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ADMINISTRACIÓN CENTRAL DE LA UJED C.P.C. y M.I. OSCAR ERASMO NÁVAR GARCÍA RECTOR DE LA UJED M.E.C. MARÍA DE LOURDES NÁPOLES ORRANTE SECRETARIA GENERAL M.C. OSVALDO GARCÍA SAUCEDO SUBSECRETARIO GENERAL ACADÉMICO C.P. MANUEL DE JESÚS MARTÍNEZ AGUILAR SUBSECRETARIO GENERAL ADMINISTRATIVO M.A. JESÚS JOB REZA LUNA TESORERO GENERAL C.P.C., LIC. y M.I. ELEAZAR RAMOS VARELA CONTRALOR GENERAL DR. ALFONSO GUTIÉRREZ ROCHA DIRECTOR DE SERVICIOS ESCOLARES M.D. RAFAEL MIER CISNEROS ABOGADO GENERAL DE LA UJED LIC. ROLANDO RAMÍREZ MCLEAN DIRECTOR DE COMUNICACIÓN SOCIAL LIC. GAMALIEL OCHOA SERRANO COORDINADOR DE LIBRERÍA Y EDITORIAL UJED

Ecología y Salud de la Fauna Silvestre Avances de Investigación

Martin E. Pereda Solís José H. Martínez Guerrero Compiladores.

Título: Ecología y Salud de la Fauna Silvestre, Avances de investigación. Primera Edición: 2017. Diseño de Portada: Victor Manuel Rodríguez Guerrero Diseño de Interiores: José Daniel Ramírez Dévora. © D.R.: Martín E. Pereda Solís, José Hugo Martínez Guerrero, Manuel Armando Salazar Borunda, Aixa N. Bujdud León, Olivia Torres Bugarín, Marcela Martínez Haro, et al. © D.R.: De esta edición, Editorial de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Constitución 404 sur. Zona Centro. C.P. 34000 Durango, Dgo. México 2017. ISBN:en trámite. [email protected]

Dr. en C. José Hugo Martínez Guerrero, investigador nacional SNI-I, profesor de tiempo completo e integrante del Cuerpo Académico de Fauna Silvestre de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Correo: [email protected] M.C. Manuel Armando Salazar Borunda, profesor de tiempo completo e integrante del Cuerpo Académico de Fauna Silvestre de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Correo: [email protected] Dr. en C. Martín E. Pereda Solís, profesor de tiempo completo e integrante del Cuerpo Académico de Fauna Silvestre de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Correo: [email protected] M.V.Z. Aixa N. Bujdud León, estudiante de Maestría del Programa Institucional de Maestría en Ciencias Agropecuarias y Forestales de la Universidad Juárez del Estado de Durango. Correo: [email protected] Dra. en C. Olivia Torres Bugarín, investigadora nacional SNI-II, profesora del Programa Internacional de Medicina de la Universidad Autónoma de Guadalajara. Correo: [email protected] Lic. Nut. Catherine Scarlett Carillo Gómez, licenciada en nutrición de la Universidad Autónoma de Guadalajara. Correo: [email protected] Dr. Jesús Alfonso Armijo Gómez, médico residente del Programa de Pediatría en la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de Guadalajara. Correo: [email protected] M.C. Marcela Martínez Haro, estudiante de posgrado en el Programa de Doctorado en Ciencias Ambientales de la Facultad de Química en la Universidad Autónoma del Estado de México. Correo: marcelamharo@ gmail.com Dr. Miguel A. Balderas Plata, es Profesor de la Facultad de Geografía de la Universidad Autónoma del Estado de México. Correo: mabalderas@uaemex. mx M.V.Z. Carlos L. Hernández Millán, estudiante de posgrado en el Programa de Maestría en Ciencias Agronómicas y Veterinarias del Centro de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Correo: [email protected]

Dr. en C. Rodolfo Omar Arellano Aguilar, investigador nacional SNI-I, profesor en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México. Correo: [email protected]

ÍNDICE Prólogo Capítulo 1. Helmintofauna del guajolote silvestre de gould (Meleagris gallopavo mexicana) en la sierra madre occidental del estado de durango. Capítulo2. Evaluación de genotóxicos ambientales mediante la prueba de micronúcleos en sangre periférica. Capítulo 3. Aves rapaces nocturnas, centinelas de contaminación ambiental por metales pesados. Capítulo 4. El parasitismo entre hemosporidios y aves. Capítulo 5. Los insecticidas organofosforados y su impacto sobre las aves silvestres.

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RÓLOGO

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n el presente las poblaciones de especies silvestres de todo el mundo están cada vez más amenazadas y sus hábitats están siendo alterados a un ritmo alarmante. También observamos un aumento en la incidencia de enfermedades, niveles de contaminación y reducción de recursos alimenticios, condiciones que han llevado a muchas especies a su extinción. De manera reciente muchos profesionistas de la medicina veterinaria han concentrado su atención en la protección de la fauna silvestre, por lo que la medicina veterinaria está emergiendo como una disciplina básica de conservación. Una que nos ayude a alcanzar una solución global a la crisis de la pérdida de la biodiversidad. Por consiguiente, esta obra incorpora los avances más recientes en materia de ecología y salud de fauna silvestre. Todos los capítulos se centran en aves silvestres y su conservación. Algunos autores recalcan la necesidad de conservar poblaciones viables de aves, en tanto que otros se concentran en la importancia y relación entre la salud de las aves silvestres y las poblaciones humanas. En el primer capítulo de esta obra José Hugo Martínez aborda la importancia del estudio de los parásitos del guajolote de Gould y sus posibles efectos sobre la condición física del hospedero. Presenta como aspecto clave la realización de prácticas clínicas que determinen la diversidad, abundancia e importancia patológica de los parásitos presentes en poblaciones silvestres de estos guajolotes. De manera muy concreta describe también los diferentes grupos 11

taxonómicos de parásitos gastrointestinales, que han sido hallados en poblaciones silvestres de guajolote silvestre en Norteamerica, complementados con un estudio de caso investigado por él mismo. En el segundo capítulo Olivia Torres, Catherine Scarlett Carrillo y Jesús Alfonso Armigo exponen la utilidad de la prueba de micronúcleos en sangre periférica de algunas especies animales, como una herramienta diagnostica ante la exposición a sustancias genotóxicas ambientales, presenta de manera muy concreta los mecanismos fisiológicos que permiten la remoción de los eritrocitos viejos o con alteraciones, incluidos los micronúcleos. Marcela Martínez y sus colaboradores Miguel A. BalderasPlata, Carlos L. Hernández Millán, R. Omar Arellano-Aguilar y Martín E. Pereda Solís presentan la importancia que tienen las aves rapaces nocturnas como biomonitores de contaminantes como metales, metaloides, compuestos organoclorados y bifenilos policlorados. Los autores detallan cuales son las especies de aves y sus tejidos utilizados en diversos estudios para determinar la presencia de metales como plomo, cadmio y mercurio, de manera complementaria explican los efectos que estos elementos pueden ocasionar en los individuos y poblaciones de aves rapaces nocturnas. En el cuarto capítulo Armando Salazar Borunda aborda el tópico de hemoparásitos de las aves silvestres, explica la relación simbiótica parásito-hospedero, sus implicaciones ecológicas y en el estado de salud de las aves infectadas. Detalla las características de los diferentes hemoparásitos y los posibles efectos en los organismos hospedadores. Para concluir la obra, Aixa N. Bujdud León presenta una revisión muy completa sobre el uso de insecticidas organofosforados, sus 12

mecanismos de acción y efecto toxicológico en las aves que se exponen a estos compuestos cuando son utilizados en las labores agrícolas. También detalla de manera amplia la respuesta metabólica de las aves silvestres y el grado en que estos compuestos pueden afectar su estado de salud. Todo libro requiere de una logística complicada que exige el concurso de muchas personas. El personal de la editorial de nuestra Universidad leyó los manuscritos originales e hicieron valiosos comentarios; les agradecemos sus críticas constructivas y su ayuda. Vaya nuestra gratitud en especial a Gabriela Enríquez por su muy personal intervención y seguimiento de este trabajo. Martín E. Pereda Solís José Hugo Martínez Guerrero

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CAPÍTULO I

I

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HELMINTOFAUN ( EN LA SIERRA MAD

NA DEL GUAJOLOTE SILVESTRE DE GOULD (Meleagris gallopavo mexicana) DRE OCCIDENTAL DEL ESTADO DE DURANGO Dr. en C. José Hugo Martínez Guerrero

INTRODUCCIÓN

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l parasitismo, es una de las relaciones más frecuentes entre los organismos en la naturaleza, y además representa un fenómeno de vida fundamental en el desarrollo evolutivo del componente biológico de los ecosistemas, donde las relaciones parásito-hospedero son diversas y complejas (Price, 1980). El estudio de los parásitos en fauna silvestre en México inicia en el año de 1930, con aportaciones al registro, abundancia y descripción taxonómica de algunas especies (Pulido-Flores et al., 2015), donde actualmente se tiene el registro de 1,632 especies de helmintos, el mayor número en peces, seguido de mamíferos, reptiles aves y anfibios (Pérez-Ponce de León y García-Prieto, 2001). En las aves silvestres, se han identificado 223 especies de parásitos helmintos en 123 especies de aves, donde destaca la helmintología del pato triguero (Anas platyrhynchos diazi) con la descripción y registro de 33 especies (Pérez-Ponce de León y García-Prieto, 2001), de las cuales 25 fueron reportadas en el estudio de Farias y Canaris (1986) realizado en la

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parte Centro–Norte de México y Sur de Texas en Estados Unidos. Para el Guajolote silvestre de Gould (Meleagris gallopavo mexicana), especie endémica de la Sierra Madre Occidental, se han realizado pocos esfuerzos sobre el conocimiento de la diversidad parasitaria y sus relaciones, lo que representa la oportunidad de contribuir no sólo a particularizar sobre la biología de esta subespecie, sino también a reconocer en la diversidad de parásitos y su papel como indicadores ecológicos, así como la posibilidad de evaluar la salud del ecosistema. La evaluación de la situación parasitaria de las especies silvestres requiere del conocimiento de las especies de parásitos presentes, abundancia, prevalencia y asociación, así como la distribución de cada parásito en el hospedero, para poder entender los posibles efectos tanto en el individuo como en su población. El estudio de la helmintofauna del guajolote de Gould plantea generar conocimiento de su diversidad, abundancia, importancia patológica, y observar la posibilidad de sus efectos sobre la condición física del hospedero, para resaltar la importancia que tiene el monitorear el estado de salud de las poblaciones silvestres susceptibles de manejo y aprovechamiento, para que ello, sea incluido en las propuestas futuras de planes de manejo autorizados por la entidad normativa en nuestro país.

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Generalidades El guajolote silvestre Historia El guajolote silvestre es nativo de Norteamérica, existe en una gran variedad de hábitats y su rango de distribución es amplio (Kennamer et al., 1993). Restos fósiles sugieren su presencia en Estados Unidos y México desde el pleistoceno tardío, entre 1.8 y 5 millones de años antes de la era glaciar (Rea, 1980). Esta especie fue descrita por Karl Linné en 1758, quien propuso su nomenclatura científica. El género Meleagris, significaba gallina de Guinea entre los antiguos greco-romanos, y la especie gallopavo proviene del latín (gallus para gallo y pavo semejante al pavo real) (Kennamer et al., 1993).

Cuadro 1. Taxonomía del guajolote silvestre de Gould (Meleagris gallopavo mexicana). CLASE ORDEN FAMILIA SUBFAMILIA GÉNERO ESPECIE SUBESPECIE

Aves Galliformes Phasianidae Meleagridinae Meleagris Meleagris gallopavo Meleagris gallopavo mexicana

Linneaus, 1758 Linneaus, 1758 Gould, 1856

Fuente: American Ornithologists Union (1998). Su presencia ha estado siempre ligada al desarrollo de las culturas indígenas de Norteamérica, encontrando evidencias de su inclusión en la dieta del emperador Moctezuma (Crawford, 1994), además de otros usos, como en la fabricación de ropa y tocados, herramientas y armas (Lafón, 1997).

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Distribución Actualmente existen dos especies de guajolote silvestre en el mundo: el pavo ocelado (Agriocharis ocellata), que habita en el Sur de México y Centroamérica; y el guajolote silvestre (Meleagris gallopavo), originario de México y Norteamérica, del cual se originan cinco subespecies: el pavo de Merriam (M. g. merriami), el pavo de Florida (M. g. osceola), el pavo del Este (M. g. silvestris), el pavo del Río Grande (M. g. intermedia) y el pavo de Gould (M. g. mexicana) (Latham, 1976). La distribución del guajolote silvestre de Gould en México (Figura 1) comprende los estados de Sonora, Chihuahua, Durango, Zacatecas, Nayarit, Jalisco y Michoacán, en el macizo y las estribaciones de la Sierra Madre Occidental (Leopold, 1977), y recientemente ha sido reintroducida en la Sierra Fría de Aguascalientes (Garza, 2005).

Figura 1. Distribución del guajolote silvestre de Gould (Meleagris gallopavo mexicana) en México.

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Descripción El guajolote silvestre pertenece al Orden Galliformes, Familia Phasianidae. Es un ave de cuerpo grande (101-112 cm de longitud) cabeza pequeña, cubierta junto con el cuello de piel azul con verrugas rojas, y pico amarillo. En la frente y garganta presenta protuberancias rojas conocidas como carúnculas y barbillas (Green, 1982). El macho es de cuerpo oscuro, con plumas de color bronce iridiscente marcado y con un patrón de escamas en negro sobre la rabadilla con tonos azul y negro metálico (Figura 2). Una barba de plumas negra, llamada peine, cuelga del pecho; la cola es de color negro y óxido y cuando la despliega se aprecia una banda subterminal negra y otra terminal blanca (Leopold, 1997). La voz del macho es un gorgoreo parecido al del pavo doméstico (Leopold, 1997).

Figura 2. Guajolote silvestre de Gould, macho.

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Las hembras e individuos juveniles son más pequeños que los machos y con menor brillo (Figura 3). La hembra carece de protuberancia en la frente y en ocasiones presenta barba.

Figura 3. Guajolote hembra. Existen diversos trabajos que hablan sobre la biología y ecología del guajolote silvestre (Leopold, 1948; Schorger, 1966; Latham, 1976; Williams y Austin 1988; Dickson, 1992; Lafón 1997), por lo tanto en este trabajo sólo se realiza una breve descripción general. El guajolote silvestre es la gallinácea más grande de Norteamérica y se caracteriza por formar grupos o bandadas grandes, con un alto sistema social jerárquico (Garza, 2005). La reproducción se inicia con el cortejo de primavera, donde el macho reúne a varias hembras formando un harem y la nidificación ocurre en junio y los nidos contienen de 8 a 12 huevos (Healy, 1992). Los pollos nacen después de 28 días de incubación, y se reúnen con otras hembras y sus crías hasta la edad juvenil formando grandes parvadas

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invernales que se desintegran al iniciar nuevamente el cortejo en primavera (Green, 1982). Vive en ecosistemas boscosos con tipos de vegetación de bosques de coníferas, latifoliadas o la mezcla de ambos (Garza y Servín, 1993) de la Sierra Madre Occidental, en casi todos los rangos altitudinales, con temperaturas medias de 12 ºC a 18 ºC y precipitaciones mayores de 800 mm (Leopold, 1977), donde encuentra las diversas especies vegetales y animales que componen su dieta (Lafón, 1997; Márquez et al., 2005). Aunque sus poblaciones se ven afectadas por las actividades humanas que ocasionan disturbios en el hábitat, los guajolotes son observados con más frecuencia en comunidades ejidales (Schemnitz y Zeedyck 1992) que en predios particulares (Garza, 1994). Esto es importante para Durango, ya que el régimen de propiedad de la tierra es preponderantemente social (SAGDER, 2004). La tasa de mortalidad más alta en el guajolote silvestre ocurre desde el nacimiento hasta las 15 semanas de vida (Vangilder, 1992), y las causas más frecuentes son: depredación, enfermedades, parásitos (W.D.W. 2005), así como la caza furtiva y de subsistencia (Garza y Nocedal, 1991).

Parásitos del guajolote silvestre Los guajolotes silvestres son portadores de un gran número de especies de parásitos (Maxfield et al., 1963), algunos de ellos externos o que viven sobre su cuerpo y otros internos que viven dentro de sus órganos (Oates et al., 2005), siendo tolerantes a estas condiciones de parasitismo con excepción de infestaciones masivas o de parásitos altamente patógenos que puedan afectar la salud (Hurst y Couvillion, 1997). En animales que viven en libertad, los parásitos están siempre presentes en pequeñas cantidades, pero existen registros de acción patogénica provocada

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en algunos casos por cambios en el medio ambiente (Choquette, 1956). Se reconocen diferentes grupos taxonómicos de parásitos gastrointestinales (tremátodos, acantocéfalos, céstodos, nemátodos y protozoarios) que han sido hallados en diferentes subespecies de guajolote silvestre en Estados Unidos (Prestwood et al., 1973). Sin embargo, la relación parásito-hospedero está definida por una gran variedad de factores, algunos propios del hospedero, otros propios del parásito y otros más, propios del medio ambiente; lo cual hace difícil comprender bajo un sólo enfoque esta relación (Davison y Wentworth, 1992; Cruz-Reyes, 1993).

Tremátodos del guajolote silvestre Los tremátodos son también conocidos como fasciolas y representan a uno de los grupos más diversos de platelmintos (gusanos planos) que se encuentran en animales de vida silvestre (Pérez et al., 2007). Los guajolotes silvestres pueden tener hasta 19 especies de tremátodos, los cuales no se consideran patógenos por no haber sido asociados con alguna enfermedad clínica (Davison y Wentworth, 1992), son difíciles de localizar por su tamaño, destacando la fasciola del hígado Athesmia heterolecitothodes que tiene predilección por los conductos biliares pudiendo llegar a obstruirlos cuando son numerosos (Hewitt, 1992); sin embargo, pueden estar presentes también en intestinos, oviducto, bursa, cloaca, riñón y ciego de las aves. Kingston (1984, tomado de Davison y Wentworth, 1992), reporta para Estados Unidos como frecuentes a los géneros: Brachylaima, Echinoparyphium y Cotylurus. Todas las especies de tremátodos requieren de un primer intermediario que generalmente es un caracol y, comúnmente, requieren de un segundo intermediario, por lo general un invertebrado (Hewitt, 1992), por lo que, los guajolotes silvestres que vivan en condiciones de humedad alta o en lugares

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de abundante precipitación pueden contener estos parásitos. Quiroz (1984) enfatiza que el ciclo de vida de los tramátodos depende de la humedad, así los huevos que son depositados con las heces en el medio acuático se desarrollan a la etapa de miracidio, encuentran a un caracol y en él desarrollan etapas subsecuentes como las redias, abandonando el caracol en forma de cercaria, que es la etapa infestante que alcanza al huésped definitivo mediante su ingestión junto con el pasto o agua.

Acantocéfalos del guajolote silvestre Los acantocéfalos son parásitos no segmentados, que raramente se han reportado en guajolote silvestre en los Estados Unidos (Prestwood et al., 1973; Hon et al., 1975). Debido a su infrecuente presencia no se consideran como una amenaza seria a la salud del guajolote (Davison y Wentworth, 1992).

Céstodos del guajolote silvestre Los céstodos son gusanos planos que parasitan a todas las clases de vertebrados acuáticos o terrestres; pueden presentarse en dos formas, la monozoica que se caracteriza por un sólo segmento o cuerpo, y la polizoica donde el cuerpo está formado por segmentos o proglótidos (Olsen, 1974). En su fase adulta generalmente habitan el tracto digestivo de sus hospederos y están morfológica y fisiológicamente adaptados para absorber nutrientes, protegerse contra la digestión, adherirse a la pared intestinal y para la síntesis y transporte proteicos (Calneck, 2000). Tienen ciclo de vida indirecto por lo que utilizan diversos huéspedes intermediarios como: caracoles, escarabajos, lombrices, hormigas y saltamontes, para desarrollar etapas fuera del hospedero definitivo (Quiroz, 1984). Existen cuatro órdenes diferentes de cestodos: (i) Caryophyllidea que

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parasitan principalmente peces, (ii) Pseudophyllidea que parasitan peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, (iii) Proteocephala que parasitan peces, anfibios y reptiles y (iv) Cyclophyllidea que es el orden más grande de cestodos, parasitan aves y mamíferos (Olsen, 1974). En guajolotes silvestres de Estados Unidos se han encontrado 13 especies de cestodos, en forma adulta en el tracto intestinal siendo ocasionalmente encontrados por cazadores al eviscerar sus piezas (Davison y Wentworth, 1992), los géneros del orden Cyclophyllidea como: Davainea, Railletinia, Metroliasthes, Hymenolepis, Liga y Amoebotaenia, han sido reportados por Reid y colaboradores (1984). La cestodosis en guajolotes puede ocasionar oclusión intestinal (Moreno, 1989), pero ninguna especie de cestodo se considera altamente patogénica (Oates et al., 2005); sin embargo, la competencia por los recursos y el mantenimiento de un sistema de defensa requiere de gasto energético extra que puede ser aprovechado por bacterias y virus que pueden afectar la salud del individuo (Davison et al., 1985). Dado que los pollos de guajolote silvestre utilizan a diversos invertebrados como fuente de proteína, las infecciones con cestodos en fases tempranas de vida y su participación en la elevada tasa de mortalidad durante el desarrollo se desconoce (Vangilder, 1992). Hon y colaboradores (1978) fueron los primeros en detectar Metroliasthes lucida en pollos de sólo 8 a 14 días de vida. Esta misma especie fue encontrada en el guajolote de Río Grande (M. g. intermedia) en México en 2006 (Ángeles et al., 2006). En aves domésticas la cestodosis provoca falta de desarrollo, enflaquecimiento, anemia y caquexia y las lesiones locales varían con la especie y número de individuos infestantes (Levine, 1984), y otras lesiones como enteritis catarral y engrosamiento de la mucosa intestinal (Moreno, 1989).

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Nemátodos del guajolote silvestre Los nemátodos son parásitos conocidos como gusanos redondos pertenecientes al Phylum Nemathelminytes, que se dividen en dos clases: Secernentea y Adenophorea (Olsen, 1974), con ciclo de vida directo para aquellas especies que parasitan el tracto digestivo de los hospederos e indirecto para el resto de ellas (Davison y Wentworth, 1992; Hewitt, 1992), aunque también se pueden encontrar en otros órganos como tráquea, corazón, pulmones, ojos (Cordero et al., 2000) de diversos animales de vida libre (Mayberry et al., 2000). En el guajolote silvestre se han reportado 25 especies de nemátodos (Ruff, 1984), pero sólo pocas de ellas se consideran parte de la helmintofauna normal del hospedero, variando su presencia y prevalencia conforme el área de distribución geográfica (Davison y Wentworth, 1992). Se incluyen en el grupo anterior a Ascaridia dissimilis, Ascaridia galli, Capillaria caudinflata, Capillaria obsignata en intestino delgado, Heterakis gallinarum y Trichostrongylus tenuis en ciegos y Dispharnix nasuta y Cyrnea colini en el proventrículo (Hewitt, 1992). La mayoría de las especies no se consideran patógenas o asociadas a enfermedades para el guajolote silvestre (Hon et al., 1975); sin embargo, una de ellas: Heterakis gallinarum es importante en la salud de las poblaciones silvestres por ser el portador de Histomonas meleagridis, un protozoario que puede ocasionar mortalidad en el guajolote (Prestwood et al., 1973; Hurst y Couvillion, 1997; Hurst, 1980; Calneck, 2000). La histomoniasis es una enfermedad de los pavos que se caracteriza por necrosis hepática y también es conocida como enfermedad de la cabeza negra (Lleonart et al., 1991), que puede ocasionar una alta tasa de mortalidad en aves domésticas (Permin et al., 1999). La presencia de Heterakis gallinarum en los ciegos del guajolote silvestre es indicativo de una alta probabilidad de la presencia de Histomonas

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meleagridis (Lund et al., 1975) y la reserva potencial de enfermedad (Davison Wentworth, 1992); por ello, está incluida en los distintos planes de manejo de guajolote silvestre en varios estados de la Unión Americana (Kamees, 2002; W.D.W. 2005). No obstante, que la prevalencia de Heterakis gallinarum es mayor que la de Histomonas meleagridis, sólo el 12% de 265 muestras de guajolotes silvestres provenientes de 10 estados del sudoeste de los Estados Unidos resultaron positivas para histomoniasis (Davison y Doster, 2005). Aparentemente, la intensidad de la prevalencia está más relacionada al parecer, con la estabilidad social y el tamaño de la parvada (Moore et al., 1988). Las especies Ascaridia dissimilis y Ascaridia galli son nemátodos que habitan de manera frecuente en el intestino delgado del guajolote silvestre (Lafón, 1997; Salas, 2000). Se reportan en individuos de distintas edades donde la prevalencia en guajolotes silvestres juveniles es mayor (McJunkin et al., 2003), que aunque no ponen en riesgo la salud de manera directa si pueden provocar alteraciones intestinales que pueden ir de la oclusión intestinal a lesiones histológicas serias que afectan la producción de aves de corral (Azis y Norton, 2004). Son de ciclo directo y ejercen acción expoliatriz, histófaga y hematófaga causando congestión, enteritis hemorrágica, hepatomegalia y esplenomegalia (Lapage, 1983; Calneck, 2000). Existen otros nematodos que son importantes en la salud del guajolote silvestre como Dispharnix nasuta y Syngamus trachea, que afectan pulmones y corazón, sin embargo, los más comunes son los que se encuentran en el tracto gastrointestinal (Oates et al., 2005).

Protozoarios del guajolote silvestre El phylum Protozoa agrupa a individuos unicelulares que varían en estructura, biología y complejidad, se dividen en cuatro subfilos: (I) Sarcomastigophora,

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que tiene flagelos o seudópodos, (II) Sporozoa, que tiene esporas sin filamento polar, (III) Cnidospora con esporas con uno o más filamentos polares y (IV) Ciliophora, con el cuerpo cubierto de cilios (Olsen, 1974). El parásito protozoario más importante en la salud del guajolote silvestre es Histomonas meleagridis (Davison, et al., 1985), flagelado que habita en el ciego de los guajolotes (Huber, et al., 2006), gallinas de la pradera, codornices y faisanes (Hurst, 1980). Este parásito es capaz de sobrevivir sólo unas cuantas horas en las heces de las aves infectadas; sin embargo, cuando se incorpora a los huevos del nematodo Heterakis gallinarum su sobrevivencia puede alcanzar más de tres años (Olsen, 1974), volviéndose un parásito de transmisión directa junto a su efecto patógeno (Hu y McDougald, 2003). La histomoniasis se caracteriza por necrosis y ulceración de la mucosa del ciego y necrosis focal en el hígado (USGS, 2007), además de alta mortalidad y virulencia en guajolotes (Callait, et al., 2006). Otro orden taxonómico de parásitos protozoarios de importancia en el tracto digestivo del guajolote silvestre es Coccidia (Davison y Wentworth, 1992). El género más común en estas aves es Eimeria (Olsen, 1974), cuya infección se produce a través de la forma cística de estos protozoarios donde sobresalen las especies Eimeria adenoides, Eimeria dispersa, Eimeria gallopavonis, Eimeria meleagridis, Eimeria meleagrimitis y Eimeria subrotunda (Prestwood, et al., 1973). La coccidiosis clínica no ha sido reportada en guajolote silvestre (Reid, 1984, citado por Davison y Wentworth, 1992), sólo hallazgos de Eimerias en Meleagris gallopavo mexicana reportadas por Lafón (1997). En aves de corral produce diversos síntomas y signos como tristeza, baja de producción, pérdida de peso y mortalidad variable (Moreno, 1989; Lleonart, et al., 1991), y causa también una pobre coloración del plumaje en especies

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silvestres (Hill y Brawner, 1998), lo cual afecta la fecundidad y la selección de pareja para el apareamiento (Edgar, 1986).

Relación parásito-hospedero Parasitismo Uno de los tipos más difundidos de relación que existen en la naturaleza es el parasitismo, donde prácticamente ningún ser vivo se ve exento de sufrir algún ataque de parásito en alguna etapa de su vida (Price, 1980). Las poblaciones de animales silvestres son reguladas por factores bióticos y abióticos, siendo los parásitos uno de los factores bióticos que juegan un papel regulador de estas poblaciones (Borqsteede, 1996). La visión común que el hombre tenía con respecto a esta relación ha cambiado durante los últimos años, y se han abierto teorías que tratan de entender como estos procesos evolucionan (Merino, 1999), modifican comportamientos (Hamilton y Zuk, 1982), así como distribución, incidencia y virulencia de los parásitos junto a los distintos mecanismos de defensa de los hospederos (Hudson, et al., 2006), más en animales de vida silvestre (Scott, 1988) y con respecto a las condiciones cambiantes del clima (Holmes, 1995; Moller y Erritzoe, 2003).

Virulencia y resistencia La virulencia puede considerarse como el efecto neto que los parásitos ejercen sobre sus hospederos y puede estimarse a través de la tasa de reproducción del parásito y su infectividad o por el daño que el parásito causa al hospedero también llamada enfermedad (Toft y Carter 1990). Pero estas enfermedades como factor limitante de sobrevivencia de las especies puede deberse a cambios antropogénicos a escala global los cuales tienen influencia sobre la

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salud de los animales silvestres como: fragmentación y degradación de hábitat, aislamiento de poblaciones y proximidad humana (Deem, et al., 2001). No obstante, se reconocen ciertos moduladores de la virulencia como la competencia entre parásitos y el modo de transmisión (Merino, 1999), así como el esfuerzo inmune del hospedero para contrarrestar esos efectos (Hudson, et al., 2006). Con esta perspectiva han surgido hipótesis que tratan de explicar de diferentes maneras estos aspectos. Una de ellas la propuso Van Valen (1973), y es conocida como la hipótesis de la reina roja, que establece una carrera coevolutiva entre parásito y hospedero, el primero maximizando su esfuerzo biológico por explotar al hospedero y el segundo incrementando su nivel antigénico para mantener a raya al parásito. Los efectos más notables que los parásitos producen en sus hospederos no están dirigidos a producir la muerte inmediata del hospedero, sino a drenar recursos que pueden minar la eficacia reproductiva, alcanzar la edad de la reproducción y casi siempre provocar un estado de subnutrición que se presenta en forma de pérdida de peso, debido al costo energético de la respuesta inmune (Munger y Karasov, 1994). Sin embargo, la mayoría de los animales silvestres mantienen una gran cantidad de especies de parásitos, y se puede caer en el error de estudiar la especie que no sea el verdadero regulador de la población de hospederos o la acción sinérgica de varias especies de parásitos sobre distintos recursos del hospedero, haciendo complicado su estudio (Merino, 1999). Los factores cruciales para estudiar y comprender con mayor certeza la relación parásito-hospedero son: (i) la transmisión parasitaria, que puede ser vertical (entre individuos emparentados) u horizontal (individuos de la población), (ii) la competencia entre parásitos (Frank, 1996), (iii) el sexo (Merino, 1999), (iv) sociabilidad y conducta del hospedero (Merino, 1999).

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Diversidad y abundancia de los parásitos Una población de animales de vida silvestre es típicamente hospedera de una diversidad de especies de parásitos que se integran en comunidades (Roberts, et al, 2006), donde la presencia de alguna especie puede influenciar la abundancia de otra, lo que significa que las interacciones entre especies de parásitos en una comunidad determina la estructura y viabilidad de la propia comunidad, y posibilidad de nuevas infecciones en el hospedero (Hudson, et al., 2006). Los estudios sobre la diversidad de comunidades muestran información útil acerca de la riqueza de especies, y además, a nivel de comunidad se obtiene información acerca del número de especies, número de individuos por especie y el lugar que ocupan los individuos (Krebs, 1985). La biodiversidad o diversidad ecológica se define como “la variabilidad de los organismos vivientes de todas las fuentes, incluyendo entre otros, los organismos terrestres, marinos y de otros ecosistemas acuáticos, así como complejos ecológicos de los que forman parte, incluye diversidad dentro de las especies, entre especies y ecosistemas” (UNEP, 1992). Así, se han desarrollado métodos para tratar de encontrar parámetros que puedan describir la diversidad a diferentes escalas (Whittaker, 1972), la diversidad alfa o riqueza de especies de una comunidad, la diversidad beta, el grado de cambio o reemplazo de especies en una comunidad y la diversidad gamma, o riqueza de especies de un conjunto de comunidades que integran un paisaje (Moreno, 2001). Los parásitos ocupan lugares (nichos), particulares en los hábitats que son provistos por el ambiente interno del hospedero y son adaptables a las condiciones que se presenten en esos lugares en forma exacta (Cruz-Reyes, 1993), entonces la competencia entre especies y el traslape de sitio (nicho), dependen de la amplitud del nicho (Krebs, 1985), y de la densidad del hospedero (Roberts, et al., 2006).

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El tamaño corporal es una de las características que más influyen en patrones biológicos y de comportamiento de los hospederos, tales como densidad, fertilidad y longevidad; en ese sentido, hospederos de gran tamaño corporal tienden a tener una esperanza de vida mayor, pero una tasa reproductiva y densidad de población menor que los hospederos pequeños, por lo tanto, la carga parasitaria varía, siendo mayor en animales pequeños que en grandes (Hudson, et al., 2006). Consecuentemente, la carga parasitaria en los hospederos no se distribuye al azar, sino que existe un fenómeno de agregación de parásitos al huésped, de tal manera que pocos individuos de la población contienen a muchos parásitos y viceversa (Wilson, et al., 2006).



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ESTUDIO DE CASO MATERIALES Y MÉTODOS Características de área de estudio El estudio se realizó en el Ejido Presidente Salvador Allende del Municipio de Durango, ubicado en las estribaciones de la Sierra Madre Occidental, entre las coordenadas geográficas extremas: al norte 24º 07’ y al sur 24º 05’ de latitud norte; al este 104º 51’ y al oeste 104º 56’ de longitud oeste, en el km 25+25 de la carretera Durango–Mazatlán (Figura 4). El predio está registrado como UMA (Unidad de Manejo y Aprovechamiento de Vida Silvestre) con el número DGVS-CR-EX2339-DGO y autorización por parte de SEMARNAT desde el año 2000, para el aprovechamiento cinegético de guajolote silvestre y venado cola blanca (Odocoileus virginianus couesi). Tiene una superficie de 3,200 ha de bosque templado seco de pino–encino, en las cuales la principal actividad económica es la ganadería bovina bajo sistema de explotación extensivo. La actividad forestal se suspendió a partir de 1997, al no obtener autorización de la SEMARNAP para extracción de madera debido a la sobreexplotación del recurso forestal.

Uso de suelo Agricultura: 20 ha para siembra de avena forrajera de temporal (Avena sativa), para la suplementación alimenticia de ganado con el forraje y de la fauna silvestre con el grano. Ganadería: 3,200 ha para la explotación extensiva y libre pastoreo de un hato de 216 cabezas de ganado bovino, con una producción de becerros al destete del 60%. Forestal: No existe explotación forestal, lo cual fue motivo de la creación de la UMA.

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Figura 4. Localización del ejido Presidente Salvador Allende en el Municipio de Durango (escala 1:50,000). Clima Según la clasificación climática de Köepen, modificada por Enriqueta García (1987), en el predio encontramos dos tipos de clima del grupo de los templados: 1. C(e)(w2)(x´): Templado, semifrío, con rango de temperatura entre los 5 ºC y 18 ºC, subhúmedo con régimen de lluvias de verano, con precipitación del mes más seco menor de 40 mm y lluvias invernales mayores de 10.5 mm.

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2. C(w2): Templado con temperatura media anual de 12 ºC a 18 ºC, rango de temperatura del mes más frío de –5 ºC a 18 ºC, subhúmedo con régimen de lluvias de verano. La isoyeta de 850 mm corresponde al promedio anual de precipitación de la estación meteorológica de El Pino, Durango, que es la estación más cercana (INEGI, 2000).

Recursos hidrológicos La unidad se ubica en la Región Hidrológica No 11 Presidio–San Pedro, cuenca del Río San Pedro, subcuenca del Río Tunal. En el área de estudio, la cuenca del Arroyo del Mimbre tiene un área de 74 km2.

Caracterización geológica El terreno está conformado por mesetas altas, lomeríos, cañadas y arroyos características de esta zona serrana con altitudes entre los 2,200 y 2,680 m, con pendientes de entre 2 y 12%. El asiento geológico data del periodo Cenozoico de tipo volcánico (cmv), constituido por rocas ígneas, intrusivas y extrusivas como basaltos, reolitas, lavas, andesitas y cenizas volcánicas, los suelos son de origen in situ y coluvial. En el predio se encuentran dos asociaciones edáficas, de acuerdo con las unidades de suelo reportadas por el INEGI (carta edafológica Durango oeste G13 D81, escala 1:50,000): 1.

Re + Hh /2 : Regozol mas Foazem háplico de textura media.

2.

Hh + Re /2 : Foazem háplico mas Regozol eútrico de textura media.

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Vegetación El tipo de vegetación dominante es bosque mixto de pino–encino de crecimiento fustal, con el dosel entre 8 m y 10 m de altura y una densidad de 50 árboles/ha, de más de 35 cm de dap (diámetro a la altura del pecho). El estrato arbóreo está compuesto por Pinus cembroides, P. engelmanni, y P. chihuahuana, mezclados con Quercus emoryi y Q. chihuahuensis (sitios 38, 40, 42 y 43 de la Carta de uso de suelo y vegetación Durango Oeste G13D81, escala 1:50,000). El estrato arbustivo está compuesto por Arbutus xalapensis y A. glandulosa, Arctostaphylus pungens, Quercus depressipes, Nolina micrantha, Dalea wislizenii y Viguiera hypargyrea. El estrato herbáceo se compone de gramíneas principalmente donde destacan Muhlenbergia rigida, Stevia serrata, Elyonorus barbiculmis, Lycurus pheloides, Gnaphalium sp. (INEGI, 2000).

Materiales Se utilizaron materiales del Laboratorio de Análisis Clínico Veterinario de la FMVZ, UJED, para la colección, fijación y preparación de los parásitos, tales como microscopio, microscopio estereoscópico, cámara de McMaster, cámara digital Motic® para microscopio, etanol y lactofenol (2 partes de ácido acético, 1 parte de fenol y 1 parte de agua destilada).

Metodología Se colectaron 21 tractos gastrointestinales (TGI) de guajolote silvestre de Gould cazados durante la temporada cinegética 2007. Para evitar la migración de las especies parasitarias, inmediatamente después de haber cazado al individuo, el aparato digestivo se anudó con hilo de algodón en las distintas regiones que lo conforman y se colocó en un frasco de vidrio con solución

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salina fisiológica para su conservación durante el traslado al laboratorio, según los procedimientos empleados por Salas (2000). Se registraron los siguientes datos morfológicos de los individuos cazados: peso, longitud corporal, envergadura de las alas, longitud de los espolones, del peine y del tarso, expresando las variables de longitud en milímetros y las de peso en kilogramos. Además, se registró el lugar donde el animal fue cazado, para determinar la posibilidad de una correlación entre la cantidad y calidad de los parásitos encontrados con el sitio de caza. Asimismo, se determinó la condición corporal del animal basado en el peso y la cobertura de grasa en la molleja, expresada en milímetros cuadrados, medida con un vernier, de acuerdo con los estudios de Wobeser y Speaker (1980). En el laboratorio, cada región gástrica se lavó cuidadosamente y en una caja de Petri se realizó una inspección minuciosa del contenido para separar, contar e identificar los parásitos con la ayuda de un microscopio estereoscópico y las claves correspondientes a cada grupo (Olsen, 1974; Cordero et al., 2000) y otros recursos de la red en línea. Los parásitos adultos encontrados en las distintas regiones se prepararon para su fijación y observación al microscopio según la técnica descrita por (Iruegas, et al., 1995). Se registraron las lesiones encontradas en la capa mucosa de cada segmento del TGI, reconociendo hemorragias focales, petequiales y generalizadas, para tratar de asociarlas con la carga y tipo de parásitos encontrados. El contenido gástrico de cada región del TGI, ya sin parásitos adultos, constituyó una muestra en la que se utilizó la técnica coproprasitoscópica de McMaster, para encontrar huevecillos de los parásitos, según procedimientos descritos en el manual de técnicas de laboratorio de parasitología de la FMVZ, UJED (2005). Se elaboró un archivo fotográfico de cada una de las muestras, y de cada especie encontrada, así como de los diferentes huevecillos de los parásitos, con ayuda de la cámara microscópica Moticam® (2000).

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Análisis estadístico Para el análisis cuantitativo de las especies de parásitos se estimaron los parámetros estadísticos descriptivos para medidas de tendencia central y dispersión, como media aritmética, desviación estándar, varianza y error estándar, así como el análisis de comparación de medias de “t” de Student, a un nivel α = 0.05 (Steel y Torrie, 1986). Se realizaron análisis de correlación múltiple entre el peso y la cobertura de grasa en la molleja, como variables dependientes, con el número y tipo de parásitos encontrados tanto con los individuos muestreados como con las lesiones encontradas en los distintos segmentos del TGI. Se empleó el programa NCSS (2001), según los procedimientos de Steel y Torrie (1986), y la asignación de valores arbitrarios para cuantificar las lesiones en la mucosa del TGI, de acuerdo con el siguiente cuadro: Cuadro 2. Tipo de lesión en mucosa intestinal y valor asignado. Mucosa intestinal Normal Hemorragia petequial Hemorragia focal Hemorragia generalizada

Valor asignado 1 2 3 4

Se determinó la abundancia relativa de parásitos por región del TGI mediante la fórmula de Magurran (1989): Pi = ni / Σni donde Pi es la proporción de individuos de un orden taxonómico, ni es el número de individuos de ese mismo orden taxonómico y Σni es el número total de individuos en todos los órdenes taxonómicos. Para determinar la riqueza específica de parásitos por región del TGI, se usaron los índices de Margalef (1974) y Menhinick (1964). Índice de riqueza específica de Margalef

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DMg = (s-1) / ln N

donde s es el número de especies y ln N es el logaritmo natural de N, el número total de individuos de la comunidad. Índice de Riqueza especifica de Menhinick DMn = s / √ N donde s es el número de especies y N es el número total de individuos en la comunidad. La dominancia de las especies de parásitos se evaluó por el Índice de Simpson (Moreno, 2001) mediante la fórmula: λ = Σpi2 donde Σpi2 es la sumatoria de las proporciones de los parásitos elevados al cuadrado. El índice de equidad de Pielou (Moreno, 2001) se utilizó para determinar la proporción de la diversidad esperada en relación a la diversidad observada mediante la fórmula: J’= H’ / H’max donde H’ es el índice de diversidad de acuerdo a la teoría de la información y es conocido como índice de Shannon y H’max es logaritmo natural del número total de especies. El grado de agregación parasitaria (Wilson, et al., 2006) se estimó mediante el índice estadístico varianza/media, para el total de parásitos y por especie en cada muestra (n= 21).

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN Identificación de parásitos gastrointestinales Del análisis cuantitativo y cualitativo de 21 tractos gastrointestinales (TGI) de guajolote silvestre de Gould, se recuperaron 2,540 parásitos adultos de cinco especies correspondientes a tres órdenes taxonómicos: Clase Cestoda: Orden Cyclophyllidea, Clase Nematoda: Orden Rhabditia y Clase Sporozoa: Orden Eucoccidiorida (Figura 5).

n = 2,540

8%

32%

Cyclophyllidea Rhabditia Sporozoa

60%

Figura 5. Clases de parásitos encontrados en TGI de guajolote silvestre.

Cestodos Se recuperaron 819 ejemplares del Orden Cyclophyllidea, Clase Cestoda, de dos familias Davainedae (n= 528) y Didelipidae (n= 291), con promedio conjunto de 13.0±1.73 (n= 21) parásitos por guajolote. El promedio de cada especie se presenta en el Cuadro 3.

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Cuadro 3. Abundancia de parásitos del orden Cyclophyllidea del tracto gastrointestinal (TGI) de guajolotes silvestres de Gould (n= 21). Especie Metroliasthes lucida Davainea proglottina Railletinia tetragona

Media

Error estándar

13.85a

2.23

0.80b

0.33

24.33c

3.00

Letras distintas representan diferencias significativas (P≤ 0.05).

Railletinia tetragona y Davainea proglottina, de la familia Davainedae (Figuras 12 y 13), representaron el 64.4% del total de los céstodos y el 20.7% del total de los especímenes encontrados en la muestra (n= 21). Reid (1984, citado por Davison y Wentworth 1992), reporta cuatro diferentes especies de Railletinia para guajolote silvestre de distintas subespecies y distintos Estados de la Unión Americana. Schemnitz y Zeedyk (1992) encontraron este género de parásito en un examen de cinco guajolotes silvestres de Gould en el Estado de Chihuahua. Sin embargo, Lafón (1997) no reporta hallazgos de ellos en esa misma entidad en un tamaño de muestra mayor (n= 32). Clasificación según Cordero et al. (2000)

Clase Cestoda Orden Cyclophyllidea Rudolphi, 1808. Familia Davainideae Fuhrmann, 1907. Género Railletinia Fuhrmann, 1920. Especie Railletinia tetragona, Molin, 1858.

De Davainea proglottina, se encontraron sólo 17 ejemplares en siete TGI, representando el 2% del total de los céstodos. Reid (1984, citado por Davison

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y Wentworth, 1992) la encontró en guajolotes del estado de Virginia del Oeste, E.U.A.; sin embargo, en los pocos estudios realizados en México, sólo se menciona el orden Cyclophyllidea (Salas, 2000). Clasificación según Cordero et al. (2000)

Orden Cyclophyllidea Rudolphi, 1808. Familia Davainedae Fuhrmann, 1907. Género Davainea Blanchard, 1891. Especie Davainea proglottina Davaine, 1860. Los parásitos de la familia Didelipidae encontrados pertenecen al género Metroliasthes (Figura 11), del cual existen múltiples reportes en las distintas subespecies de guajolote silvestre en los Estados Unidos (Reid, 1984, citado por Davison y Wentworth, 1992). Este género representó el 36% del total de los céstodos y el 18.9% del total de los parásitos adultos encontrados en la muestra (n = 21). México, Ángeles y colaboradores (2006), lo reportan por primera vez en M. g. intermedia en Nuevo León y este estudio también lo reporta por primera vez en M. g. mexicana, ya que Lafón (1997) no lo realiza ya, que sólo encontró nemátodos y además, su estudio no fue enfocado a la parasitología. Clasificación según Cordero et al. (2000)

Clase Cestoda Orden Cyclophyllidea Rudolphi, 1808. Familia Didelipidae Raillet y Henry, 1909. Género Metroliasthes Ransom, 1900.

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La presencia de céstodos del orden Cyclophyllidea se puede explicar por el comportamiento alimentario de los guajolotes en fases tempranas de desarrollo cuando necesitan grandes cantidades de proteína para crecer e incorporan a su dieta, invertebrados terrestres como hormigas, escarabajos, grillos y chapulines (Davison y Wentworth, 1992). En ese sentido, en un estudio sobre la dieta del guajolote de Gould, en Durango Morales y colaboradores (1997) encontraron una baja utilización de insectos, pero en Chihuahua Lafón (1997), estimó que estacionalmente la dieta animal es importante hasta en un 33.4% durante la época de verano, disminuyendo su importancia hasta un 7% durante el invierno. Olsen (1974) describe la importancia de insectos de las familias Tenebrionidae, Scarabaeidae y Carabidae como huéspedes intermediarios de parásitos del género Railletinia, y de escarabajos, moscas y saltamontes en el ciclo de vida de platelmintos del género Metroliasthes y, asimismo, reconoce la necesidad de mayor investigación para discutir la ecología de los parásitos encontrados. La abundancia de los céstodos por sitio de origen (Figura 6) mostró diferencias significativas entre los sitios de origen y las especies de parásito, a excepción de Davainea, debido probablemente a que estos parásitos necesitan distintos huéspedes intermediarios para completar su ciclo de vida. La importancia clínica de estos parásitos en guajolotes silvestres se reduce a la posibilidad de encontrar infestaciones masivas que puedan ocasionar oclusión intestinal (Levine, 1983; Calnek, 2000; Cordero et al., 2000).

Nemátodos Los nemátodos son gusanos redondos, frecuentes en el guajolote silvestre y cuyas infestaciones múltiples han sido reportadas por cazadores del sudoeste de los Estados Unidos al eviscerar sus piezas cobradas, encontrando hasta

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17 especies diferentes, siendo comunes Heterakis gallinarum y Ascaridia dissimilis (Prestwood, et al., 1973). Los nemátodos reportados por diversos investigadores citados por Davison y Wentworth (1992), son variados y colonizan diversas partes del organismo de los guajolotes silvestres enlistando a 25 especies distintas; encontrando reportes de Heterakis en 21 Estados de la Unión Americana. Los parásitos de la clase Nematoda encontrados en este estudio correspondieron a la especie Heterakis gallinarum (Figura 14) y tuvieron una distribución única en el intestino grueso de las muestras. Se recuperaron 1,511 individuos, el 99% en el ciego y el 1% en el colon; estos 1,511 individuos corresponden al 59.48% del total de los parásitos, siendo el promedio de 71.95 ± 32.58 (n=21) por muestra, estableciendo el primer registro de esta especie de parásito en guajolote silvestre en México (Martínez et al., 2010). El género Heterakis se distingue por encontrarse sólo en ciegos de aves y es un parásito de pequeño tamaño (7–13 mm); éste es el primer reporte de Heterakis en esta subespecie de guajolote silvestre, ya que Schemnitz y Zeedyk (1992) sólo encontraron Railletinia, y Lafón (1997), también en Chihuahua encontró Ascaridia galli en el 3.1% de su muestra (n= 32 TGI), coincidiendo con los hallazgos de Salas (2000) para M. g. intermedia en la sierra de Coahuila, quien reporta Ascaridia dissimilis. Clasificación según Olsen (1974)

Clase Secernentea Von Linstow, 1905. Orden Rhabditia. Familia Heterakidae Ralliet y Henry, 1912. Género Heterakis Dujardin, 1854. Especie Heterakis gallinarum Gmelin, 1790.

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Una característica importante del ciclo de vida y ecología de los nemátodos es que son de ciclo directo, es decir, no utilizan huésped intermediario (Levine, 1983), por lo que la contaminación de agua y del alimento son las principales vías de transmisión entre las aves (Calneck, 2000). Esto es de gran relevancia porque en una gran cantidad de UMA´s, donde se aprovecha la fauna silvestre, la alimentación suplementaria es una práctica de manejo común que hace que la fauna se congregue en esos lugares y por consiguiente que la posibilidad de transmisión de los parásitos y otras enfermedades aumente. Destaca la importancia patológica de Heterakis gallinarum, quien es el huésped intermediario de Histomonas meleagridis, causante de la enfermedad de los guajolotes domésticos llamada histomoniasis o enfermedad de la cabeza negra, (Calneck, 2000), que provoca enterohepatitis con una alta tasa de mortalidad (Cordero et al., 2000). Davison y Wentworth (1992), mencionan que la presencia de Heterakis gallinarum es más frecuente que la incidencia de histomoniasis en las poblaciones de guajolote silvestre en Estados Unidos.

Protozoarios Todos los protozoarios encontrados pertenecen al orden Eucoccidiorida de la Clase Sporozoa (Figura 15) y fueron localizados a todo lo largo del TGI. Con un total de 210 especímenes (Figura 8), la mayor abundancia de parásitos se localizó en el intestino grueso (88%) en comparación con los segmentos del intestino delgado (12%). El promedio de parásitos por guajolote fue de 10 ± 1.95 (n= 21). Estos resultados coinciden con los de Lafón (1997), quien estimó que el 30% de su muestra (n=32 TGI) contenían estos protozoarios, en la misma subespecie de guajolote silvestre. Hay además coincidencia con los reportes de Davison y Wentworth (1992) quienes encuentran siete especies del género Eimeria en guajolotes silvestres de los Estados Unidos, entre las cuales destacan E.

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adenoides, E. dispersa, E. meleagridis, E. meleagrimitis y E. gallopavonis. Clasificación según Olsen, (1974)

Reino Protozoa. Clase Sporozoa. Orden Eucoccidiorida. Familia Eiimeridae. Género Eimeria.

Estos parásitos son de importancia clínica porque provocan la enfermedad llamada coccidiosis, que se caracteriza por hemorragias intestinales (Calneck, 2000). Dentro de los parámetros establecidos por el diagnóstico veterinario para esta enfermedad, el 38% de la muestra (n=21), estaría bajo esta condición de enfermedad por encontrar más de 1,000 huevecillos del parásito por gramo de muestra (FMVZ, 2005). Más adelante se discute la relación para asociar las lesiones en la mucosa intestinal con la carga parasitaria y el tipo de parásito, ya que las lesiones y hemorragias (enteritis catarral) en la capa mucosa del intestino son distintivas para diagnosticar esta enfermedad. La abundancia de los órdenes Cyclophyllidea y Rabhditia y del género Eimeria fue diferente como se aprecia en el Cuadro 4; sin embargo, la distribución en los distintos segmentos del TGI fue total en los protozoarios y parcial para los cestodos y nematodos, que sólo ocurrieron en el intestino delgado y ciego respectivamente.

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Cuadro 4. Abundancia de parásitos de los distintos órdenes encontrados a lo largo del tracto gastrointestinal (TGI) de guajolotes silvestres de Gould (n= 21).

Orden Cyclophyllidea Rhabditia Eimeria

Media

Error estándar

39.00ab

4.60

71.95a

32.58

10.00b

1.95

Letras distintas representan diferencias significativas (P≤ 0.05).

La abundancia de los distintos géneros de parásitos gastrointestinales en el guajolote silvestre de Gould fue diferente (Cuadro 5), siendo más abundantes los del género Heterakis, y los que tienen mayor importancia clínica, cuya transmisión se debe posiblemente a causa del manejo de la alimentación suplementaria (Martínez, et al., 2010). Cuadro 5. Abundancia de los distintos géneros de parásitos encontrados en tractos gastrointestinales (n= 21).

Género Metroliasthes Davainea Railletinia Heterakis Eimeria

Media

Error estándar

13.85c

2.23

0.80d

0.33

24.33b

3.00

71.95a

32.58

10.00c

1.95

Letras distintas para diferencia significativa p ≤ 0.05.

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La abundancia relativa de los géneros de los parásitos encontrados indica que los céstodos sólo estuvieron presentes y de manera similar en los segmentos del intestino delgado (Figura 6). A diferencia, los nemátodos y los protozoarios ocurrieron en mayor abundancia en el intestino grueso.

Figura 6. Abundancia relativa de parásitos en el TGI de guajolotes de Gould (n= 21). Morfometría del guajolote silvestre y su relación con los parásitos encontrados Las características corporales en el guajolote silvestre de Gould en distintos lugares de los estados de Chihuahua y Durango, México; se presenta en el Cuadro 7. La información fue tomada de Schemnitz y Zeedyck (1992) y Lafón (1997).

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Cuadro 7. Características morfométricas de guajolotes silvestres de Gould. Característica

Media

Mínimo

Peine (mm) Espolón Derecho (mm) Espolón Izquierdo (mm) Torso (mm) Longitud del ala (mm) Longitud corporal (mm) Peso (kg) Cobertura Grasa Molleja (mm)

284.52

242.00

Máximo Desviación Error estándar estándar 553.00 63.35 13.82

16.28

0.00

26.00

6.60

1.44

15.09

0.00

25.00

7.84

1.71

456.14

410.00

500.00

26.65

5.81

1319.04

1120.00

1650.00

120.16

26.22

1225.00

1150.00

1300.00

38.92

8.49

10.25

8.72

11.60

0.68

0.15

286.66

42.00

920.00

279.60

61.01

Es importante destacar que la alimentación suplementaria en las UMA’s, para la conservación y aprovechamiento del guajolote silvestre en Durango, es una estrategia de manejo común, lo que puede representar una oportunidad para que los parásitos realicen transmisión horizontal y vertical (Hudson, et al., 2006) al congregarse grandes parvadas en el mismo sitio. Además, al aumentar el peso corporal se logran mejores trofeos de caza para esta especie cinegética, al aumentar también el largo del peine y largo de los espolones, medidas reconocidas por clubes internacionales de caza como la National Wild Turkey Federation (N.W.T.F. 2008). Uno de los posibles efectos ocasionados por la presencia y la abundancia de parásitos gastrointestinales está relacionado con la pérdida de peso y condición física del hospedero (Munger y Karasov, 1994). El análisis de correlación múltiple de Sperman (r) para las variables dependientes peso

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corporal y cobertura de grasa en molleja como indicadores de la condición física del hospedero no muestran relaciones significativas (Cuadro 8). Cuadro 8. Coeficientes de correlación múltiple entre condición corporal y parásitos gastrointestinales totales. Variable Parásitos totales Metroliasthes Davainea Railletinia Heterakis Eimeria

Peso (r) -0.057 -0.050 -0.151 -0.009 -0.060 0.028

Grasa en molleja (r) -0.229 0.083 -0.062 0.001 -0.238 0.060

Estos resultados indican que los parásitos gastrointestinales del guajolote silvestre de Gould no están relacionados con la condición física del hospedero en este estudio, y además, que el efecto negativo de la carga parasitaria sobre el huésped (Munger y Karasov, 1994), no pudo ser comprobado. Además, los guajolotes fueron cazados en la época de reproducción, todos del mismo sexo y similar edad (machos adultos), cuando éstos se encuentran en condiciones óptimas para aparearse (Healy, 1992). El análisis de correlación múltiple entre los distintos géneros de parásitos y los registros de morfometría no mostró valores significativos (Cuadro 9), que pudieran facilitar, en un futuro, el trabajo de manejo en estas aves y hacer un análisis parasitario rápido en los ejemplares cazados. Al respecto, Salas (2000) encontró correlación moderada (r= 0.54) entre el orden Ascaridia y el largo del testículo izquierdo en su estudio en la Sierra del Burro en Coahuila.

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Cuadro 9. Coeficientes de correlación de Sperman (r) entre géneros de parásitos y características morfológicas de guajolotes silvestres de Gould.

Peine

Espolón E s p o l ó n derecho izquierdo Torso

Longitud Alas

Longitud corporal

Parásitos totales

-0.007

0.060

0.153

0.317

-0.162

0.138

Metroliasthes

0.306

0.135

0.181

-0.031

-0.198

-0.265

Davainea

0.365

0.187

0.341

-0.281

-0.236

-0.129

Railletinia

0.373

0.289

0.387

-0.111

-0.262

-0.005

Heterakis

-0.067

0.046

0.121

0.313

-0.115

0.150

Eimeria

0.131

-0.389

0.345

0.314

-0.115

0.128

Abundancia y prevalencia Los resultados muestran que los parásitos del orden Rhabditia, fueron más abundantes (60%), que los de los órdenes Cyclophyllidea (32%) y Coccidia (8%). En ese sentido, los nemátodos, por ser de ciclo biológico directo que no requieren de huésped intermediario, posiblemente la práctica de alimentación complementaria faciliten su transmisión, lo cual concuerda con los trabajos de Prestwood y colaboradores (1973) y Salas (2000). Además, en este estudio las muestras se basaron en la disponibilidad, lo que deja la densidad de población del hospedero (Lindefors, et al., 2007) sin controlar, siendo ésta importante para establecer relaciones ecológicas como lo establece Wilson y colaboradores (2006) en su estudio sobre patrones y procesos de infección parasitaria.

50

Cuadro 10. Prevalencia y abundancia relativa de parásitos gastrointestinales en guajolote silvestre de Gould.

Prevalencia Especie (%) n= 21 Metroliasthes 95.23 lucida Davainea 33.33 proglotina Railletinia 100.0 tetragona Heterakis 76.19 gallinarum Eimeria sp. 100.0

Abundancia relativa (%), n= 2540 11.45

Promedio Desviación E r r o r Parásitos/ estándar estándar muestra 4.61 10.24 2.23

0.006

0.26

1.53

0.33

20.11

8.11

13.75

3.00

59.48

23.98

149.31

32.58

8.26

2.47

8.95

1.95

Los parásitos gastrointestinales de ciclo indirecto del orden Cyclophyllidea (Metroliasthes, Davainea y Railletinia) difieren en abundancia relativa (Cuadro 10), debido probablemente a la disponibilidad en el medio para el huésped intermediario (Millind y Sukumar, 1995), ya que éstos ocuparon las distintas regiones del intestino delgado. La prevalencia de los parásitos encontrados tiene un comportamiento similar al de la abundancia relativa, excepto para el género Eimeria, que tuvo uno de los valores más bajos de abundancia relativa; sin embargo, estuvo presente en todas las muestras, a diferencia de los resultados de Lafón (1997), quien encontró una prevalencia del 30% contando con una muestra mayor (n= 32). Al respecto, algunos estudios han demostrado en aves de hábitos similares al guajolote silvestre, como la codorniz (Colinus virginianus), que el tamaño del grupo y su estabilidad social tienen relación con la prevalencia de parásitos intestinales (Moore, et al., 1988).

51

En el área de estudio, se han aplicado estrategias de manejo para propiciar el crecimiento de la población de guajolote silvestre, con el objeto de incrementar su aprovechamiento a través de la cacería deportiva. Los resultados de los últimos monitoreos de población (años 2006 y 2007) no muestran cambios sensibles en ningún sentido en esa población. Es posible que la abundancia y prevalencia de los géneros de parásitos encontrados tenga más relación con la transmisión parasitaria, con el tamaño de grupo, sexo y resistencia del hospedero, así como con factores antropogénicos, como el manejo de la alimentación complementaria. Un hallazgo de importancia es la presencia, abundancia y prevalencia del parásito Heterakis gallinarum, a quien se le atribuye alta tasa de mortalidad en guajolotes por estar relacionado con la enfermedad histomoniasis, aunque ésta se ha logrado transmitir experimentalmente de ave a ave (McDougald y Fuller, 2005). Su prevalencia de 76% en la muestra, coincide con los hallazgos de Brener y colaboradores (2006), en pavos domésticos en Brasil; sin embargo, no se observaron lesiones hepáticas (Calneck, 2000) que sugieran la presencia de histomoniasis, esto no significa que no pueda ocurrir en la población de guajolotes silvestres estudiada, ya que sólo se examinaron machos adultos y también, especialmente, a que no se utilizó una técnica diagnóstica específica para este protozoario.

Diversidad biológica Los valores más altos de los índices de Margalef y Menhinick se encontraron en el duodeno aunque resultan similares con los calculados para los otros segmentos del intestino delgado (Cuadro 11), haciendo notar que en el intestino grueso sólo dos especies estuvieron presentes.

52

Cuadro 11. Índices de diversidad por segmento de TGI de guajolote silvestre de Gould. Índice Margalef Menhinick Simpson Pielou

Segmento del TGI Duodeno Yeyuno 1.34 1.57 0.30 0.20 0.46 0.49 0.63 0.58

Íleon 1.22 0.23 0.49 0.58

Ciego 0.31 0.05 0.90 0.28

Colon 0.48 0.18 0.78 0.54

Al respecto, y en contraste con el estudio de Salas (2000) quien encontró la mayor riqueza especifica en el intestino grueso. Los índices de Simpson y de Pielou (Moreno, 2001) se calcularon para estimar la dominancia y la equidad respectivamente, el primero indica la probabilidad de que dos individuos tomados al azar sean de la misma especie, y el segundo interpreta la diversidad esperada con la diversidad observada; encontrando los valores más altos para los segmentos del intestino delgado para índice de Simpson y del ciego para el índice de Pielou. Sin embargo no existen muchos estudios que permitan construir una discusión al respecto, pero los resultados otorgan tener una idea clara de la diversidad de especies gastrointestinales del guajolote silvestre de Gould, aunque el tamaño de muestra sea pequeño (n= 21), lo que sugiere continuar con estos estudios para encontrar mayor consistencia en los resultados.

Parasitosis La medicina veterinaria ha establecido criterios para definir cuando un animal se encuentra bajo condiciones de parasitosis o cuando un parásito se anida, desarrolla, reproduce y provoca enfermedad en el huésped (Levine, 1983). Este proceso generalmente se tiene bien estudiado en animales domésticos,

53

pero difícilmente se ha logrado en los de vida libre (Borqsteede, 1996, Deem, et al., 2001, De Leo y Dobson, 2002) y se asume el rol de los factores del ecosistema en la regulación de las interacciones entre los organismos que pueden enfermar (Scott, 1988); Cuadro 12. Coeficientes de correlación entre lesiones mucosa del TGI y parásitos gastrointestinales en el guajolote silvestre. Variables

Valor de r

Peso vs. lesiones mucosa

0.170

Grasa vs. lesiones mucosa

0.202

Parásitos totales vs. lesiones

0.338

Parásitos totales vs. lesiones duodeno

0.006

Parásitos totales vs. lesiones yeyuno

0.073

Parásitos totales vs. lesiones íleon

0.135

Parásitos totales vs. lesiones en ciego

0.259

Parásitos totales vs. lesiones colon

0.367

Parásitos duodeno vs. lesiones duodeno

0.006

Parásitos yeyuno vs. lesiones yeyuno

0.024

Parásitos íleon vs. lesiones íleon

0.208

Parásitos ciego vs. lesiones ciego

0.600

Parásitos colon vs. lesiones colon

0.361

Metroliasthes vs. lesiones íleon

0.640

54

Al respecto, se realizaron análisis de correlación múltiple (Cuadro 12) para asociar las lesiones de la mucosa intestinal de los guajolotes con la carga parasitaria, así como con el tipo de parásito. Los resultados indican valores moderados para Metroliasthes y las lesiones en el íleon (r= 0.640), y parásitos en el ciego con las lesiones en esa misma región intestinal (r= 0.600); para el resto de las combinaciones se encontraron valores de correlación (r) bajos. Por lo anterior, se puede decir que las lesiones encontradas en la mucosa intestinal de las aves en muestreo no tienen relación con la carga parasitaria o el tipo de parásito. La relación parásito-hospedero muestra una baja virulencia del parásito que le permite incrementar su población sin causar daño en el hospedero y que ponga en riesgo su propia existencia (Merino, 1999), además del efecto de individualidad en el hospedero, competencia por recursos (Lozano, 1991), respuesta inmune (Shutler, et al., 1999), talla del hospedero (Valera, et al., 2004), tamaño de población (Moore et al., 1988), tipo de transmisión parasitaria (Nehaus, 2003), entre otros. Esto enmarca la dificultad de medir este tipo de relaciones y justificar la continuidad en la investigación que permita evaluar aspectos ecológicos de la enfermedad y no propiamente médicos de la misma. Se presentan los modelos de distribución estadística para parásitos totales en el intestino delgado y el intestino grueso, que permiten visualizar como la mayor parte de la población de parásitos se agrupa, lo cual puede ser interpretado como un posible efecto de “normalidad” en la carga parasitaria del individuo y como sólo algunas muestras contienen muchos parásitos, lo que indica que la parasitosis es un problema de individuos y no de poblaciones de hospederos. De acuerdo con Wilson y colaboradores (2006), si una población de parásitos se distribuye al azar entonces la varianza (s2) deben ser más o menos igual a la media; sin embargo, bajo un modelo de distribución agregada (Elliot,

55

1997, citado por Hudson et al., 2006) la varianza es mayor a la media (s2>m), pudiendo cuantificar el grado de agregación parasitaria por el índice varianza sobre media (s2/m), cuyo resultado se interpreta de la siguiente manera: Valores s2/m a través de 0, entonces los parásitos se distribuyen de manera uniforme a través del hospedero. Valores a través de 1, entonces los parásitos se distribuyen al azar. Valores mayores cercanos al número de total de parásitos, entonces tenemos la máxima agregación. Cuadro 13. Resultados de Modelo de Distribución agregada de parásitos gastrointestinales del guajolote silvestre. Variable/ huésped Parásitos totales Total Metroliasthes Total Davainea Total Railletinia Total Heterakis Total Eimeria

Media (m) 120.95 13.85

Varianza (s2) 22,228.34 104.92

Índice varianza/ Distribución media parasitaria

183.78 7.57

Agregada Agregada

0.80 24.33 71.95 10.00

2.63 189.13 22,294.54 80.50

3.28 7.77 309.86 8.05

Agregada Agregada Agregada Agregada

El 80.9 % z de los guajolotes tiene una carga parasitaria entre 0 y 100 parásitos, y sólo cuatro de ellos tienen entre 150 y 650 parásitos (Figura 16) y lo mismo sucede con los segmentos intestino delgado e intestino grueso. En este último,el 95% de las observaciones tiene entre 0 y 50 parásitos (Figura 17).

56

Figura 16. Distribución de parásitos totales por individuo.

Distribución de parásitos en Intestino grueso 18 16

No. de guajolotes

14 12 10 8 6 4 2 0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

No de parásitos

\s

Figura 17. Distribución de parásitos totales en intestino grueso.

57

Así, la mayoría de los individuos de la población de guajolotes silvestres de Gould (n= 21) tienen una carga parasitaria baja y cuando ésta se relaciona con la ausencia de lesiones o signos clínicos asociados a la enfermedad, podemos decir que el individuo se encuentra “clínicamente” sano, a pesar de contener parásitos. Pero es necesario mantener monitoreos continuos por el efecto de variación que produce el tamaño del hospedero, la función inmune (Poulin, 1996), la edad, comportamiento y estacionalidad, como factores interactuantes de la agregación parasitaria o carga parasitaria (Wilson, et al., 2006).

58

Conclusiones 1. El reporte taxonómico por primera vez en México, para la Sierra Madre Occidental, para Durango: Metroliasthes lucida Ramson 1900, Familia Dilelipidae, Ralliet y Henry 1909 (Cestoda); Heterakis gallinarum Shrank 1768, Familia Heterakidae Dujardin, 1845, (Nematoda). 2. La identificación de 3 órdenes distintos de parásitos intestinales: Cyclophyllidea (Cestoda), Rhabditia (Nematoda) y Eucoccidiorida (Apicomplexa). 3. El orden Rhabditia fue el más abundante de todos los grupos parasitarios, pero no el de mayor prevalencia en los hospederos, con ello, estos parásitos de ciclo directo fueron más numerosos que los de ciclo indirecto, esto puede atribuirse en parte a la abundancia de los hospederos intermediarios y a la estacionalidad de los mismos, al ser incorporados en la dieta del guajolote. 4. Los órdenes Cyclophyllidea y Eucoccidiorida tuvieron la más alta prevalencia en la muestra, sin embargo su abundancia fue menor y su distribución ocupó la mayor parte del tracto gastrointestinal de los guajolotes de la muestra. 5. La abundancia de parásitos fue diferente por orden taxonómico, por género, por segmento del tracto gastrointestinal, pero no por sitio de origen de la muestra, por lo que la distribución de éstos es similar en el predio. 6. En este estudio no se encontró relación entre algunas características morfológicas del guajolote con la abundancia y tipos de parásitos gastrointestinales, así como tampoco entre las lesiones encontradas en la mucosa intestinal, por lo tanto, éstas no se asocian a los parásitos, ni provocan cambios en la condición física medida como peso corporal y cobertura de grasa en molleja del hospedero. 7. La diversidad de especies de parásitos en el tracto gastrointestinal del guajolote silvestre de Gould en este estudio, fue mayor para los segmentos

59

del intestino delgado que para el intestino grueso, y el orden Eucoccidiorida tuvo la mayor amplitud de nicho, sin embargo se recomienda ampliar el estudio para obtener una muestra mayor a la utilizada, buscando la donación de vísceras por cazadores en otras UMA’s del estado de Durango. 8. El estado de salud de los guajolotes silvestre de Gould de la muestra, no se vio comprometido por la carga parasitaria, el hallazgo de Heterakis gallinarum, hospedero de Histomonas meleagridis, de importancia clínica por su virulencia, al no encontrar lesiones hepáticas características de la enfermedad. Sólo se encontraron algunas oclusiones intestinales parciales. 9. Se recomienda ampliar la investigación en sexo, edad y época diferente para posibilitar un estudio más completo al respecto. 10. La distribución de la carga parasitaria en los hospederos no fue un suceso aleatorio, ya que los parásitos se distribuyeron de manera agregada en los guajolotes, con lo que se explica por qué pocos individuos contuvieron a una mayor cantidad de parásitos. 11. La parasitosis en el guajolote silvestre de Gould para este estudio fue un problema identificado para individuos y no para la población. 12. La utilización de la práctica de manejo de alimentación suplementaria a los guajolotes en el predio del estudio puede ser un factor que facilite la transmisión parasitaria y de otras enfermedades contagiosas, a lo cual se recomienda el monitoreo de salud de manera permanente y utilización de otra estrategia de alimentación. 13. Por lo anterior la hipótesis planteada en este estudio se comprueba parcialmente, al encontrar diversidad de especies y abundancia de las mismas, pero estas no tuvieron efecto sobre la condición física del huésped.

60

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CAPÍTULO II

II

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EVALUACI MEDIANT

IÓN DE GENOTÓXICOS AMBIENTALES TE LA PRUEBA DE MICRONÚCLEOS EN SANGRE PERIFÉRICA Dra. en C. Olivia Torres Bugarín, Lic. Nut. Catherine Scarlett Carillo Gómez, Dr. Jesús Alfonso Armijo Gómez.

INTRODUCCIÓN

L

a contaminación ambiental es una problemática global, producto principalmente de las diversas y desordenadas actividades humanas, si bien no se debe olvidar que también contribuyen algunas fuentes naturales, como por ejemplo los volcanes. De las consecuencias que son múltiples y diversas, en este capítulo se destacará el daño genotóxico, el cual cuando ocurre habitualmente es silencioso y por ello pasa inadvertido, sin embargo, actúa directa o indirectamente sobre el DNA y se expresa en diversas formas como mutagénico, teratogénico o cancerígeno; el resultado suele ser muy catastrófico, ya que ponen en riesgo la vida del organismo e incluso puede llevar a la extinción a las especies afectadas, y por tanto alterar los ecosistema irreversiblemente. Por tanto, es apremiante contar con técnicas o biomarcadores que puedan brindar información oportuna sobre el daño genotóxico ocurrido en los organismos de diferentes especies expuestas de forma aguda o crónica a agentes nocivos. Los métodos utilizados en la evaluación del riesgo o protección a efectos genotóxicos con frecuencia son costosos, complicados o

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invasivos, éste último al punto que frecuentemente es necesario el sacrificio del organismo con el que se trabaja. Ante este panorama la prueba de micronúcleos (MN) es una excelente alternativa en el monitoreo del daño genético en las poblaciones en alto riesgo ya que es clara y precisa, no exige el uso de cultivos celulares, es altamente confiable, efectiva, rápida, sencilla, y relativamente económica. Mediante la realización de esta técnica es posible obtener resultados a corto tiempo, no se requieran instalaciones especializadas, es altamente versátil pues es factible aplicarla en diversos organismos, tejidos y modelos, todo esto, sumado a la ventaja que aplicada en sangre periférica es mínimamente invasiva.

Agentes genotóxicos: tóxicos, mutágenos, cancerígenos y teratógenos Ehrenberg, en 1973, introdujo el término genotóxico para referirse a los efectos toxicológicos letales y hereditarios, tanto en las células germinales como somáticas, la ciencia que estudia esos factores y sus efectos genéticos adversos es la genética toxicológica, la cual es una ciencia multidisciplinaria cuyo objetivo es estudiar tanto la interacción de agentes físicos y químicos con el material genético, así como los mecanismos de respuesta al daño y las consecuencias sobre los organismos (Guachalla, 2003). Por tanto, un agente genotóxico es aquel que puede afectar la integridad del material hereditario, ya sea de forma directa o indirecta a través de mecanismos como la mutagénesis, carcinogénesis y/o teratogénesis. Si estos daños no se reparan o en su defecto la célula no muere, pueden iniciar una cascada de eventos que podrían modificar los patrones de expresión génica los que a su vez, tendrían consecuencias biológicas a nivel celular y/o morfológico, incluso comprometer la vida del organismo (Gómez, 2008; Malarkely, 2013). Es necesario aclarar que un mutágeno invariablemente será genotóxico, pero no necesariamente carcinógeno o teratógeno. Por su parte, un

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carcinógeno no siempre es teratógeno ni mutágeno, ya que podría ser que no interfiera con el desarrollo normal embrionario, o bien por ejemplo, que actúe por mecanismos epigenéticos sobre las histonas o la expresión de RNA no codificante, es decir, sin afectar la estructura del DNA o sin alterar la expresión de algún gen (Nagarathna, 2013).

Tóxicos El efecto de los agentes tóxicos se puede reflejar en la relación entre la estructura y la función del genoma celular, alterando o dañando el mismo. Ya que la toxicidad de cualquier agente involucra el cambio no sólo en un gen, sino en toda una cascada de genes relacionados. Existe una relación que puede ser estudiada, entre la toxicidad observada, las características de los genes, proteínas y metabolitos expresados y por ende el conocimiento del mecanismo del daño. Se realiza reconociendo el perfil genético alterado y el efecto de la alteración. Además de la capacidad para definir mecanismos tóxicos, se puede predecir respuestas tóxicas, gracias a que se conoce las características de los patrones gen-RNA-Proteína-metabolito. Dado que conociendo los cambios en estas moléculas celulares, es posible predecir los resultados tóxicos. De esta manera se convierten en indicadores sensibles a una toxicidad potencial (Aardema, 2002).

Mutágenos Es el proceso por el que se genera una mutación, la cual se define como un cambio en el material genético permanente y heredable. El estudio de las mutaciones se inició en 1900, y en 1927 Miüller demostró la capacidad mutagénica de los rayos X en Dorsofila melanogaster como sistema de prueba (Torres, 2013a). Un mutágeno es un agente capaz de inducir en el DNA cambios deletéreos heredables, las mutaciones espontáneas son muy bajas,

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por lo que la exposición a los agentes denominados mutagénicos incrementa la tasa de mutación espontánea y por lo general en una relación dosis respuesta si bien pudieran presentarse patrones complejos. Las mutaciones espontáneas que ocurren en bacterias se calculan 1x10-8 a 1x10-10 por célula y en eucariotas 1x10-5 a 1x10-6 por gameto; según la especie ya que este tipo de mutación está determinada por la eficiencia de sus sistemas de reparación. Estas mutaciones se originan en ausencia de un mutágeno, por lo que se atribuyen a situaciones o agentes propios del ambiente intracelular, como podrían ser errores en la replicación o reparación del DNA o por la acción de subproductos del metabolismo celular capaces de provocar oxidación, metilación o desaminación (Chambers, 2014). Las mutaciones por lo general ocurren al azar, por lo que no es posible predecir en cual gen o célula en particular aparecerá la mutación, ya que esto dependerá de la sensibilidad del individuo, del tejido expuesto, la concentración del compuesto, dosis y tiempo. Cuando los mutágenos logran dañar las células gonadales (óvulos y espermatozoides) son mutaciones que se trasmitirán a generaciones futuras manifestándose por lo general en desordenes genéticos, en contraste si las células que daña el mutágeno son somáticas serán trasmitidas de célula a célula en forma clonar, mecanismo que ocurre con el cáncer, por ejemplo (Lewin, 2007).

Cáncer y cancerígenos Un Carcinógeno o Cancerígeno es cualquier agente químico, físico o biológico que puede, en potencia, inducir una neoplasia o cáncer, este término se aplica con más frecuencia a sustancias químicas introducidas en el medio ambiente por la actividad humana, y se clasifica a una sustancia como carcinógeno cuando al afectar a una población, cuyos organismos no han sido expuestos a ella con anterioridad, hay aumento estadísticamente significativo de alguna forma de neoplasia, “nuevo crecimiento”, crecimiento celular autónomo

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(Espinosa, 2006; Secretaria de Salud Laboral, 2006). Existen diversas formas de clasificar a los agentes cancerígenos, por ejemplo, se pueden clasificar como cancerígenosendógenos o exógenos (medioambientales, ocupacionales, hábitos, etc), o bien, identificar cancerígenos genotóxicos o no genotóxicos, así mismo como agentes físicos, químicos y biológicos; otra clasificación muy frecuente es de acuerdo a la etapa de la carcinogénesis en la que actúan ya sea en la iniciación, promoción o progresión. En el caso específico de la IARC (Internation Agency for Research on Cancer) los clasifica de acuerdo a pruebas de carcinogenicidad, para lo que forma grupos de compuestos ya demostrados como cancerígenos y aquellos que están en vías de demostración (Espinosa, 2006; IARC, 2007). Por su parte el cáncer se define como el fenómeno por el que un tejido normal genera el crecimiento de tejidos nuevos, diferentes al original. Estos tejidos nuevos conocidos como tumores se clasifican como benignos y malignos, las células de tejido nuevo tienen un núcleo más grande y su capacidad de reproducción es siempre mayor que las células de los tejidos normales, por lo que sustituyen e invaden a estos últimos. Los tejidos tumorales se reproducen rápidamente y crecen sobre los normales como tenazas, fuertemente adheridas, de allí se deriva el nombre de cáncer, que procede de la palabra griega que significa cangrejo. El cáncer es un término genérico de un gran grupo de enfermedades que pueden afectar cualquier organismo o parte del cuerpo (WHO, 2011), las características que lo definen es la pérdida del control de crecimiento, desarrollo y multiplicación celular, células anormales que crecen más allá de sus límites normales y que pueden invadir zonas adyacentes del organismo o diseminarse a otros órganos, este proceso es referido como “metástasis” (NOM-041-SSA2-2002; WHO, 2011). El cáncer es la segunda causa de muerte en el mundo, después de las enfermedades cardiovasculares, globalmente fueron descritos 12.7 millones de casos nuevos en 2008, un dato más que se impone es que el riesgo de

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cáncer aumenta considerablemente con la edad y por lo tanto es más común hoy en día debido a la creciente esperanza de vida, por lo que se estima que la incidencia de cáncer a nivel mundial en el 2030 se triplicará (IARC, 2016). La presencia de cáncer en animales y humanos es fundamentalmente similar y comparten frecuentemente características morfológicas, biológicas y moleculares. El cáncer se desarrolla en función de edad, dieta, medio ambiente y factores genéticos. Los efectos carcinogénicos de innumerables químicos han sido descritos en primer lugar en humanos, no fue sino hasta principios del siglo 20 que se desarrollaron modelos de carcinogénesis por químicos en animales (Torres, 2013a). El proceso carcinogénico implica alteraciones en cuatro grandes categorías de los genes del cáncer; la activación de oncogenes, la inactivación de los supresores de tumores, la evasión de los genes de apoptosis y los defectos en los genes de reparación del DNA (Malarkley, 2013). La exposición a agentes carcinógenos puede ocurrir a través de las vías fundamentales de contacto entre el medio exterior y el organismo como inhalación, ingestión o contacto cutáneo y las fuentes pueden ser ambientales, laborales, alimentarias y médicas (Chambers, 2014).

Teratógenos Un teratógeno es aquel que tiene el potencial para interferir con la función normal o el desarrollo estructural de un embrión o feto (Chambers, 2014). Las mutaciones pueden ocurrir en células somáticas y germinales (gonadales) (toxicidad reproductiva), cuando el daño se produce en células germinales o en el embrión durante la gestación, el agente entonces se convierte en un teratógeno. Se define teratogénesis o dismorfogénesis a la alteración morfológica, bioquímica o funcional, inducida durante el embarazo, que es detectada durante la gestación, en el nacimiento o con posterioridad, estas

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alteraciones pueden clasificarse en mayores (focomelia) o menores (retraso en el desarrollo del comportamiento). Y teratogenicidad se define como la capacidad de un medicamento para causar daño y en un sentido estricto, malformaciones en el feto durante cualquiera de sus etapas de desarrollo. La naturaleza del efecto teratogénico de los medicamentos, está determinada por la dosis administrada, la cantidad que atraviesa la placenta y por la etapa del desarrollo del feto (Chambers, 2014). James G. Wilson en 1970 estableció los principios básicos sobre teratogénesis los cuales están basados en experimentación y estudios en animales (Chambers, 2014); 1. La susceptibilidad a la teratogénesis depende del genotipo de la

concepción y la forma en que esta interactúa con factores ambientales. 2. Susceptibles a los agentes teratogénicos varía con la etapa de desarrollo

en el momento de la exposición. 3. Los agentes teratogénicos actúan de manera específica (mecanismos)

en el desarrollo de células y tejidos para iniciar la embriogénesis anormal (patogénesis). 4. Las manifestaciones finales del desarrollo anormal son la muerte,

malformaciones, retraso del crecimiento, y el trastorno funcional. 5. El acceso de las influencias ambientales adversas a los tejidos en

desarrollo depende de la naturaleza de las influencias (agentes). 6. Las manifestaciones del daño dependen de la dosificación; incremente

desde el nivel sin efecto al nivel totalmente letal.

Detección de agentes genotóxicos Las mutaciones son relativamente “raras”, lo que implicaría estudiar miles o millones de individuos para detectar y estudiar una mutación, proceso

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realmente impráctico, por lo tanto, es necesario contar con modelos que faciliten la tarea. El uso de modelos en células procariotas, es frecuentemente utilizado, posee múltiples ventajas como fácil manejo, utilización de un espacio pequeño con miles de organismos y poco tiempo de reproducción. Y aunque con este tipo de modelos se ha logrado una gran contribución, no satisfacen por completo las necesidades debido a que algunas substancias exhiben diferente potencial mutagénico en procariotas que en eucariotas (Ennis, 2001). Por ésta y otras razones es que, en toxicología genética se subraya que una sola prueba no puede detectar con exactitud o predecir en forma confiable los efectos genotóxicos de una substancia, porque siempre existe la posibilidad de que sea un compuesto especie-específico o tejidoespecífico. Puede ocurrir también que la prueba utilizada no esté diseñada para detectar el daño provocado, por lo tanto, se recomienda probar en organismos vivos ya que éstos permiten evaluar el compuesto y sus metabolitos. Y dado que el análisis de los contaminantes de manera directa requiere de gran precisión y de un conocimiento amplio sobre el agente químico que se va a estudiar, además debe considerarse la sensibilidad y especificidad del método, entonces es importante disponer de diversas alternativas de estudios tanto in vitro, in vivo y ex vivo así como en micro y macro organismos que permitan proporcionar mejores estimaciones de los efectos genotóxicos tanto en el humano como en otras especies (Torres, 2013b). En la actualidad existen gran variedad de pruebas diagnósticas, tanto moleculares (pruebas de mutagénesis dirigidas) como citogenéticas y algunas otras nacen como combinación de ambas, dentro de las citogéneticas se identifican el cariotipo, el intercambio de cromátides hermanas, el índice mitótico, la prueba de Ames y la de micronúcleos. A manera de recomendación, se sugiere que antes de elegir una prueba, se tomen en cuenta diferentes aspectos como ¿Qué es lo que se quiere monitorizar?, ¿En qué lugar?, ¿Se conoce el compuesto? o no se dispone de información al respecto. Además, también es importante reflexionar sobre los recursos monetarios y humanos

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con los que se cuenta, ya que algunas son muy económicas, sencillas, rápidas, pero también hay otras que son sumamente costosas y/o complicadas. Una vez considerados estos puntos, entonces se elegirá la más adecuada según lo que se desee evaluar (Torres, 2013b).

Prueba de micronúcleos: fundamento y ventajas La utilización de biomarcadores es extremadamente amplia y se vislumbran como herramientas útiles en el monitoreo de daño a los ecosistemas, a la salud poblacional, en la prevención de desarrollo de cáncer, y diversas aplicaciones entre las que se incluye el diagnóstico, el pronóstico, y la selección de terapias dirigidas, además en la detección temprana de efectos secundarios de enfermedades y envejecimiento precoz, entre otros muchos usos. Los micronúcleos es uno de los biomarcadores más versátiles y por ello de los más utilizados debido a su efectividad, relativa sencillez, la rapidez en la obtención de resultados y por el bajo costo. Además, de sus múltiples aplicaciones en diversos organismos, tejidos y modelos, tanto para detectar genotóxicos, mutagénicos, teratogénicos, e inductores de inestabilidad genómica (Torres, 2013b ; 2013c). Los micronúcleos se forman en la transición de metafase-anafase durante la mitosis y pueden ser cromosomas completos rezagados debido a un daño en el uso mitótico (efecto aneuploidógeno) o bien fragmentos de cromosomas sin centrómero (daño clastogénico). En ambos casos, son fragmentos o cromosomas completos que no lograron incorporarse al núcleo de las células hijas (Schmid, 1975) pudiéndose diferenciar unos de otros por el tamaño de los micronúcleos (Migliore, 1996) o por la presencia o ausencia de centrómero o cinetocoro (Afshari, 1994). Estos eventos pueden ocurrir espontáneamente. Sin embargo, en presencia de ciertos agentes endógenos (Migliore, 1999; Ramos, 2002; Rodríguez, 2000) o exógenos (Bonassi, 2009; Torres, 1998;

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1999; 2007) se incrementan, transformando a los micronúcleos en indicador del efecto de agentes mutágenos, genotóxicos o teratógenos, principalmente micronucleogénicos (Heddle, 1991). El conteo de los micronúcleos, es llevado a cabo fácilmente en cualquier tejido que se divida (Heddle, 1991; Schmid, 1975); esto sin importar el tipo de organismo como podrían ser las plantas, (Álvarez, 2001), animales (Schmid, 1975; Zúñiga, 1996; 1998; 2001a; 2001b), e incluso el hombre (Batista, 2006; Torres, 1998; 2004; 2007).

Usos y aplicaciones de la prueba de micronúcleos en sangre periférica La aplicación de la prueba de micronúcleos en programas de biomonitoreo de agentes genotóxicos debe ser validado, para ello se debe considerar la historia de vida de las especies, objetivo y su potencial como biomarcadores o bioindicadores. Además, de las características físico-biológicas de los sitios de muestreo y las particularidades de los agentes contaminantes; para que sea considerado un buen bioindicador, el organismo debe ser representativo del ecosistema, de fácil acceso, y que el ejemplar completo, parte de él o de su población, realmente proporcione información de la calidad del ambiente (Mallory, 2010; Markert, 2003). Hasta el momento, los animales más empleados para esta clase de estudios tanto de laboratorio como de vida silvestre son: el ratón (Heddle, 1978; Zúñiga, 1996), rata (Trzos, 1978), hámster (Heddle, 1983) y otros no tan comunes como algunos anfibios (sapo, rana, ambystoma) (Zamora, 2004), peces (García, 2013; Zavala, 2007; 2010), reptiles (cocodrilos y serpientes) (Luna, 2009; Zúñiga, 2001a), aves (Gómez, 2006), embriones (Wolf, 1997) y primates (Zúñiga, 2005). En estos organismos los tejidos que se utilizan son células de muda de anfibio (Zamora, 2004), células de vagina de rata en proestro (Zúñiga, 2003), y células de mucosa bucal de ave (Shepherd, 2012), médula ósea (Schmid, 1975), células germinales (Du, 2011), y la más asistida por su facilidad y poco invasiva, es sangre periférica, en la que es posible

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utilizar eritrocitos (Batista, 2006; Flores, 2011; García, 2013; Gómez, 2004; 2006; Luna, 2009; Zamora, 2006; Zavala, 2007; 2010; Zúñiga, 1998; 2000; 2001a; 2001b; 2005; 2007) y linfocitos en cultivo celular (Norppa, 1993). Actualmente, la prueba de micronúcleos, por todas las ventajas que presenta, es que muchos investigadores la utilizan para detectar genotóxicos, específicamente micronucleogénicos e incluso como una prueba de diagnóstico temprano de cáncer, como potencial teratógeno, o como un medio para evaluar la toxicidad de tratamientos quimioterapéuticos, la genotoxicidad de alguna patología perse, así como su manejo farmacológico, el riesgo laboral por la exposición a determinadas sustancias como plaguicidas, humos de soldadura, hidrocarburoso para estudios ecotoxicológicos por la contaminación ambiental (Ramos, 2002; Rossnerova, 2011; Gómez, 2004; Torres, 1998; 2004; 2007; Zúñiga, 2007). Sin embargo, cabe señalar que como todas las pruebas de diagnóstico, tiene sus limitaciones, las cuales se deben considerar para evitar falsos negativos, una de ellas, es que no detecta sustancias que no produzcan fracturas o rezagos anafásicos (aberraciones que no implican la ocurrencia de fragmentos acéntricos como translocaciones e inversiones); tampoco es útil en células que presentan una tasa baja de división celular o cuando se prueban carcinógenos órgano-específicos o especie-específicos (Heddle, 1983; Schmid, 1975). Entonces, si todos los procesos de industrialización están generando cada día grandes cantidades de substancias genotóxicas, es necesario implementar nuevos modelos ya sean plantas o animales, con el propósito de evaluar si determinada substancia o agente es perjudicial a corto o largo plazo, si es mutágeno, clastogénico o aneuploidogénico o, determinar con mayor precisión dosis tóxicas. Sin dejar de lado que es determinante realizar estudios en varios modelos bioindicadores y no sólo en uno, ya que existen agentes muy selectivos tanto para órganos blanco e incluso especie-específicos (Murcia, 2010). La selección de un organismo ya sea planta o animal como un modelo

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para evaluar tóxicos debe justificar costo, conveniencia, sensibilidad, posible extrapolación a otros organismos o situaciones, en este sentido un bioindicador inspirará mayor confianza cuando se replica en otra especie (Klaassen, 2001).

Prueba de micronúcleos en sangre periférica En hematología de mamíferos, los micronúcleos se conocen como cuerpos de Howell-Jolly, cuya forma es redonda o almendrada, su diámetro varía desde 1/20 a un 1/5 (0.4 a 1.6 µ) del tamaño normal del eritrocito (6 a 8 µ de diámetro). Fueron identificados en los precursores de eritrocitos a finales del siglo XIX por William Henry Howell and Justin Marie Jolly, quienes los describieron como remanentes del núcleo de los eritrocitos circulantes. Posteriormente, Dawson descubrió estas estructuras en eritrocitos de médula ósea en condiciones patológicas y en conjunto con deficiencia de folatos, poco tiempo después también fueron observados en linfocitos (Schmid, 1975). Los valores de EMN, suelen alterarse si el individuo recibe compuestos citotóxicos (valor que puede disminuir hasta quedar en cero), lo que indica mielosupresión. Asimismo, se pueden contar los eritrocitos normocromáticos (ENC) micronucleados para períodos de exposición por mayor tiempo o cuando la especie estudiada no presenta de manera normal EPC (Zúñiga, 1998). En el caso de los eritrocitos jóvenes o policromáticos (EPC) pierden los ribosomas hasta aproximadamente 24 horas después de la enucleación (después de este tiempo se transforman en ENC), estos se tiñen de color azul-gris con el colorante de giemsa o de color rojo con naranja de acridina, lo que facilita su identificación cuando se pretende contarlos en pruebas de períodos cortos de exposición (Heddle, 1978; Hayashi, 1990). La prueba de micronúcleos independientemente del tejido en el que se emplee, es altamente informativa, ya que al observar dichas estructuras en el citoplasma de las células analizadas, se corrobora que se perdió material

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genético, evento altamente relacionado con procesos carcinogénicos (Torres, 1999; 2004; 2013b).

Sistema reticuloendotelial y prueba de micronúcleos en sangre periférica El sistema reticuloendotelial es el encargado de retirar a los eritrocitos viejos o con alteraciones, incluidos los micronúcleos (Zúñiga, 1996). El bazo como parte del sistema reticuloendotelial, filtra la sangre, elimina partículas extrañas mediante células fagocíticas, y destruye o elimina a los eritrocitos viejos o sus fragmentos. Cuando los eritrocitos envejecen, ocurren ciertos cambios que reducen su flexibilidad, esto dificulta su paso por la microcirculación y en algún momento se produce lisis celular y por fagocitosis el sistema reticuloendotelial los elimina (Schmid, 1975). Aunque todas las células reticuloendoteliales participan en la destrucción de los eritrocitos viejos, las del bazo están situadas anatómicamente, de tal modo que son los detectores más sensibles de cualquier anormalidad eritrocítica (Hillman, 1987). En este sentido, existen especies cuya eficiencia del sistema reticuloendoteliales muy alta, retirando prácticamente el 100% los eritrocitos anormales, por ello no es posible observar micronúcleos en sangre periférica, mientras que en otras especies, este sistema y en particular el bazo es pobremente eficiente, por ello es posible observar micronúcleos en cualquier momento de su vida, por ejemplo como en el ratón (Zúñiga, 2001a). En el humano, el número de micronúcleos en sangre periférica es prácticamente nulo (Schlegel, 1986), pero se pueden observar cuando las personas tienen mal funcionamiento del bazo (Ramírez, 1999; Schmid, 1975), cuando han sido esplenectomizados o cuando nacen prematuramente (Batista, 2006; Ramírez, 1999; Zúñiga, 1996). Sólo en las situaciones antes mencionadas, es como se pueden tener datos precisos para conocer la genotoxicidad de los medicamentos administrados a los pacientes (Torres,

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2004; 2007; 2013b; Zúñiga, 1996). Sin embargo, cuando el requerimiento es el de probar un nuevo fármaco, razones éticas obvias descartan esta posibilidad y es entonces cuando los bioensayos dan la oportunidad de probar dichos compuestos. Por otro lado, está descrito que la variabilidad en el número de EMN es influenciada por la edad (Wojda, 2003), esto se pudo demostrar al analizar la frecuencia de EMN en pacientes esplenectomizados, ya que adultos mostraron mayor frecuencia que niños (Torres, 1999; Zúñiga, 1996). Resultados similares se describen en roedores, en ellos la frecuencia de espermátides micronucleadas es más alta en ratones y hásmters viejos que en jóvenes, este fenómeno podría deberse a que a mayor edad, los valores de EMN aumentan debido al daño acumulado (Allen, 1996). En contraparte se debe considerar que algunos organismos en etapas juveniles el sistema reticuloendotelial aún no madura, por ello es la frecuencia de EMN es mayor, esta característica se modifica conforme el organismo madura y se va haciendo más eficiente impidiendo la visualización de los EMN en la etapa adulta (Zúñiga, 1996; 2001b)

Características de un buen biomonitor de micronucleogenicidad en sangre periférica Entonces para elegir un buen biomonitor de la prueba de micronúcleos en sangre periférica es muy importante considerar diferentes características, entre ellas la funcionalidad del bazo, un método para reconocer esta característica es que al analizar 10, 000 eritrocitos totales se pueden identificar mínimo 6 EMN (Zúñiga, 1996). También es de gran importancia que el tejido a analizar se encuentre en constante división y que las células a cuantificar sean abundantes, que la relación citoplasma-núcleo sea lo suficientemente grande para identificar claramente los micronúcleos y que el núcleo sea

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regular y sin lóbulos, lo que facilitará la observación de dichas estructuras para no confundirlos con lóbulos o proyecciones del núcleo normal (Gómez, 2008). En este sentido, por ejemplo las aves cuentan con una eritropoyesis muy activa, incluso más alta que los mamíferos y se ha observado que en las aves pequeñas, el recambio celular es todavía mayor (al contabilizarse una buena cantidad de EPCMN con respecto al total), por lo tanto, son potenciales biomonitores de genotóxico por medio de la prueba de micronúcleos (Clark, 2009). Como se puede ver en los cuadros I y II, esta técnica se ha aplicado en un sin número de organismos modelos tanto mamíferos como no mamíferos, con la finalidad de aprovechar los recursos con los que se cuenta, en el lugar o situación específica a evaluar, entre estos modelos destaca el ratón el cual por excelencia es considerado como el mejor, sin embargo el grupo del Dr. Zúñiga, se ha dado a la tarea de identificar potenciales biomonitores, y señala que los organismos con mayor potencial son los felinos, el mono capuchino, el perico atolero, entre muchos otros (Zúñiga, 1996; 1998; 2000; 2001a; 2001b).

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Familia

Primates

Carnívoros

Campo México Experimental Estados Unidos

Perro- Beagle (Canis familiaris)

Gato Felis domesticus

Campo México

Perro Canisfamiliaris

Experimental México

Espontáneo México

Experimental Estados Unidos

Mono rhesus Macaca mulatta

-Control* -Colchicina (0.19 mg/ kg)+ Ara-C (4.5 mg/kg) *

-Control* -Ciclofosfamida*

-Control* - Ciclofosfamida (5 mg/K)*

-Control* - Ciclofosfamida (5 mg/K)*

Experimental Estados Unidos

10,000

1,000

10,000

10,000

1,000

1,000

10,000

-Control-Agua -Ciclofosfamida* 5-Fuorouracil*

Experimental México

Mono rhesus Macaca mulatta

10,000

-Control-Agua* -Metrotexate* Arabinosa-C*

Experimental México

Eritrocitos totales

Marmoceta- Tití común Callithrixjacchus

Tratamiento Dosis/[* 48h pos-tratamiento]

Sitio de trabajo País

Especie

Cuadro 1.- Frecuencia de micronúcleos en diferentes especies mamíferos de Experimentalo campo

2.25 ± 0.99 3.11±1.46

8.4 ±2.5

0.27 ± 0.04 % 4.6 ± 0.69 %

1.0 + 1.1

Zúñiga, 1998

Zúñiga, 1996

Zúñiga, 1996 Harper, 2007

Zúñiga, 1996

Hotchkiss, 2008

2.45- 3.9 % 0.12 % 1.9+1.1

Hotchkiss, 2008

Zúñiga, 2005

Zúñiga, 2005

Referencia

2.45- 3.9 % 0.12 %

15.8± 3.4 16.00 ± 9.17 16.4 ± 14.01

6.00± 3.08 21.40 ± 5.86 26.40 ± 8.65

Frecuencias

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Ardilla Sciurusaureogaster

Ratas Wistar Rattusnovergicus

Raton Mus musculus

Experimental México

-Control * -Cochicina (0.258/ mg/kg)*

-Ciclofosfamida(50 mg/kg, 72h postratamiento )

-Control -Terapia de oxígeno hiperbárico, (72h postratamiento )

10,000

2,000

1,000 policromáticos

Frecuencia de MN por edad en meses: -1 - 12 - 20

Experimental India Experimental Brasil

1,000 policromáticos

-Control -Rayos X [0.05 Gy, 8Sem. P ostratamietno] -Bisfenol [5 mg- 8 Sem.Postratamietno] -Bisfenol + Rx [8Sem. P ostratamietno]

100

10,000

10,000

1,000

Experimental Polonia

- Control -Fitoestrógenos de la soya [FS] (8.3 mg/kg)* -Ciclofosfamida [CP] (50mg /kg)* -FS + CP*

Experimental Brasil

Cerdo (lechon) Sus scrofa domestica Control

Cautiverio México

Delfín mular Tursiopstruncatus

Planta de tratamiento de aguas residuales ♦ Control ♦ de Umbilo ♦ de Verulam

Experimental México

Experimental Sudáfrica

Murciélago platanero Musonycterisharrisoni

Voladores

Marinos

Ungulados

Roedores

2.4 ± 1.7 5.9 ± 4.8

0.5 ± 0.84 0.17 ± 0.41 4.33 ± 1.50

1.53 ± 0.94 2.81 ± 0.74 3.22 ± 0.82

Zúñiga, 2001

Paulo, 2015

Bhilwade 2014

Radzikowska, 2012

Niwa, 2013

4.14 ± 2.12 9.28 ± 3.4 34.0 ± 7.79 17.3 ± 5.16 6.50 ± 1.38 22.40 ± 6.02 9.80 ± 7.26 17.40 ± 1.95

Cedano, 2011

Zamora, 2006

Naidoo, 2014

17.8 ± 8.38

24.3 ± 6.1

0.16 0.25 0.25

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Aves

Reptiles

Galápago europeo Emysorbicularis

Granja Turquía

Experimental Colombia

Experimental Argentina

Tortuga campanita Phrynopshilarii

Tortuga Trachemys callirostris

Experimental México

Campo Antártida

Campo Cuatro Zonas Brasil

Campo Dos Zonas Brasil

Sitio de trabajo País

Perico atolero Aratinga canicularis

Págalo antártico Catharacta Maccormicki

21 especies

Arremonflavirostris Myiothlypis flaveola Saltator maximus Saltator similis Synallaxisscutata Turdus leucomelas

Especie

) Control (En zoológico Expuesto (Ríos)

Control* Mitomicina-C (2 mg/kg)*

Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4

Tratamiento Dosis/[*48h pos-tratamiento]

1000 ET

1000

1000

10, 000 ET

10, 000

1,000

1,000

Eritrocitos totales

Queiroz, 2015

0.37 vs 0.1 0.68 vs 012 0.45 vs 0.8 0.85 vs 0.8 0.07 vs 0.24 0.52 vs 0.33

0.0016

0.78 ± 0.58 12.19± 12.94

Metin, 2006

Zapata, 2016

Latorre, 2014

Gómez, 2006 2.19 ± 2.1 6.09 ± 3.3 3,56 ± 1.39

Kursa, 2007 0.07 ± 0.02

2.35 ± 2.04 2.25 ± 2.02 0.42 ± 069 0.60 ± 0.90

Referencia

Frecuencias

, anfibiosy peces dereptiles aves, Cuadro 2.- Frecuencia de micronúcleos en diferentes especies Experimental o campo

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Anfibios

Peces

10, 000 ET

Experimental México

Control (24 h postratamiento) Ciclofosfamida (24 h postratamiento)

10, 000 ET

6,000 ET

1,000 ET

Campo México

Campo Rio Paraná

Media ±DES; ET - eritrocitos totales

Xenotoca Melanosoma

S. brevipinna A. asuncionensis A. schubarti L. obtusidens P. cfgriffini L. simillima

Experimental Control Arabia Saudita Ciclofosfamida (5 mm/L ppm)

Randa ridibunda Pelophylaxridibundus

Control-Campo Ciclofosfamida (5 mm/L ppm)* InsectisidaLambda ( 0.4µg/Lppb)*

Experimental Argentina

Rana Catesbeina Lithobatescatesbeianus

2.9 ± 2.1 11.4 ± 3.4

3.7 ±1.6

1.34 ± 2.4 0.88 ± 0.8 0.75 ± 1.5 0.13 ± 0.3 0.1 ± 0.3

2.5 ± 0.67 13.25 ± 1.9

1.1 ± 0.57 2.2 ± 0.86 1.5 ± 0.29

Zavala, 2010

Torres, 2007

Furnus, 2014

Ahmad, 2010

Campana 2003

Es de considerar que la prueba no detecta agentes que no producen pérdidas de material genético o rezagos anafásicos, intercambio de cromátides hermanas y tampoco es útil en poblaciones celulares que no se dividen, además Udroiu en el 2006 aconseja que se considere el tamaño de los cromosomas, es ideal que sean pocos en número pero grandes en dimensiones (Udroiu, 2006)

Procesamiento y análisis de muestras Toma de muestra: La prueba de micronúcleos originalmente fue concebida por Schmid en 1975 como un método para detectar químicos que afectan el material genético en la médula ósea; no obstante, suele ser demasiado traumática pues requiere sacrificio del organismo en estudio, motivo que condujo a que esta técnica se modificara por otras menos invasivas, como es el caso del análisis de sangre periférica (Zúñiga, 1996) o mucosa bucal (Nersesyan, 2007; Shepherd, 2012). En sangre periférica la prueba de micronúcleos suele aplicarse en dos grupos celulares: linfocitos y eritrocitos, en el primer caso es necesarios cultivarlos en condiciones estériles, procedimiento que aumenta el costo y dificultad. En eritrocitos, se utilizan con mayor frecuencia los de sangre periférica, pues resulta más fácil, de menor costo y sobre todo posibilitan desarrollar estudios en campo, ya que una sola gota de sangre es suficiente para realizar los frotis (Zúñiga, 1996). La sangre periférica puede ser tomada de venas del cuello (yugular), ala (braquial, radial) o patas (digital o metatarsal), entre otras. Realización y procesamiento de frotis: Se requiere de una a dos gotas de sangre, se colocan en un portaobjetos y con la ayuda de otro portaobjetos limpio e inclinado a 45°, se realiza el extendido. Cuando la muestra se seca, las células se fijan con etanol al 80% por 10 minutos y se deja secar, se conservan en cajas porta laminillas para protegerlos hasta su tinción y análisis (Clark, 2009; Zúñiga, 1996).

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Tinción: Se puede emplear cualquier colorante con alta afinidad al DNA que permita contraste entre el citoplasma y el núcleo celular y así poder diferenciar artificios o bacterias. Para la realización de la prueba de micronúcleos, la tinción ideal, es el naranja de acridina; ya que es específica para ácidos nucleicos. Hace la diferencia entre estos; porque tiñe de color rojo o naranja al ARN, mientras que al DNA lo tiñe de color amarillo; por lo tanto, al observar estas estructuras más pequeñas que el núcleo o 1/20 parte proporcional al tamaño de un eritrocito, de forma redonda, bien definidas y de color amarillo en el citoplasma de determinada célula, sin lugar a duda se trata de un fragmento o de un cromosoma completo (Ramos, 2002; 2006). Conteo celular: El conteo celular se realiza con aumento de 100x, se contabilizan 10,000 eritrocitos totales (ET) por organismo, y se identifican los EMN, los EPCMN en 1,000 EPC y la proporción de EPC, se obtiene contabilizando 1,000 ET. Los micronúcleos se identifican como masas de características similares al núcleo, pero mucho más pequeños, de hasta 1/3 del tamaño del núcleo, completamente separados de éste pero dentro del citoplasma celular, de forma redonda o almendrada, ver figuras 1 y 2 (Zúñiga, 1996; Schmid, 1975). Los eritrocitos normocromáticos (ENC), son las células más abundantes en la sangre periférica (cercano al 90%), presentan citoplasma ovalado y en los organismos no mamíferos presentan núcleo ovalado y compacto, les siguen en abundancia los EPC (1 al 5 %), estos son eritrocitos jóvenes que contienen aun ARN en el citoplasma y duran en tornarse normocromáticos aproximadamente 24 horas. La vida media de los eritrocitos de aves es de 20 a 45 días y el estado de madurez de estas células es importante, ya que la tasa de eritropoyesis (la relación entre los eritrocitos normocromáticos y policromáticos) permite saber la temporalidad en que ocurren las afectaciones (Clark, 2009; Gómez, 2006). La presencia de micronúcleos en eritrocitos normocromáticos indica efectos crónicos en la salud de la especie, mientras que cuando se visualizan en EPC, refleja efectos casi inmediatos (alrededor de 24 horas).

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Cuando una especie presente EMN espontáneos en buen número (6 o más en 10,000 ET), se podrá considerar que el bazo no tiene un estricto control sobre estos y por lo tanto, al exponerse a agentes genotóxicos, el número de eritrocitos con micronúcleos se incrementará. Estos resultados permitirán detectar especies susceptibles a daño genotóxico y podrán ser propuestas como biomonitores para la prueba de micronúcleos (Zúñiga, 2001a; 2001b)

a

b Figura 1.- Eritrocitos de aves :a ) eritrocitos micronucleados normocromáticos (EMN) b) eritrocitos policromáticos (EPC), es un eritrocito joven de menos de 24 horas.

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a

b

Figura 1.- Eritrocitos de mamíferos:a ) eritrocitos micronucleados normocromáticos (EMN) b) eritrocitos policromáticos micronucleados (EPC), es un eritrocito joven de menos de 24 horas.

Cultivo de linfocitos El uso de la técnica del recuento de MN como medida de daño cromosómico sobre cultivos de linfocitos humanos fue propuesto por primera vez en 1976, cuyo único requisito era la elección de tipos celulares con gran actividad mitótica (Zalacain, 2005). Más tarde, en 1985, el ensayo fue mejorado consiguiendo frenar el proceso de división celular cuando la célula sólo hubiese sufrido una división mitótica, para ello desarrollaron la técnica del bloqueo de la citocinesis (CBMN: cytokinesis-block micronucleus) empleando un agente químico (citocalasina-B) a fin de impedir la citocinesis celular (Matheus, 2014; Zalacain, 2005). La técnica fue validada a nivel mundial en 1999, por el programa internacional de micronúcleos humanos (HUMN: Human MicroNucleus Project), con la participación de 42 laboratorios (aproximadamente 16,500

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individuos de diferentes poblaciones del mundo). El protocolo básico consiste en el aislamiento de los linfocitos, el recuento celular y siembra, bloqueo de la división celular y el sometimiento de la célula a un choque hipotónico, se fijan las células con una solución de metanol: ácido acético glacial y se tiñen las preparaciones con giemsa para ser visualizadas al microscopio (Matheus, 2014; Zalacain, 2005).

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107

CAPÍTULO III

III

108

RAPA CO

ACES NOCTURNAS, CENTINELAS DE ONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR METALES PESADOS M.C. Marcela Martínez Haro, Dr. Miguel A. Balderas Plata, M.V.Z. Carlos L. Hernández Millán, Dr. en C. Rodolfo Omar Arellano Aguilar, Dr. en C. Martín E. Pereda Solís

INTRODUCCIÓN

L

as aves rapaces nocturnas son de gran importancia en las red trófica, son depredadoras tope con amplios requerimientos de hábitat, presentan poblaciones poco abundantes y con una baja tasa reproductiva (Raimilla et al., 2012; Valencia-Herverth et al., 2012). Así mismo, determinan los patrones estructurales de las comunidades de sus presas y controlan algunas plagas potenciales en cultivos agrícolas o en ambientes naturales (Bildstein, 2005); por ejemplo, en las zonas áridas de América de Sur, se estima que los roedores Mus musculus, Phyllotis darwin y los artrópodos Lepidópteros parásitos, son plaga en los bosques de Prosopis tamarugo (especie endémica del norte de Chile) y que forman parte de la dieta de por lo menos el tecolote llanero (Caveric, 2011). Sin embargo, los búhos son vulnerables a cambios ambientales derivados de la perturbación antropogénica (Jullien y Thiollay, 1996), esta condición los convierte en buenos indicadores de la integridad de los ecosistemas. Adicionalmente, las rapaces se consideran adecuadas para el biomonitoreo

109

de contaminantes, principalmente por su posición en la red trófica y la susceptibilidad a la bioacumulación e integración de los contaminantes a través del tiempo (Furness, 1993); los metales (principalmente mercurio, plomo y cadmio), los metaloides (arsénico y selenio), insecticidas organoclorados y bifenilos policlorados (PCBs) son los principales contaminantes acumulados que han sido estudiados en los búhos de vida libre (Sheffield, 1997). Por otro lado, un análisis en diferentes niveles tróficos, mostró que los altos niveles de mercurio en las aves rapaces (Falconidae, Accipiteridae y Strigidae), se deben al fenómeno de biomagnificación, que consiste en el aumento de la cantidad del contaminante a partir de nivel trófico bajo hasta el nivel alto (Zolfaghari et al., 2007). Un valor adicional de monitorear los niveles de contaminantes en aves rapaces, es que muchas de sus poblaciones ya son monitoreadas por razones ecológicas y de conservación, esto permite evaluar la exposición a los contaminantes y relacionar los impactos ecológicos reflejados en cambios en las cifras de la población (Gómez-Ramírez et al., 2014), así como de su patrón de distribución. Existen numerosos estudios sobre biomonitoreo con aves rapaces alrededor del mundo, principalmente desarrollados en Europa. Sin embargo, casi la mitad de los sistemas de biomonitoreo con aves rapaces se centran exclusivamente en las aves de presa diurnas (48%), mientras que las rapaces nocturnas y los carroñeros se estudiaron generalmente en conjunto con las rapaces diurnas en menor proporción (Dauwe et al., 2000; Gómez-Ramírez et al., 2014). Los datos limitados en el biomonitoreo ambiental en especies poco investigadas tan sólo proporcionan evidencia de la exposición a los contaminantes, dejan de lado el efecto sobre los individuos, la población y el ecosistema (Henny et al., 1994). El seguimiento de las respuestas biológicas provee de información directa sobre efectos toxicológicos (Vanparys et al., 2008). El objetivo de este capitulo fue revisar y sintetizar los trabajos en los cuales

110

se utilizaron a las rapaces nocturnas como biomonitores de contaminación ambiental por metales pesados y la respuesta que estas presentaron ante sus efectos, a nivel de individuo o poblacional. Se revisó la literatura sobre el tema, se consultaron fuentes bibliográficas científicas, capítulos de libro y artículos principalmente, publicadas entre 1990 hasta el año 2016.

Importancia ecológica de las rapaces nocturnas. Existen alrededor del mundo más de 200 especies de búhos y lechuzas (Frost, 2007), de las cuales en México se registran 30 especies (Howell y Webb, 2005; Avibase, 2015), 22 de ellas están enlistadas en la Norma Oficial Mexicana-059 (SEMARNAT, 2010), y aunque en la lista roja de especies amenazadas de la lUCN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza) la mayoría se encuentra como Preocupación Menor (LC), remarcan que las poblaciones de estas aves están decreciendo (IUCN, 2016). El principal motivo del deceso de sus poblaciones se debe a la influencia antropogénica: pérdida de sus hábitats naturales, contaminación por biocidas y venenos, caza furtiva, despojo de huevos y pollos, electrocuciones, colisiones entre otros (Valkama y Saurola, 2005; Martínez y Calvo, 2006; Figueroa y Alvarado, 2012). Todas las aves rapaces son importantes en el mantenimiento del balance o equilibrio del ecosistema, por ser depredadores tope de la red trófica (Méndez et al., 2006), incluso existe una estrecha relación con el humano, puesto que regulan y controlan las plagas de roedores asociados a los cultivos (GarzaHerrera, 1999; Caveric, 2011), a los paisajes urbanos (Hindmarch y Elliott, 2014), y aquellos transmisores de enfermedades zoonóticas, de interés en la salud publica, tales como el Hantavirus (Magrini y Facure, 2008; MuñozPedreros et al., 2010). Por ejemplo, se calcula que una familia de lechuzas consume aproximadamente 1,000 roedores al año, lo que representa un importante factor de control biológico de estas especies (Muñoz-Pedreros, 2004). Investigaciones en México muestran que la dieta de la lechuza (Tyto alba)

111

esta constituida principalmente por roedores (Santos-Moreno y Alfaro, 2009), al igual que en el búho de anteojos Pulsatrix perspicillata (Gómez de Silva et al., 1999); la alimentación del búho cornudo (Bubo virginianus) consiste en mamíferos y artrópodos (Aragón et al., 2002); al norte del país, las presas del tecolote llanero (Athene cunicularia) se conformaron por insectos y roedores (Rodríguez-Estrella y Ortega-Rubio, 1993). Por otro lado, un estudio en Canadá registró que la dieta del búho cornudo (B. virginianus) consiste básicamente en ratones y ratas (Hindmarch y Elliott, 2014). Con esta información podemos considerar a estas aves como una parte muy importante en los ecosistemas como controladores de plagas que podrían ser dañinas para el humano.

Las rapaces nocturnas utilizadas en el monitoreo de contaminación ambiental Algunas actividades humanas tales como la agricultura, el urbanismo, la industria, la minería, así como la producción y el mal manejo en la eliminación de desechos, son fuentes significativas de contaminación; ya sea en el aire, el agua, sedimentos o el suelo, la acumulación de los contaminantes repercute a diferentes niveles de la organización ecológica, que incluso pueden pasar de un nivel a otro llegando a afectar al humano (Connell et al., 1999). La supervisión directa de aire, el suelo, el agua y los sedimentos pueden ser útiles para determinar el grado de contaminación en un área en particular, pero por si sólos no nos proporcionan información contundente sobre el efecto en el ecosistema, que al final es el que permite predecir el riesgo al cual esta expuesto el humano, proporciona una medida de la biodisponibilidad o la absorción resultante a través de la biota o la gente. Es sólo a través de la vigilancia biológica directa (el análisis de contaminantes en los tejidos de los organismos), que la exposición real de los organismos puede determinarse correctamente y relacionarlo con los niveles en el entorno físico (Schubert, 1985; Connell et al., 1999; Gómez-Ramírez et al., 2014), ayuda en el monitoreo a largo plazo y

112

ofrece información sobre el comportamiento de los contaminantes presentes en el ecosistema (Espín et al., 2014a). Por ejemplo, un monitoreo desarrollado en Irán con plumas de cinco especies diferentes de búhos (Strix aluco, Bubo bubo, Asio flammeus, A. otus y Athene noctua) mostró que la región Norte presenta las concentraciones más altas en mercurio (n:40, 1.55mg kg-1), comparado con otras regiones de ese país, sus resultados sugirieron que existe una fuente importante de contaminación por este metal que requiere ser investigada a fondo, en términos de concentración del contaminante así como en diversos ecosistemas y sus componentes bióticos incluyendo el humano (Dahmardeh et al., 2014). En el Cuadro 1 se resume las investigaciones realizadas en el monitoreo de metales pesados en las que utilizaron a los búhos como centinelas, la mayoría de los autores cuantificaron principalmente las concentraciones de plomo, cadmio y mercurio, otros metales pesados no fueron considerados en este resumen por representar una mino.

113

Cuadro 1. Investigaciones realizadas en el monitoreo de metales pesados utilizando búhos como biomonitores. Nombre científico Tyto alba Bubo bubo Athene noctua Otus scops Asio otus

Nombre común Lechuza Búho real Mochuelo común Autillo Búho orejas largas

Bubo bubo

Búho real

Athene noctua Athene noctua Tyto alba

Búho chico Mochuelo común lechuza

n= Tejido 4 Varios 7 Varios

Concentración registrada por metal pesado Plomo Cadmio Mercurio -

10 Varios 1 Varios

-

1 12 12 12 9 7 15 15 15 10 5

261 392 132 15.4 7.6 152 183 80 2.65 9.4

Varios Hígado Riñón Cerebro Hueso Sangre Hígado Riñón Cerebro Hueso Sangre

Bubo virginianus Nyctea scandica

Plumas Plumas Hígado/Riñó 52 n Búho virginiano 38 Hueso Hígado/Riñó Búho nevado 3 n

Otus asio

Mochuelo oriental

Asio flammeus

Búho cortas

Aegolius acadicus

3 Lechuza norteña 3

Asio otus Nombre científico Bubo bubo

7 5

2

Búho largas

5 2 orejas 3 2

orejas 1 0

Nombre común Búho real

Hueso Hígado/Riñó n Hueso Hígado/Riñó n Hueso Hígado/Riñó n Hueso Hígado/Riñó n Hueso

Athene noctua

Mochuelo común

Bubo bubo Athene noctua Strix aluco Bubo bubo Bubo bubo Nixos scutulata Otus lempiji

Búho real Mochuelo común Cárabo común Búho real Búho real Búho halcón café Autillo de collar

n= 42 37 37 37 37 37 5 27 3 2 3 17 7 10

Tyto alba

Lechuza

2

-

-

�g kg-1 �g kg-1 �g kg-1 �g g-1 �g dl-1 �g kg-1 �g kg-1 �g kg-1 �g g-1 �g dl-1

-

-

4.78 9.9

ppm ppm

0.11 0.09