en el pez cebra y comprender qué mecanismos impulsan la mejora bajo la luz azul y los termociclos y los efectos nocivos de las longitudes de onda rojas. 7) Determinar la existencia de ritmos diarios de preferencia térmica en pez cebra y tilapia del Nilo. 8) Evaluar el efecto de la luz y la hora de alimentación/ayuno en el ritmo diario de preferencia térmica en la tilapia del Nilo. Así, obtuvimos los siguientes resultados y conclusiones de esta tesis doctoral: 1) La conservación genética de la determinación del sexo y la fisiología del sistema reproductivo de la tilapia está influenciada por factores ambientales, fisiológicos y neuroendocrinos. 2) La implementación de termociclos desde etapas tempranas del desarrollo favorece la diferenciación ovárica y, en consecuencia, una mayor proporción de hembras, así como reduce la sensibilidad al efecto masculinizante del tratamiento térmico. 3) Las larvas expuestas al tratamiento térmico por la noche o durante ambas fases del ciclo luz-oscuridad mostraron mayor sensibilidad a los tratamientos masculinizantes de altas temperaturas. 4) La aclimatación a los termociclos durante el desarrollo redujo la inducción de la expresión del choque térmico durante el día y la mortalidad de las larvas, lo que sugiere un efecto positivo de los termociclos frente a la temperatura constante en la tolerancia térmica del pez cebra. 5) Los efectos combinados de las longitudes de onda más cortas y los termociclos influyeron positivamente en la tasa de supervivencia, crecimiento y alimentación mientras que la luz roja desencadenó efectos mortales en los peces. 6) Tanto el pez cebra como la tilapia del Nilo exhibieron ritmos diarios específicos en la preferencia de temperatura. Durante el período de aclimatación, la tilapia presentó una respuesta de hipertermia inducida por estrés. 7) La luz es un poderoso sincronizador del ritmo diario de las preferencias de temperatura. La persistencia del ritmo en la oscuridad constante indicaba la existencia de un marcapasos endógeno. Cuando se fijó la hora de la comida, los peces exhibieron un fenómeno compensatorio antes de una respuesta de termotaxis posterior a la alimentación. El ayuno prolongado provocó la selección de temperaturas por debajo del óptimo térmico.