En esta serie de entrevistas con investigadores, nos trasladamos al Reino Unido para conversar con el profesor emérito Simon J. Davies, quien ha dedicado la mayor parte de su carrera a la investigación académica en nutrición acuícola.

Criado en LLangennech, un pequeño pueblo costero galés en el suroeste de Gales, Simon desarrolló una gran pasión por el medio acuático y los peces siendo un ávido pescador. Esta pasión lo llevó a obtener un doctorado en nutrición de salmónidos en el Instituto de Acuicultura de la Universidad de Stirling, que completó en 1984. Luego emprendió una larga carrera académica de más de 40 años, especializándose en nutrición de peces y biociencias de la acuicultura.

"Rápidamente me di cuenta de que la acuicultura se estaba expandiendo globalmente y que trabajar con peces me brindaría una oportunidad única para hacer una valiosa contribución científica y docente a la disciplina", comentó Simon en una entrevista con Aquafeed.com.

El mayor desafío para la industria de piensos acuícolas hoy en día

En relación a los mayores desafíos que enfrenta la industria de piensos para acuicultura, Simon destacó la presión de satisfacer la creciente demanda de proteínas y energía a medida que la acuicultura se expande.

"El tema del aumento de la producción de ingredientes que reemplacen los ingredientes marinos es un factor clave para el éxito y la sostenibilidad", explicó. Si bien existen muchos ingredientes alternativos prometedores para piensos, Simon señaló que el suministro, la demanda y la consistencia en la calidad siguen siendo obstáculos importantes. "Estos desafíos deben abordarse. Se ha realizado mucho trabajo a lo largo de las décadas, pero se requiere más validación a través de ensayos de eficacia", enfatizó.

En cuanto a la proteína alternativa, existen algunos productos básicos bien establecidos que ya han sido probados y algunos nuevos, como la harina de larvas de mosca soldado negra, las proteínas unicelulares y las proteínas bacterianas y de levadura, así como las algas. En cuanto a los lípidos, Simon dijo que se ha puesto demasiado énfasis en los omega-3, pero también se deben considerar los omega-6 y los omega-9. "Estos ácidos grasos desempeñan funciones tanto proinflamatorias como antiinflamatorias y otras funciones metabólicas/fisiológicas durante diferentes fases de la producción de peces. Debemos observar y equilibrar cuidadosamente estos aspectos en relación con la resistencia a las enfermedades y lograr respuestas inmunitarias óptimas", aconsejó Simon.

Microbiota intestinal y aditivos funcionales para piensos

La modulación de la microbiota intestinal se ha convertido en un aspecto central de la investigación en acuicultura, vinculando la composición de la dieta con el equilibrio bacteriano y mejorando la función digestiva e inmunitaria en peces y camarones. Simon ha estado involucrado en esta área durante más de dos décadas.

"Una sólida evidencia ha demostrado que la dieta y ciertos aditivos para piensos pueden modular la microbiota intestinal en peces y camarones, lo que lleva a un mejor mecanismo de defensa preparado para combatir el estrés y la invasión bacteriana", afirmó Simon. "Las barreras mucosas/intestinales e integumentarias en peces y camarones desempeñan un papel crucial y pueden verse influenciadas por prebióticos, probióticos y extractos de plantas o hierbas con propiedades funcionales".

Sin embargo, uno de los principales desafíos en esta investigación es la tendencia a capturar solo una "instantánea" del microbioma del intestino, las branquias o la piel, en lugar de monitorear su evolución a lo largo del tiempo. Simon enfatizó la importancia de utilizar tecnologías de secuenciación avanzadas como la secuenciación de alto rendimiento (HTS) o la secuenciación de próxima generación (NGS) para rastrear los cambios del microbioma durante períodos prolongados. "A medida que los costos de secuenciación disminuyan, será crucial rastrear el microbioma en peces y camarones durante un período prolongado para evaluar la efectividad de los aditivos funcionales para piensos", agregó.

Enfoques moleculares de la nutrición y avances genéticos

La metabolómica, la proteómica y la lipidómica, utilizando firmas moleculares y metabólicas avanzadas (metabolitos) en tejidos y órganos que responden a la asimilación de nutrientes dietéticos, podrían convertirse en una plataforma importante para evaluar mejor el rendimiento nutricional y proporcionar información fundamental para la nutrición personalizada de especies de peces y crustáceos.

Simon también destacó el potencial de la selección selectiva y la edición genética en la acuicultura. "La edición genética podría ayudar a reducir o eliminar los factores antinutricionales en los piensos de origen vegetal, mejorando la digestibilidad y la asimilación de nutrientes", explicó. "De manera similar, las modificaciones genéticas en los peces podrían mejorar la actividad de las enzimas digestivas, haciendo que la utilización del alimento sea más eficiente. Aunque controvertidos, estos avances presentan inmensas oportunidades para mejorar la eficacia de la acuicultura al tiempo que se abordan las preocupaciones éticas".

Nutrición de precisión

La industria de piensos acuícolas está evolucionando hacia la nutrición de precisión. "Lograr esta transición requiere perfiles de digestibilidad actualizados de las materias primas, particularmente para los aminoácidos digestibles y los valores de energía metabólica", señaló Simon. "Comprender el balance de masas para la retención de proteínas y energía, así como los valores de proteína neta (PN) y energía neta (EN) de los ingredientes, nos permitirá crear formulaciones más precisas". Estos avances mejorarían la eficiencia del alimento, reducirían el desperdicio y disminuirían los costos, beneficiando en última instancia tanto a los piscicultores como al medio ambiente.

Optimización y fabricación de piensos impulsadas por IA

La optimización de piensos basada en datos se está convirtiendo en una realidad gracias a la inteligencia artificial (IA). Simon cree que la IA desempeñará un papel transformador en la fabricación de piensos acuícolas, ayudando a rastrear el suministro, la demanda y el flujo de materias primas en la producción de piensos; optimizar la capacidad de producción y agilizar los procesos; y generar datos en tiempo real para mejorar la uniformidad y la calidad de la dieta.

"El avance de la IA revolucionará la fabricación al proporcionar un seguimiento y control completos sobre la producción", afirmó Simon. "Los datos en tiempo real ayudarán a reducir los costos y mejorar la consistencia del alimento".

La IA también mejorará la tecnología de recubrimiento de pellets, asegurando la incorporación estable de aditivos delicados para piensos, como enzimas, vitaminas termolábiles, pigmentos y suplementos medicamentosos. "Los compuestos volátiles y sensibles utilizados en saborizantes y colorantes, así como los quimioterapéuticos y las vacunas (piensos medicados) pueden aplicarse mejor bajo tales sistemas de control supervisados por IA", añadió Simon.

La tecnología de extrusión es otra área donde la IA puede impulsar mejoras. "La investigación ha demostrado los beneficios de los pellets extruidos que se hunden de manera más estable para la producción de camarón", señaló Simon. "Sin embargo, el 90% del alimento para camarón en Asia todavía se produce utilizando técnicas más baratas de 'pelletizado en frío' debido a las limitaciones de costos. La IA puede mejorar la consistencia y la uniformidad en este proceso".

Más allá de la fabricación, la IA está revolucionando la gestión de las granjas. Se están desarrollando sistemas avanzados para monitorear la calidad del agua y analizar el comportamiento alimentario a través de la tecnología de aprendizaje de imágenes de drones y satélites. "Esto puede conducir a mejores tasas de conversión de alimento (FCR) y a una reducción del desperdicio, mitigando el impacto ambiental de las operaciones intensivas de acuicultura", dijo Simon.

Piensos acuícolas y prevención de enfermedades

Simon destacó el papel crucial de los piensos acuícolas en la prevención y el manejo de enfermedades. "Se están desarrollando estrategias profilácticas efectivas a través de innovaciones en aditivos para piensos como prebióticos, probióticos, fitobióticos y extractos de hierbas", afirmó. "El uso de enzimas mejora el potencial prebiótico de las dietas al mejorar la digestibilidad de la fibra y apoyar la función inmunitaria".

La colaboración con socios globales ha generado una amplia evidencia del éxito de estas estrategias en diversas especies, incluyendo carpas, tilapias, truchas, lubinas y camarones. Simon señaló que esta investigación es particularmente relevante en regiones como Oriente Medio y el Sudeste Asiático, donde las enfermedades bacterianas emergentes representan amenazas significativas para la industria acuícola.

Financiación

Habiendo desarrollado su carrera investigadora en el Reino Unido, Simon identifica al Ministerio del Interior del Reino Unido como una limitación para la investigación en acuicultura. "Su legislación sobre experimentación con animales suele ser bastante compleja y difícil de comprender, incluso para las actividades rutinarias de manejo de peces", explicó. "Trabajar con peces, particularmente en acuicultura y nutrición, puede llevar a malinterpretaciones, con opiniones que varían entre los inspectores locales y sin una supervisión consistente". Tales autoridades legislativas y profesionales necesitan estar mejor informados y capacitados en lo que respecta a la acuicultura y el manejo de diferentes especies.

Debido a estos desafíos regulatorios, a Simon le ha resultado más fácil realizar investigaciones en el extranjero, particularmente para estudios de desafío de enfermedades que prueban aditivos para piensos. "Me ha resultado mucho más fácil participar internacionalmente, utilizar recursos y realizar ensayos que serían bastante difíciles de licenciar en el Reino Unido", comentó.

Asegurar financiación para la investigación también sigue siendo un desafío, ya que los socios de la industria a menudo subestiman los costos y los gastos generales de los proyectos dirigidos por universidades. "Los principales Consejos de Investigación como NERC y BBSRC ocasionalmente proporcionan financiación para programas de doctorado, pero estos requieren cada vez más asociaciones industriales o comerciales", señaló Simon. "Afortunadamente, he tenido muchos proyectos financiados de esta manera a lo largo de los años". Sin embargo, señaló que la investigación financiada por la industria a menudo está ligada a objetivos experimentales específicos que pueden no alinearse con una justificación científica más amplia.

"Un estudio bien diseñado, guiado por académicos experimentados en investigación de piensos acuícolas, es imprescindible para el éxito", enfatizó Simon. "Debemos asegurarnos de que los ensayos industriales estén correctamente estructurados y, desde el principio, explicar a los patrocinadores las ventajas y limitaciones de evaluar sus productos en condiciones de laboratorio controladas". Señaló que algunos ensayos comerciales internos sufren de una mala organización y transparencia, lo que lleva a resultados y conclusiones ambiguas.

Simon subraya la importancia de diseños experimentales bien planificados, que incluyan un número suficiente de tratamientos, niveles apropiados de incorporación de ingredientes y la consideración de las limitaciones de las instalaciones, como el tamaño de los tanques y la densidad de población. "No apreciar estos factores puede llevar a investigaciones desperdiciadas con resultados que pueden ser difíciles de publicar en revistas de prestigio", advirtió. Además, destacó los posibles conflictos entre investigadores y patrocinadores debido a diferentes expectativas, así como las complicaciones derivadas de las subvenciones gubernamentales o industriales, que pueden imponer restricciones a los derechos de propiedad intelectual.

Presente y futuro

Simon identifica la sostenibilidad y la rentabilidad de la producción de proteínas alternativas como el principal desafío en el desarrollo de piensos acuícolas, afirmando: "Si pudiera resolver un desafío, sería desarrollar proteínas alternativas escalables, nutricionalmente equilibradas y económicamente viables, como la harina de insectos, las proteínas unicelulares o las proteínas de origen vegetal para especies de peces carnívoros".

Durante la próxima década, prevé que los piensos acuícolas avanzarán a través de proteínas alternativas, nutrición de precisión e ingredientes funcionales como probióticos e inmunoestimulantes para mejorar la salud intestinal y reducir el uso de antibióticos. "Debemos abordar la resistencia a los antimicrobianos (RAM) en la acuicultura para promover la salud y el bienestar de los peces en la cadena alimentaria", enfatizó. El abastecimiento sostenible a través de prácticas de economía circular y el Análisis del Ciclo de Vida (ACV) serán esenciales, junto con tecnologías inteligentes de piensos acuícolas como la IA y el IoT para el monitoreo en tiempo real y la optimización de la alimentación.

"Estos avances ayudarán a que la acuicultura sea más eficiente, sostenible y resiliente, garantizando la seguridad alimentaria a largo plazo y minimizando el impacto ambiental. La educación será clave para esto, junto con una mejor comunicación", concluyó Simon.