Estudio cuantitativo de lipofuscina mediante microscopía de fluorescencia en cerebros de crustáceos peneidos: aplicación a la determinación de la edad en animales salvajes Parapenaeus longirostris (Lucas, 1846) y Aristeus antennatus

The knowledge on the age structure in exploited crustacean populations is essential not only to undertand their population dynamics but also for an effective stock assessment and management. In the present work, a novel methodology based on the quantification of the agepigment lipofuscin has been used for crustacean ageing became the difficulties found when trying to obtain reliable age estimates from conventional methods (either from studies on cultured specimens, tagging and recapture experiments, or size-frequency data from wild oppulations). Lipofuscin is an autofluorescent lipopigment that it is progressively accumulated with age in secondary lysosomes in post-mytotic tissues as a result of a cellular metabolism. A quantitative study of the lipofuscin content has been carried aut in known-age, pondreared prawns Marsupenaeus japonicus in order to assess the applicability of the lipofuscin method as an estimator of the physiological age in penaeids. Furthermore, the population age structure of two economically important species off the spanish waters, deep-water rose shrimp Parapenaeus longirotris and deep-water red 0000000shrimp Aristeus antennatus, was estimated from lipofuscin analysis. Quantification of lipofuscin content was carried out from brains´ histological sections, specifically from the olfactory lobe cell mass (OLCM), by fluorescence microscopy and image analysis techniques. Three differents lipofuscin measurements were recorded: % area fraction, granule density (nº gran./100µm²) and mean granule size (µm). In M. japonicus, lipofuscin levels increased significatly with age, and the accumulation rate with age showing sex-dependent. The relationship between age and lipofuscin concentration (area fraction and granule density) was best described by a seasonalized von Bertalanffy growth function, since the accumulation rate of the pigment dramatically slowed down, probably as a result of a reduced seasonal metabolism. In P. longirostris and A. antennatus, the relationship between lipofuscin concentration and size (expressed as carapace length) was best fitted to a linear model. A modal progression analysis of both size- and lipofuscin concentration-frequency distributions showed that the age structure of the population was better resolved from lipofuscin concentration-frequency data than it was from length .frequency data. The results confirm the potential of the lipofuscin method in the estimation of the physiological age in penaeids and suggest that the application of this methodology can be useful in studies on age structure in wild populations.
El conocimiento de la estructura de edad de las poblaciones de crustáceos sometidas a explotación es de gran importancia tanto para el estudio de su dinámica como para la evaluación y gestión más eficaz de dichos recursos. Ante la dificultad de estimar la edad de forma precisa en crustáceos mediante los métodos convencionales (estudio del crecimiento de ejemplares mantenidos en cautividad, experiencias de marcado y recaptura, análisis de frecuencias de tallas de la población) se ha empleado una metodología novedosa, basada en la cuantificación de lipofuscina. La lipofuscina es un lipopigmento autofluorescente que se acumula progresivamente con la edad en lisosomas secundarios de tejidos post-mitóticos como resultado del metabolismo celular. El estudio cuantitativo del contenido en lipofuscina se ha llevado a cabo en ejemplares de langostino Marsupenaeus japonicus de edad conocida, para valorar la aplicación de la técnica de lipofuscina como un estimador de la edad fisiológica en peneidos. Por otro lado, a partir del análisis de lipofuscina, se ha estimado la estructura de edad de la población de dos especies de gran importancia económica en las costas españolas, la gamba blanca o Parapenaeus longirostris y la gamba roja Aristeus antennatus. La cuantificación de lipofuscina se ha realizado sobre secciones histológicas de cerebros, concretamente de la masa de células del lóbulo olfatorio (MCLO), mediante microscopia fluorescencia y con ayuda de técnicas de análisis de imagen. Se han utilizado 3 medidas diferentes de los niveles de lipofuscina en el cerebro: fracción de área (%), densidad de gránulos (n° gran./100µm²) y tamaño medio de granulo (µm). En M. japonicus, los niveles de lipofuscina aumentaron significativamente con la edad y fueron independientes del sexo. La relación entre la edad y la concentración de lipofuscina (fracción de área y densidad de granulo) se ajusto a una ecuación de von Bertalanffy estacionalizada, debido a que durante el invierno la tasa de acumulación del pigmento se ralentizo drásticamente, probablemente como resultado de la reducción del metabolismo estacional. En P. longirostris y A. antennatus, la relación entre la concentración de lipofuscina y la talla (expresada como longitud de caparazón) se ajusto a un modelo lineal. El análisis de progresión modal de las distribuciones de frecuencia de talla y concentración de lipofuscina mostraron que la estructura de edad de la población fue mejor resuelta a partir de los datos de frecuencia de lipofuscina que a partir de los datos de frecuencia de longitud de caparazón. Los resultados confirman el potencial del método de la lipofuscina en la estimación de la edad fisiológica en peneidos y sugiere que la aplicación de esta metodología puede ser útil en estudios de la estructura de edad en poblaciones salvajes.
Instituto Español de Oceanografía