Aplicación de biotecnología reproductiva en bovinos en la región Caribe Colombiana

Resumen

La Biotecnología es "toda aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos, atendiendo este concepto, el objetivo de esta revisión bibliográfica es analizar el crecimiento y aplicación de los avances del desarrollo biotecnológico en el campo de la producción animal, específicamente de la especie bovina en la región Caribe Colombiana, en la que se utilizó una metodología consistente en obtener y consultar la bibliografía existente en los últimos años sobre la aplicación de estas tecnología por parte de investigadores e instituciones en esta región, lográndose unos resultados que evidencian que con los programas que ofrece las Universidades y los Laboratorios de biotecnología ubicados a lo largo y ancho de la región, se tendría por excelencia una función de apoyo a la investigación y a la docencia tanto en el pre como en el postgrado con los grupos de investigación existentes, y se concluye que es necesario asegurar el despegue de un esfuerzo estratégico, orientado a que en el mediano plazo la región logre un liderazgo en algunas técnicas estratégicas de la biotecnología y cuente con un sólido sistema de innovación que vincule estrechamente a antes territoriales con universidades y gremios de la producción pecuaria, ya que se hace necesario incorporar a esta región en los mercados internacionales para estar acorde con las exigencias económicas del mercado y que la industria pecuaria sea competitiva.

Palabras Claves: Competitividad, Docencia, Investigación, Laboratorios, Universidades.

Introducción

La región Caribe colombiana da cabida a 159 municipios y administrativamente se halla dividida en los departamentos de Atlántico, Bolívar, Magdalena, Cesar, Córdoba, Sucre, Guajira y la Intendencia de San Andrés y Providencia, (Hernández, 2005) y según datos del DANE (2005), el total poblacional de la región a junio de 2008 asciende a 9.479.102 habitantes, que representan el 21,3% de la población de Colombia, una cifra bastante importante si se compara con la extensión de la región, ya que implica una densidad poblacional de 72 habitantes por Km2, mientras que la de Colombia es de 39 habitantes por Km2. El crecimiento promedio anual de la población de la región entre los años 1985 y 2008 ha sido de 1,74%, cifra superior al promedio nacional que es del 1,61%.

La población de ganado bovino de Colombia es de 25.000.000 cabezas, 32% de las cuales se concentran en los departamentos del Caribe colombiano. Por su parte, la participación de la Región en la producción de leche es del 38% dentro del total nacional (Fedegán, 2014).

En la tabla 1, se puede evidenciar los datos referidos a la existencia de indicadores de esta actividad.

Tabla 1. Indicadores de la población Bovina en la Región Caribe Colombiana.

FUENTE CARACTERIZACIÓN DEL SECTOR GANADERO DEL CARIBE COLOMBIANO, UNINORTE 2012

Desde esta dimensión la región, debe ir preparándose para las condiciones de apertura que están llegando a Colombia con la firma de los tratados de libre comercio. De particular importancia son los tratados con Canadá, EE. UU y la Unión Europea, que han presentado nuevos desafíos para los sectores de carne y leche del país (Reina et al., 2011). Así, en cuanto a la participación de esta región es fundamental que en estos sectores a nivel nacional, el Caribe, (Coy et al., 2012) requiere conocer en profundidad la situación estructural del sector bovino regional, tal como se observa en la Tabla 2.

Tabla 2. Principales Actividades ganaderas en la Región Caribe.

Uno de los instrumentos disponibles para lograr esta competitividad es la aplicación de la biotecnología y sus componentes en la industria pecuaria (Gómez, 2014); por lo tanto se tiene el consenso de que el empleo de herramientas biotecnológicas en la producción animal ofrece nuevas oportunidades para el desarrollo de una producción más sustentable en el tiempo y altamente competitiva a nivel mundial.

En este sentido la biotecnología abre un nuevo mundo de oportunidades para la economía de esta región, ya que las exportaciones de recursos naturales y sus derivados son, en general, el principal motor para el crecimiento de la economía, sobre todo en el sector pecuario (Sanhueza, 2004).

Uso de la biotecnología animal

La Biotecnología es "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos (ONU, 1992).

Thibier (2005), divide la historia de las biotecnologías reproductivas en cuatro generaciones, en donde la inseminación Artificial ocupa el primer escaño, seguido de la transferencia de Embriones, luego la producción de embriones In Vitro y sigue la transgénesis.

Las biotecnologías reproductivas han tenido un gran impacto en la producción animal, desde sus inicios con la inseminación artificial (IA). Esta tecnología, en los años cuarenta, revolucionó la ganadería y fue el primero de una serie de avances en el mejoramiento genético en la producción de ganado bovino que posteriormente se difundió a otras especies zootécnicas.

2.1 INSEMINACION ARTIFICIAL

La inseminación artificial (IA) es la técnica individual más importante creada para el mejoramiento genético de animales, debido a que unos pocos machos altamente seleccionados producen espermatozoides suficientes para inseminar miles de hembras al año. La IA consiste en depositar por medios instrumentales, el esperma de un macho fértil en el tracto reproductivo de una hembra antes de que ocurra la ovulación, con el objetivo de obtener una preñez (Silva, 1999).

El desarrollo de la IA ha permitido avances que de manera importante han sido extrapolados o han fundado el desarrollo de otras biotecnologías, de manera que aunque en la región se está aún lejos de lograr una cobertura significativa de hatos ganaderos, debe continuarse con la búsqueda del establecimiento de biotecnologías alternas o asociadas, pues según, Foote (2002) la aceptación mundial de la tecnología de IA, proporciona el ímpetu para el desarrollo de otras tecnologías como la crio preservación y el sexaje de espermatozoides, la regulación del ciclo estral.

Trabajos realizados en diferentes zonas de la región Caribe, específicamente en el Norte de Departamento de Bolívar, durante la 12ª Gira Técnica Nacional de Fedegan, se reporta que una de las fincas se apoya en la selección genética con la aplicación de la inseminación artificial, aplicando con magníficos resultados los avances de biotecnologías bovinas, como transferencia embrionaria y aspiración folicular, colocándose como una de las líderes en mejoramiento genético de Brahmán rojo, blanco y cruces lecheros.

Igualmente en una encuesta realizada por Díaz y Obregón (2010), concluyen que la totalidad de los ganaderos conocen el sistema de reproducción por inseminación artificial, pero solo el 12% lo utilizan de manera regular.

En el Departamento de Sucre Municipio de Corozal, en la Hacienda San Pablo a través de un mejoramiento con excelente genética utilizando inseminación artificial con ganado Brahman blanco, se ha obtenido cruces de F1 que son los mejores animales que se adaptan a nuestro trópico, lográndose un hato sobresaliente en producción

Dentro de las actividades pecuarias contempladas de la Empresa Camagüey con miras a la exportación a los Estados Unidos, posiblemente dentro de seis años, se inició un programa de mejoramiento genético. Se proyectan tener 15,000 vientres de la raza Brangus en un programa de inseminación artificial. La misma Empresa en el año 2004, inicia un programa de cría de ganado Brahman puro y el programa de mejoramiento genético con vientres Brahman puro comercial e inseminación artificial con Angus, Simmental, Piemontese, Brahman, Blonde d"Aquitaine y Blanc Bleu Belge, tanto en fincas propias como con ganaderos asociados. (Camaguey, 2016)

Es de anotar que los ganaderos están aplicando esta técnica en sus unidades productivas, pero carecen de las herramientas básicas para mejorar sus rebaños, ya que se desconoce por parte de ellos la fisiología reproductiva de los animales que se están inseminando y además la técnica es aplicada por personas que carecen de conocimientos básicos sobre anatomía, fisiología e histología y esto hace improductivo el trabajo del recurso humano que no está capacitado.

En los últimos años, un cierto número de fincas ganaderas de doble propósito ha venido utilizando la IA como una alternativa de cruzamiento en el rebaño para mejorar los índices de producción. Sin embargo, el efecto de la IA sobre la productividad parcial de las fincas no ha sido evaluado, ni existe suficiente información al respecto, al igual que no se han identificado los factores que inciden o hacen que un productor aplique este tipo de manejo reproductivo en su finca.

2.2 INSEMINACIÓN ARTIFICIAL A TIEMPO FIJO. (IATF)

Considerando las dificultades existentes para la detección de celos, actualmente, investigadores de todo el mundo vienen desarrollando protocolos que sincronizan la ovulación y posibilitan el empleo de la IATF, independiente de la manifestación de celo. Tales protocolos posibilitan inseminar un gran número de animales en un día predeterminado con satisfactorias tasas de preñez, sin la necesidad de implementar programas intensivos de detección de celos (Barrantes, 2008).

La inseminación artificial a tiempo fijo (IATF),es una biotecnología que utilizando hormonas femeninas, sincroniza el celo y la ovulación en las vacas, de manera tal que logra que todas las hembras tratadas ovulen para ser inseminadas sin detectar celo entre las 48 y 52 horas de haber finalizado el tratamiento. Esta herramienta se usa a nivel de las explotaciones ganaderas y actualmente aumenta el rendimiento y potencial de la explotación. Los beneficios son múltiples y están enfocados al establecimiento de montas de servicios y partos y en el consecuente mejoramiento genético, al usar semen de reproductores sobresalientes y razas especializadas en producción de carne o leche.

En el Departamento de Sucre se han realizados estudios que demuestran que el uso estratégico de IATF en vacas brahmán lactantes en anestro, es una herramienta de manejo reproductivo, que permite preñar el 70.4% del rebaño, además de inducir la ciclicidad durante el periodo posparto. (Salgado et al., 2009)

En un estudio realizado en una finca comercial dedicada a la explotación de ganado bovino manejado bajo el sistema DP, ubicada en el municipio de Cereta (Córdoba), se reporta que del total de 385 animales en estudio, el 51,16% fueron detectados en celo obteniéndose una tasa de concepción del 73,6% y una tasa preñez de 37,65%. Las vacas sometidas a protocolos de IATF obtuvieron una tasa de preñez del 65,96% y del total de animales, el 9,09% quedaron vacías. Con respecto a la eficiencia reproductiva, el 69,87% de las vacas del estudio fueron preñadas tras la primera inseminación y se obtuvo una preñez total del 90,91% al usar biotecnologías reproductivas. Se concluye que el uso de IATF en vacas mestizas DP constituye una buena estrategia para mejorar la fertilidad. (Salgado et al., 2015)

2.3 TRANSFERENCIA DE EMBRIONES.

La transferencia de embriones es una técnica por la cual los embriones son colectados de una hembra donante y transferidos a una hembra receptora que sirve como madre sustituta durante la preñez. Este proceso usualmente requiere el uso de gonadotropinas para inducir superovulacion en la donante y sincronizar recipientes y donantes para que estén en celo y ovulen al mismo tiempo. Las técnicas de transferencia embrionaria han sido usadas en casi todos los animales domésticos y en muchas especies salvajes y exóticas (Del Campo, 1983)

Para las zonas ganaderas de la región Caribe, donde se encuentra el mayor hato ganadero del país, las posibilidades de utilización de la transferencia de embriones convencional o mediante la utilización de embriones F1 producidos in vitro son amplias y por lo demás convenientes. (González, 2012). El uso de la TE posibilita al productor obtener una alta genética en sus animales, especialmente de la raza Brahmán, debido a la aceleración en el mejoramiento genético. (Oyuela y Jiménez, 2010).

En un estudio realizado en Montería para la validación y divulgación de la técnica de transferencia de embriones media sangre producidos in vitro en ganaderías Doble Propósito, como una alternativa para estabilizar las proporciones de sangre Bos indicus y Bos Taurus, se obtuvo una tasa de gestación de 25% y 16% en fincas de la localidad. . En las dos primeras fincas los embriones fueron transferidos en fresco y en la tercera fueron congelados y descongelados al momento de transferirlos obteniendo una tasa de preñez de 0%.( Gutiérrez et al., 2001).

Una posibilidad para las ganaderías de la región, es la utilización de la transferencia de embriones producidos in vitro, ya que siempre se podrá mantener en el hato, animales F1, pues, se fecundarían in vitro ovocitos de vacas cebú con semen de los mejores toros de razas europeas de acuerdo con la conveniencia de cada productor, y el embrión resultante (F1) se transferiría a las vacas del hato, incluyendo las media

Sangre, garantizando así, altos niveles de producción sin pérdida de resistencia a las condiciones tropicales.

Igualmente se viene trabajando en los procesos de elaboración de embriones utilizando receptoras y donadoras en Fincas del Departamento de Sucre específicamente en el municipio de Corozal obteniendo cada día un mejoramiento genético mayor;

• PRODUCCIÓN DE EMBRIONES IN VITRO.

La técnica de Aspiración Folicular y Fertilización In Vitro (OPU/FIV) es la biotecnología que ha revolucionado el concepto de producción de embriones a nivel mundial. Fue desarrollada con el objetivo de acelerar y hacer más eficiente la producción de animales genéticamente superiores, (Caicedo, 2008).

2.4.1 FERTILIZACIÓN IN VITRO.

La producción in vitro (PIV) de embriones bovinos ha adquirido importancia para ser usada como alternativa o en combinación con programas de ovulación múltiple y transferencia de embriones debido a sus ventajas y flexibilidad (Galli et al., 2001).

Los Ovocitos obtenidos mediante la aspiración folicular (OPU) son sometidos a un proceso de maduración, in vitro, en un ambiente artificial y puestos en contacto con espermatozoides previamente capacitados, para su fertilización e iniciar el desarrollo embrionario hasta el estadio de blastocito entre 7 y 9 días de vida, cuando son transferidos al útero de una hembra sincronizada con el estadio de desarrollo del embrión.

En el Departamento del Cesar, el Centro Biotecnológico del Caribe del SENA, viene liderando la divulgación y formación del nuevo capital humano, para lograr la transformación hacia la nueva ganadería, logrando mayores indicadores productivos y reproductivos. Esta central fue creada mediante el Convenio 587 de diciembre de 2006– cuenta en el país con el único laboratorio público de fertilización in vitro certificado por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), que garantiza la estandarización de la calidad y la protocolización de los procesos.

El Laboratorio de fecundación in Vitro del Centro de Desarrollo Tecnológico de la Ganadería, CDT Ganadero, es considerado el más importante de la región Caribe y se proyecta como uno de los más avanzados de Colombia debido a que se ha implementado tecnología traída de Brasil que es uno de los países líderes en tema de ganadería. El CDT-Cesar en convenio con el Laboratorio In-vitro Brasil, llevaron a cabo una fertilización in vitro y transferencia de embriones en el cual nacieron 18 terneros en el Departamento del Cesar, producto de cinco mil transferencias de embriones lográndose 2.000 con un porcentaje del 40%. (CDT.2016)

La compañía Alianza Vitrogen con su laboratorio ubicado en la Ciudad de Montería, efectuó OPU y FIV a 701 donadoras comprendidas por 285 hembras Brahman Rojo, 191 hembras Brahmán Blanco, 120 hembras Gyr y 105 Guzera, produciendo un total de 38, 281 ovocitos totales de los cuales 28.52% resultaron en embriones que luego produjeron 2,378 gestaciones (3.39 gestaciones por donadora). (Puerta, 2006).

En un estudio que se desarrolló en el Departamento del Cesar, para conocer la clasificación morfológica de ovocitos provenientes de vacas sacrificadas para la selección de células idóneas, para que sean aplicados a los procesos biotecnológicos hacia futuras fertilizaciones in vitro, mediante el método de microscopía por aspiración folicular, se reporta que se obtuvieron 7 folículos aspirados/ovario y el número de recuperación de ovocitos por el método de aspiración folicular fue de 7-10 células/campo/ensayo. (Barragán, et al., 2007).

Universidades- laboratorios y grupos de investigación de la región caribe

En la región existen Universidades con los programas de Medicina Veterinaria y Zootecnia y Zootecnia como se puede apreciar en la tabla 3, las cuales desarrollan labores académicas que permitan cimentar al futuro profesional en el conocimiento y perfeccionamiento de biotecnologías reproductivas para que, mediante el uso racional de las mismas, pueda contribuir al desarrollo y mejoramiento animal, generando progreso en el sector agropecuario regional. Así mismo esta actividad académica integral compuesta por la formación, investigación y extensión, tiene como objetivo central la formación de profesionales altamente capacitados en esta área de conocimiento.

Tabla 3. Institución de Educación Superior con sus respectivos Programas.

Actualmente los laboratorios de Reproducción Animal de la región, han desarrollado una serie de servicios académicos en el área de la biotecnológica, que contribuye notablemente al avance de los mecanismos de reproducción tales como Programa de sincronización e inseminación artificial en bovinos, evaluación de donadoras y receptoras para programas de transferencia de embriones por el método convencional e in Vitro, Transferencia convencional de embriones, capacitación en Inseminación artificial a tiempo fijo y Transferencia de embriones. Estos laboratorio, puede convertirse en un actor fundamental en el desarrollo del sector pecuario, mediante estrategias de transferencia de tecnología al campo, que acojan la experiencia investigativa y el desarrollo cotidiano de procesos innovadores del orden técnico y científico como el Laboratorio de Fisiología y Reproducción Animal. Ubicado en Turipana, Montería Corpoica, Laboratorio de Reproducción In Vitro, Centro Biotecnológico del Caribe, Ubicado en Valledupar, seccional Cesar, SENA, Laboratorio de Biotecnología de la Reproducción Animal – LABRA. (Universidad de Córdoba, en Montería y el Centro de Experimentación Genética Bovina Remanso Caribe (CEGBRC) localizado en el municipio de Arjona, en el Departamento de Bolívar

En la Región Caribe se ha venido consolidando un conjunto de grupos de investigación con líneas muy bien definidas (Tabla 4), que responden en principio al fortalecimiento de las investigaciones con sus líneas de investigaciones en sus programas académicos. Así mismo, y como paso siguiente, propenden por el desarrollo de la investigación científica a nivel institucional, respondiendo racionalmente a la solución de la problemática circundante a nivel local y regional desarrollando tecnologías que contribuyan a mejorar la eficiencia reproductiva de los sistemas de producción animal como también al fortalecimiento de la capacidad de respuesta a los problemas de la reproducción mediante programas de investigación, extensión y transferencia de tecnología e implementando programas de mejora genética mediante las herramientas de biotécnicas reproductivas.

Tabla 4. Grupos de investigación categorizados por Colciencias en la Región Caribe.

Fuente.http://scienti.colciencas.gov.co:8083/ciencia-war/busquedagrupospor institucion.do

Conclusiones

El propósito es asegurar el despegue de un esfuerzo estratégico, orientado a que en el mediano plazo la región logre un liderazgo en algunos nichos de la biotecnología y cuente con un sólido sistema de innovación que vincule estrechamente a empresas con universidades.

Así mismo con los programas de las universidades y los laboratorios de biotecnología como lo afirma González (2007), tendría por excelencia una función de apoyo a la investigación y a la docencia tanto en el pre como en el postgrado con los grupos de investigación existentes en la región. Es importante resaltar que esta infraestructura junto con la investigación simultánea y adaptación de tecnologías que se genere, permitirá establecer el mejoramiento de protocolos, medios de cultivo y por tanto, mejorar los resultados de campo, que en última instancia son los que le interesan a los productores y profesionales del sector. Se debe entonces estar de acuerdo que las biotécnicas se constituyen en una buena herramienta para lograr un mejoramiento genético.

Se hace necesario incrementar la vinculación con productores y empresas ganaderas de la región en el marco de rutas de inseminación artificial; así como trasplante de embriones. Es fundamental que se fortalezcan los programas de financiamiento públicos y privados para garantizar la investigación en la producción animal en la región Caribe.

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Autor:

Álvaro Araujo Guerra.

Andrés Quintero.