Patologías en erizos equinoideos

1. Resumen

Durante la revisión bibliográfica realizada para este seminario, se encontraron diversos reportes de mortandades masivas en erizos de mar de la clase Equinoidea. Un total de 9 especies de bioagresores fueron reportadas desde 1915 hasta la actualidad.

Entre los grupos más relevantes de bioagresores se encuentran las bacterias, seguidas de nematodos, diatomeas y protozoarios. Se explican algunas generalidades sobre los estudios patológicos en el ambiente marino. Existen muchos microorganismos asociados a las estructuras internas y externas que dependiendo de su densidad, pueden afectar negativamente el organismo.

También existen microorganismos oportunistas que invaden masivamente las lesiones que se pueden presentar en los erizos equinoideos. Los principales signos clínicos en estos erizos son las necrosis en el exoesqueleto y la pérdida focalizada de espinas. Las enfermedades en los ambientes marinos pueden ser infeccionas o no. Esto se refiere al grado de dispersión de los individuos afectados en una población. Identificar el tipo de patología nos dará una mejor visión del método de prevención y control mas apropiado.

Palabras clave: Equinoideos, Patología, Signos clínicos.

Se han venido registrando diversas patologías en estos organismos como son:
"Bald-Sea Urchin Disease": Esta enfermedad es ocasionada probablemente por organismos epizoóticos. Las lesiones características presentan una zona central necrosada con el tejido adyacente inflamado, el cual contiene células esporuladas rojas y vibrátiles. Las zonas necrosadas son de coloración verdosa y libre de espinas.
Esta sintomatología parece ser originada por Vibrio anguillarum y Aeromonas salmonicida según estudios realizados por Gilles & Pearse en el año 1986. Esta patología se reportó en diversas localidades del mundo: Inglaterra ( Maes & Jangroux, 1994; 1984) y Mediterráneo ( Höbaus et al (1981).
"Green Sea Urchin Amoebiasis": Los signos clínicos de esta enfermedad es la pérdida de las funciones de espinas, boca y pies ambulacrales. Ocasionó una mortandad del 99% en Nueva Escocia durante los año 1980-1983 (Scheibling, 1984). También presentaron áreas necrosadas en la pared corporal y tejidos asociados (sistema vascular acuífero, nervios, bases de las espinas). Se pudieron observar cambios en el fluido celómico, con infiltraciones de amoebocitos en el tejido, ocasionando reducciones en las cantidades de células esporuladas de coloraciones rojas y blancas. Esta enfermedad es ocasionada por Paramoeba invadens en el hospedero Strongylocentrotus droebachiensis. Se supone que la infección no ocasionó los signos clínicos descritos anteriormente por la liberación de toxinas. Los individuos afectados murieron por la infección de bioagresores oportunistas como bacterias y hongos.
"Black Sea Urchin Plague": Un caso muy particular en el campo del estudio de las patologías en erizos equinoideos es el caso de la Diadema antillarum, la cual presentó una mortandad masiva del casi 98% alrededor del Mar Caribe (1983-1991). Ya que los organismos afectados por esta patología comenzaron a ser reportados desde Panamá hasta Trinidad y Tobago, se asume que las bacterias responsables de esta mortandad masiva fueron introducidas por barcos provenientes del Pacífico a través del Canal de Panamá. Cabe resaltar que las bacterias patógenas reportadas en este caso Clostridium perfrigens y C. sordelli, fueron específicas en su hospedero, es decir no presentaron otro tipo de erizos de mar los signos clínicos expuesto anteriormente (Peters, 1993).
Otro Tipo de Patologías: Las anomalías que se pueden presentar en erizos regulares e irregulares pueden variar en tipo y severidad. Algunos poseen ambularos bifurcados o achatados, otros un exoesqueleto deprimido o distorsionado o un ápice deprimido. Estas alteraciones pueden tener diferentes causas, lesiones externas, malformaciones genéticas, condiciones ambiéntales adversas o se puede deber a patologías de origen nutricional o biológico. Debido a que estas anomalías no son comunes nos puede indicar que el exoesqueleto de los equinoideos es bastante flexible (Jangroux, 1984).
Generalidades sobre las patologías en erizos equinoideos
Origen de las patologías en el ambiente marino

Existe una alta influencia de los factores físico-químicos en el origen de las patologías en invertebrados marinos, tal fue el caso en Puerto Rico durante el abril del año 1965 en el cual se presenció una mortandad masiva de erizos equinoideos.

El lugar de estudio fue en las adyacencias de La Parguera en unos parches coralinos. Se presenció un porcentaje alto de mortandad en tres especies de erizos: Tripneustes sp. 86.4%; Brisseus sp. 25.9% y Echinometra lucunter 1.2%. La causa de esta alta tasa de mortandad fue una ola de calor en las aguas tropicales y el grado de radiación solar fue muy elevado. A raíz de este hecho se elaboraron bioensayos con estas especies determinando que los rangos sensibles de temperaturas son de 36ºC – 37ºC.

También se pudo determinar que las especies de erizos de mar regulares Echinometra lucunter, E.viridis son las mas tolerantes a temperaturas extremas, pueden permanecer 4 horas a 38ºC y de 1h-2h a una temperatura de 39ºC. En el año 1966 se repitió esta ola masiva de mortandad afectando las tres especies de erizos nombradas anteriormente y también a Diadema antillarum (Glynn, 1968).

Durante un caso de paramebiasis en el erizo Strongylocentrotus doebachiensis en los años comprendidos de 1993 y 1995 en Nueva Escocia se logró determinar que la afección epizoótica esta asociada a parámetros especiales y diferencias de rangos de temperatura, lo cual probablemente ocasione una progresión de los signos clínicos presentados por este tipo de erizos. Estos eventos de aumento de temperatura hace especular a los autores de este estudio (Scheibling & Hennigar, 1997) sobre la posibilidad de un patógeno exótico para las agua estudiadas.

Durante estudios realizados en el año 1984-1985 por Bauer & Agerter (1987) sobre la mortandad masiva del erizo regular D. antillarum se logró conocer un poco mas sobre la fauna bacteriana no patógena presente en estos organismos. Bacterias del género Bacillus sp se encuentran distribuidas ampliamente en la cavidad celómica.

4. Signos Clínicos en Erizos Equinoideos

Existen diversos signos de estrés en los erizos de mar que se son comunes para la mayoría de los invertebrados marinos, estos signos pueden presentarse como falta de acumulación de tejido adiposo (visibilidad de las placas del exoesqueleto) y una reducida movilidad de las espinas.

Como en todos los organismos, por lo general, los individuos mas propensos a enfermar son los que presentan signos de estrés ya que es probable que el organismo tenga una eficiencia inmunológica reducida. También los ciclos reproductivos se ven afectados por los signos de estrés. El estrés en estos animales principalmente es causada por factores físico-químicos (condiciones adversas) los cuales ocasionan que se hagan mas propensos a sufrir enfermedades.

Los signos clínicos se hacen evidentes mediante anomalías observables a simple vista. Entre las anomalías más comunes de los erizos equinoideos se encuentran las áreas necrosiadas en la superficie oral y aboral. Pueden presentar diferente coloración, pueden presentarse verdosas, rojas o negras. Relacionando los signos de estrés con estas características se puede suponer la existencia de algún agente bioagresor que este afectando negativamente al individuo en estudio. Las enfermedades infecciosas se pueden diferenciar de las no infecciosas por la rapidez de la expansión de los signos clínicos a otros individuos de la misma población.

Existen signos clínicos ocasionados por estos bioagresores que se pueden presenciar en individuos aparentemente sanos a unas pocas horas de exposición con individuos enfermos (patología infecciosa).

Mecanismos de Defensa de los Erizos Equinoideos

Existen evidencias que el sistema inmunológico de los erizos es de cierta manera específico, ya que se ha reportado la reacción defensiva a larvas trofozóicas de parásitos mediante los coelomicetes presentes en la cavidad celómica de estos organismos. Sin embargo, los gametocistos de los parásitos no fueron atacados pero no ejercieron efecto en los erizos

(Peters, 1993 ).

Dentro de los bioagresores posibles de los erizos de mar se cuentan: Ciliados, nematodos, micro artrópodos, algas, bacterias y cianobacterias (Gilles & Pearse, 1986). Para reconocer una anomalía en un erizo de mar por lo general se toman en cuenta las lesiones del exoesqueleto las cuales comúnmente son necrosis que pueden ser violetas y negras (Gilles & Pearse, 1986). Esta coloración característica se debe a la presencia de unas partículas en el fluido celómico que al romperse libera un pigmento de esta coloración (Hyman, 1955)
Muchos organismos oportunistas se presentan en las lesiones de los erizos tales son: copépodos, nemátodos, bacterias, ciliados, anfípodos. En este punto es relevante resaltar que existe un estudio realizado en el año 1999 por Thorsen, en el cual se investigó sobre los microorganismos que viven en el sistema visceral del erizo irregular Echinocardium cordatum (Spatangoida:Echinodermata). Haciendo una breve referencia sobre estos microorganismos se puede incluir al hongo anaeróbico de la división Chrytridiomycetes, este se asume que presenta una relación mutualista son el hospedero, se pudieron identificar bacterias sulfato reductoras las cuales probablemente eviten la intoxicación por parte de compuestos sulfatados del hospedero ya que se considera un detritívoro. También se encontró la presencia de protozoarios Bodo sp. y Rhyncomonas nasuta los cuales probablemente hayan sido digeridos, ya que se presentan en sedimentos.
Agente : Bacteria
El erizo regular Strongylocentrotus droebachiensis presentó una fuerte infección por las bacterias Clostridium perfrigens y C. sordelli, la cual se manifestó por la pérdida de la pigmentación del epitelio y la afección de los tejidos musculares de las espinas pedicelarias. Esta afección dificulta la alimentación y locomoción de estos organismos.
Agente: Fungi
Las espinas del erizo regular D. antillarum pueden verse afectadas por organismos fúngicos causando una hipertrofia de las masas calcáreas de las espinas y un crecimiento irregular en las puntas de las espinas (Jangroux, 1987). También en el erizo S. franciscanus se han presentado este tipo de organismos entre otros como hidrozoos, ciliados, diatomeas navicoides (Johnson y Chapman 1970).
Agente Cianophyta
Solo existe referencia de una especie de erizo regular Echinus acutus afectado por la cianophyta Dactylococcopsis echini. Esta afección se hace evidente por unos parches de exoesqueleto desnudo (sin espinas) presentando una coloración verde-azulada, la misma de la cianophyta. Sin embargo, estos organismos no son evidentes en los cortes histológicos por lo tanto no se ha comprobado su patogencidad exacta. Se supone que este agente destruye el tejido calcáreo lo cual produce una afección por células de tipo ameba que invaden masivamente el tejido necrosiado. Esta sintomatología es similar a la de la enfermedad denominada "Bald- Sea urchin Disease" (Jangroux, 1987).
Agente Protozoarios ( Flagelados y Sarcodarios)
El flagelado Oikomonas echinorum se he presentado en la cavidad corporal de los erizos marinos en Europa, este es conocido como célula vibrátil. Este puede ocasionar infecciones patológicas dependiendo de la cantidad presente en el cuerpo de los hospederos equinoideos (Jangroux, 1987). La Paramoeba invadens es un agente que afecta a los erizos Strongylocentrotus droebachiensis de Nueva Escocia como se encuentra reportado en Jones et al. 1985. Sin embargo, no esta claro si este agente es el causante principal o si es un oportunista.
Agente: Esporozoa
Los erizos de mar son afectados principalmente por tres géneros de gregarinas: Cystobia sp., Lithocystis sp. y Urospoar sp. Más propensos a ser afectados por estos agentes son los erizos que se alimentan por infauna del sedimento. El erizo Echniocardium cordatum presente en el Mar del Norte ha sido afectado por tres especies intracelómicas y dos especies intrahemales. La infección ocurre a través de las células digestivas del Caecum gástrico en el cual los trofozoitos se empiezan a desarrollar (Pixell-Goodrich (1915); Coulon & Jangroux, (1987) citado en Jangroux 1987).
Agente: Ciliados
Existen algunas especies de ciliados parásitos reportados para erizos equinoideos como: Diadema sp. y Echinometra sp.. Estos parásitos afectan principalmente las gónadas y el sistema celómico en general. Sin embargo cabe resaltar que los ciliados parásitos mas estudiados afectan el orden de los Asteroideos (Jangroux, 1987).
Agente: Protophytas (algas)
Un caso muy particular reportado en el erizo Strongylocentrotus franciscanus infectado fuertemente por la diatomea Navicula aff. endophytica, este agente se caracteriza por la presencia de células esporuladas rojas , las cuales pudieron haberse presentado por el sistema de defensa del hospedero. De hecho estas células son las que llevan a cabo el proceso de cicatrización y regeneración en los erizos. Por lo tanto no esta bien profundizado el efecto patogénico sobre el hospedero.
Durante un afloramiento de dinoflagelados en la costa Este de Irlanda, se presentó una mortandad masiva del erizo irregular Echinocardium cordatum. Sin embargo, no se afirma que la causa de esta mortandad hayan sido directamente los dinoflagelados ya que este fenómeno coincidió con factores ambientales adversos a estos erizos como fueron el aumento de la temperatura y el aumento de la radiación solar (Helm et al, 1974 citado por Jangroux 1987).
En el erizo regular Strongylocentrotus franciscanus se reportó por Johnson & Chapman en el año 1970 una afección por la diatomea Licomorpha flabellata.
Agente: Nematoda
En Noruega se presentó una infección en el erizo regular Echinus esculentus por el nematodo Echinomermella matiz cuya afección fue la castración de las gónadas.
Patologías en erizos equinoideos
En el estudio realizado por Scheibling y Hennigar (1997) sobre la presencia de un paramebiasis en el erizo S. droebachiensis se hizo una referencia sobre la dinámica poblacional de las comunidades de litoral rocoso indicando que la ocurrencia de patologías en organismos pertenecientes a este tipo de sistemas es el factor clave del control de esta dinámica.
Ya que en la ausencia de enfermedades los erizos marinos se expanden eventualmente por patrones de migración y reclutamiento. En condiciones adversas los erizos reducen las tasas de reproducción y crecimiento. Si las condiciones no mejoran en un tiempo determinado pudiera traer consecuencias fatales para estos sistemas. Ya que los erizos marinos tienen una alta importancia ecológica en cuanto al equilibrio energético de los sistemas como es mencionado en las importancias ecológicas de los erizos de mar anteriormente.
Durante un estudio realizado en el año 1983-1984 en el Mar Caribe sobre la mortandad masiva de los erizos D.antillarum, E. viridis y Eucidaris tribuloides se determinó un aumento en la biomasa algal de algas Cianophyta, Chlorophyta, Phaeophyta y Rhodophyta. El autor de este estudio Carpenter (1988) indica que la presencia de herbívoros en ecosistemas coralinos tales como peces de las familias Scaridae, Pomacentridae, Acanthuridae y los erizos equinoideos indicados anteriormente, como se presentan en las Islas Vírgenes (St. Croix, Estados Unidos ), es esencial para el equilibrio de las tramas tróficas y la estabilidad natural de los factores físico- químicos.
Según Jangroux (1984) las patologías en equinoideos no ejercen graves consecuencias en la población en la cual se encuentran. Sin embargo, existen algunas especies parasitarias (amebas) que castran lo individuos machos, lo cual influye en la estabilidad poblacional del organismo a una escala de tiempo mayor.
Las enfermedades en equinoideos puede ejerce algún efecto en sus predadores sobre todo si la patología es infecciosa. Específicamente las que son ocasionadas por trematodos y nematodos. Uno de los predadores mayores y de interés económico son los peces, los cuales poseen un nivel importante en la trama trófica.
Las mortandades masivas de equinoideos ejercen una consecuencia sobre las comunidades algales, siendo estos erizos los consumidores primarios de las biomasas algales, son controladores de las selvas de laminaria presente en los "Kelp Forests" (Selvas de Laminaria) en California. Consecuente a la muerte de los erizos la competencia de las algas es evidente, lo cual aumenta la producción primaria algal en las comunidades ecológicas.
Importancia del estudio en los erizos equinoideos
Según esta revisión bibliográfica se ha reportado una patología en el erizo regular D. antillarum de origen bacteriano. Para la zona del Atlántico Norte se han reportado diversos bioagresores entre los cuales se encuentran Bacterias, Esporozoarios, Hongos, Amebas y Nematodos. Por otro lado en la zona de California se han reportado dos bioagresores entre los cuales se encuentra Bacterias y Diatomeas.
De manera general se puede resaltar las diferentes mortandades masivas reportadas en estas zonas lo cual ocasionó graves consecuencias ecológicas que al pasar de los años se logró establecer. Cabe resaltar que existe mucha información sobre la biología y ecología de erizos equinoideos debido a su importancia económica principalmente en el área de la Acuicultura.
Sin embargo, no esta bien definido porque las mortandades se pueden repetir al transcurrir los años y causar efectos devastadores es probable que el sistema inmunológico de los erizos equinoideos no posea un sistema de memoria a determinados bioagresores como es el caso de los camarones. Es importante enfatizar más los estudios patológicos en ambientes marinos ya que al no conocer los signos muchas patologías pueden quedar desapercibidas y causar daños irreversibles.
Conclusiones
Bibliografía

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Datos del Autor:

Br. Sylvia Grune

Nota del Autor: Esta monografía es extraída del Seminario presentado en la Universidad de Oriente Núcleo Nueva Esparta, Escuela de Ciencias Aplicadas del Mar en el año 2005 por el Autor. Este texto es netamente divulgativo y no es sugerida su cita en otros trabajos.