La reproducción es un proceso biológico de gran interés en acuicultura debido a que su control es un factor limitante para la producción de peces en cautividad. El éxito reproductivo de una especie en régimen de cultivo depende de un profundo conocimiento de los procesos básicos que regulan la puesta en funcionamiento del ciclo reproductor y su alternancia. En peces, como en otros vertebrados, la reproducción está regulada por una cascada hormonal que ocurre a lo largo de una red neuro-endocrina compuesta por el cerebro, la hipófisis y las gónadas (eje CHG). Entre las principales hormonas implicadas destacan las hormonas liberadoras de gonadotrofinas (GnRHs), las gonadotrofinas (GTHs) y los esteroides sexuales. En este marco, las GTHs - hormona folículo estimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH) - tienen un papel central y el conocimiento de su estructura y modo de acción es esencial para comprender y controlar el ciclo reproductor. Los estudios realizados en los últimos años han permitido dilucidar algunos aspectos bioquímicos y fisiológicos de estas hormonas en peces. Sin embargo, la dualidad funcional de las GTHs no está totalmente clara en muchas especies de teleósteos debido a la falta de herramientas apropiadas para su estudio, principalmente de ensayos para determinar sus niveles en momentos críticos del ciclo reproductor. Para abordar este problema en la lubina (Dicentrarchus labrax), un Perciforme marino de gran interés en acuicultura, se ha purificado la FSH nativa y se han producido diferentes GTHs recombinantes. Esto ha permitido caracterizarlas bioquímica y funcionalmente y desarrollar ensayos específicos (biológicos e inmunológicos) para medir FSH, los cuales representan una valiosa herramienta para el estudio de la endocrinología reproductiva de esta especie. Además, se han puesto a punto herramientas moleculares para estudiar los perfiles de expresión génica de las GnRHs, GnRHR y GTHs. / Molés Miró, G. (2011). CARACTERIZACIÓN BIOLÓGICA DE LAS GONADOTROFINAS DE LUBINA (Dicentrarchus labrax) Y DESARROLLO DE HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS E INMUNOLÓGICAS PARA SU ESTUDIO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12619 / Palancia

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[ES] La lubina (Dicentrachus labrax L.) es una de las principales especies marinas de la acuicultura europea. En España, después de la dorada (Sparus aurata L.), es el segundo pez marino más cultivado. Sin embargo, a pesar de que su engorde se viene realizando desde hace décadas, en la actualidad existen todavía problemas reproductivos asociados a su producción. Durante el primer año de vida de esta especie, un alto porcentaje de los machos de lubina maduran prematuramente, lo que trae consigo una disminución de su crecimiento somático durante su segundo año de vida antes de su comercialización. Esta circunstancia implica que los machos precoces tienen que ser mantenidos por mucho más tiempo en las instalaciones acuícolas hasta que alcanzan su talla comercial, lo que supone una mayor inversión en alimentación y, en consecuencia, una disminución de la rentabilidad de las empresas acuícolas. Una forma de mitigar la pubertad prematura de la lubina es mediante la aplicación de regímenes de luz continua (LL). Hay constancia que la aplicación de LL durante 12 meses es efectiva para reducir la precocidad en machos juveniles de lubina durante su primer año de vida. Asimismo existen también estudios que han permitido acotar el tiempo, entre cuatro y seis meses de duración, durante el cual la aplicación de luz continua ha sido efectiva para reducir el porcentaje de precocidad en machos prepúberes, y que han sugerido la existencia de un periodo fotosensible que en el caso de la lubina está comprendido entre Agosto y Octubre. No obstante, este tipo de estrategia no siempre resulta de fácil implementación en los lugares de cría y, además, puede provocar una condición de estrés permanente en los peces en aquellos casos en los que la aplicación de dichos tratamientos es prolongada lo que puede hacerles más vulnerables a enfermedades. Por lo tanto, se hace necesario encontrar periodos fotosensibles en los cuales se puedan aplicar terapias de luz continua de duración más corta e igual de efectivas para reducir la maduración sexual de los peces bajo condiciones de cultivo y que tengan un menor impacto en el bienestar de los animales. Por otro lado, desde un punto de vista endocrino y fisiológico, se necesita también profundizar en el conocimiento sobre cuál es el efecto de la luz continua sobre el eje endocrino que regula el proceso de maduración sexual en esta especie. Esto permitiría tener información básica sobre el control del proceso y de esta forma poder considerar nuevas estrategias enfocadas al manejo reproductivo de peces. Por todo ello, en la presente tesis se evaluaron distintos intervalos de tiempo, desde agosto a noviembre, a lo largo del primer año de vida de la lubina en los que los animales se sometieron a LL con la finalidad de identificar un periodo fotosensible de corta duración (i.e. 1 mes) que fuera efectivo para reducir la precocidad de los machos de esta especie. Los resultados obtenidos han permitido localizar dicho periodo en el mes de septiembre, un periodo crítico para el inicio de la espermatogénesis en esta especie (capítulo 4, artículo 1). De acuerdo con estos resultados, se diseñó una estrategia experimental en la que teniendo en cuenta este periodo fotolábil, se evaluó el efecto que la luz continua tiene sobre las principales hormonas reproductivas y la expresión génica de ciertos factores que a nivel del eje endocrino cerebro-hipófisis-gónada son claves en el proceso espermatogénico de la lubina (capítulo 5, artículo 2). Nuestros resultados demuestran que la luz continua puede alterar el contenido de la GnRH-1 y GnRH-2 a nivel cerebral, así como el patrón y los niveles de expresión del gen fshβ en la hipófisis. Asimismo, se observó un descenso de los niveles plasmáticos de 11-ketotestosterona, estradiol, testosterona y de la hormona estimuladora del folículo (Fsh), además de la expresión génica de los receptores de estrógenos (er), de la hormona antimülleriana (amh) y de la proteína reguladora aguda de la esteroidogénesis (stAR) en las gónadas. De acuerdo con los resultados obtenidos, hemos propuesto un mecanismo de control del proceso espermatogénico en la lubina. En este sentido, sugerimos que el estradiol podría potencialmente ser responsable de la renovación de las espermatogonias, mientras que por otro lado la Amh inhibiría su proliferación. Asimismo, nuestros resultados sugieren que la 11-ketotestosterona puede ejercer un efecto inhibitorio sobre la expresión de la amh en etapas tempranas de la espermatogénesis de esta especie. Esta hipótesis podría explicar el hecho que los animales sometidos a LL no desarrollen sus gónadas y por tanto no alcancen la maduración temprana. Los animales bajo LL mantienen niveles de expresión de fsh y niveles plasmáticos bajos de esta hormona, lo que implica una reducción de la síntesis de esteroides a nivel gonadal y por tanto niveles bajos de 11-ketotestosterona y estradiol circulantes. Esta situación desemboca con una baja proliferación de las espermatogonias, un hecho que queda constatado con lo observado en nuestros estudios. Esto es, un número reducido de mitosis a nivel testicular que va asociado con una expresión alta de amh que ejerce un efecto inhibitorio sobre el progreso de la espermatogénesis, al menos, en la lubina. Por otro lado, si bien los regímenes de luz continua son eficaces para mitigar la pubertad prematura en esta especie, el impacto que éstos tienen durante el segundo año de vida de los animales no está documentado. Por este motivo, en este trabajo se analizó también el efecto que tiene la aplicación de la luz continua a lo largo del primer y segundo año de vida de los animales (capítulo 6, artículo 3). Los resultados de este último experimento demostraron que si bien la luz continua aplicada durante el primer año de vida puede reducir significativamente la maduración precoz de la lubina, durante el segundo año de vida los animales retrasan su maduración gonadal pero son capaces de alcanzar su capacidad reproductiva. Los efectos a nivel del crecimiento también se han analizado en esta tesis, pero las variaciones observadas con otros estudios realizados previamente, requieren nuevos enfoques experimentales para dilucidar las causas de estas discrepancias. Aunque todavía quedan muchas preguntas por contestar, los resultados de esta tesis son un paso más para poder conseguir nuevas herramientas que nos permitan controlar de manera efectiva la producción de lubina en las instalaciones de engorde. / [EN] The sea bass (Dicentrachus labrax L.) is one of the main marine species of European aquaculture. However, although its culture has been taking place for decades, there are still reproductive problems associated with its production. During the first year of life of this species, a high percentage of males sea bass mature prematurely, which leads to a decrease in their somatic growth during their second year of life before commercialization. This circumstance implies that precocious males have to be maintained for much longer in aquaculture facilities until they reach their commercial size, which means a greater investment in food and, consequently, a decrease in the profitability of aquaculture companies. One way to mitigate premature puberty of sea bass is by applying continuous light (LL) regimens. There is evidence that the application of LL for twelve, six and four months of duration is an effective approach to reduce the precocity of juvenile sea bass males during their first year of life. For this reason, it has been suggested the existence of a photolabile period in sea bass located between August and October. However, this type of strategy is not always easy to implement in the breeding facilities and, in addition, these treatments can cause a permanent stress condition in the fish, thus being more vulnerable to diseases. Therefore, it is necessary to find shorter photosensitive periods and continuous light therapies to reduce the sexual maturation of sea bass under culture conditions. On the other hand, from an endocrine and physiological point of view, it is also necessary to deepen the knowledge about the effect of continuous light on the endocrine axis that regulates the process of sexual maturation in this species. This would allow to have basic information on the control of the process and it would permit to find new strategies focused on the reproductive management of fish. Therefore, in this thesis different time intervals were evaluated, from August to November, during the first year of life of the sea bass in which the animals were submitted to LL in order to identify a photosensitive period of short duration (i.e. 1 month) that was effective to reduce the precocity of the males of this species. The results obtained have allowed us to locate this period in September, a critical period for the beginning of spermatogenesis in this species (Chapter 4, Article 1). Based on these results, other experimental strategy was designed in order to evaluate the effect of continuous light over the main reproductive hormones and the gene expression of certain factors acting in the brain endocrine axis (Chapter 5, Article 2). Our results demonstrate that continuous light can alter the content of different hormones and gene expression implied in the spermatogenesis of sea bass. In this sense, our evidences suggest that estradiol could be responsible for spermatogonial renewal, while Amh would inhibit its proliferation. Also, 11-ketotestosterone may exert an inhibitory effect on the expression of amh in the early stages of spermatogenesis of this species. Animals under LL maintain fsh¿ expression levels and low plasma levels of this hormone, which implies a reduction of steroid synthesis at the gonadal level and therefore low levels of circulating 11-ketotestosterone and estradiol. In addition, a high expression of amh can exerts an inhibitory effect on the progress of spermatogenesis, at least, in sea bass. This work also analyzed the effect of the application of continuous light throughout the first and second year of life of animals (Chapter 6, Article 3). The results showed that while continuous light regime can significantly reduce the early maturation of sea bass during the first year of life, during the second year only delay the fish gonadal maturation. The results of this thesis are helpful to get new tools to control the production of sea bass in farming facilities. / [CA] El llobarro (Dicentrachus labrax L.) és una de les principals espècies marines de l'aqüicultura europea. A Espanya, després de la daurada (Sparus aurata L.), és el segon peix marí més cultivat. No obstant això, tot i que el seu engreixament es realitza des de fa dècades, en l'actualitat existeixen problemes reproductius associats a la seua producció. Durant el primer any de vida d'aquesta espècie, un alt percentatge dels mascles de llobarro maduren prematurament, la qual cosa comporta una disminució del seu creixement somàtic durant el seu segon any de vida abans de la seua comercialització. Aquesta circumstància implica que els mascles precoços han de ser mantinguts per molt més temps a les instal·lacions aqüícoles fins que arriben a la seua talla comercial, fet que suposa una major inversió en alimentació i, en conseqüència, una disminució de la rendibilitat de les empreses aqüícoles. Una forma de mitigar la pubertat prematura del llobarro és mitjançant l'aplicació de règims de llum contínua (LL). Hi ha constància que l'aplicació de LL durant 12 mesos és efectiva per reduir la precocitat en mascles juvenils de llobarro durant el seu primer any de vida. Així mateix existeixen també estudis que han permès delimitar el temps, entre quatre i sis mesos de duració, durant el qual l'aplicació de llum contínua ha sigut efectiva per a reduir el percentatge de precocitat en mascles prepúbers, i que han sugerit l'existència d'un període fotosensible que en el cas del llobarro està comprès entre agost i octubre. No obstant això, aquest tipus d'estratègia no sempre resulta de fàcil implementació en els llocs de cria i, a més, pot provocar una condició d'estrès permanent en els peixos en aquells casos en que l'aplicació dels dits tractaments és prolongada el que pot fer-los més vulnerables a malalties. Per tant, es fa necessari trobar períodes fotosensibles en els quals es puguin aplicar teràpies de llum contínua de duració més curta i igual d'efectives per a reduir la maduració sexual dels peixos baix condicions de cultiu i que tinguen un menor impacte en el benestar dels animals. D'altra banda, des d'un punt de vista endocrí i fisiològic, es necessita també aprofundir en el coneixement sobre quin és l'efecte de la llum contínua sobre l'eix endocrí que regula el procés de maduració sexual en aquesta espècie. Això permetria tindre informació bàsica sobre el control del procés i d'aquesta manera poder considerar noves estratègies enfocades al maneig reproductiu de peixos. Per tot això, en la present tesi es van avaluar diferents intervals de temps, des d'agost a novembre, al llarg del primer any de vida del llobarro en els quals els animals es van sotmetre a LL amb la finalitat d'identificar un període fotosensible de curta duració (i.e. 1 mes) que fóra efectiu per reduir la precocitat dels mascles d'aquesta espècie. Els resultats obtinguts han permès localitzar el dit període en el mes de setembre, un període crític per a l'inici de l'espermatogènesi en aquesta espècie (capítol 4, article 1). també demostren que la llum contínua pot alterar el contingut de diferents hormones com per exemple GnRH-1 i GnRH-2, 11-ketotestosterona, i l'expressió dels henes com fshß receptors d'estrògens (er) entre d'altres, totes aquestes substancies claus en l'espermatogènesi de peixos (capítol 5, article 2). D'altra banda, en aquest treball es va analitzar l'efecte que té l'aplicació de la llum contínua al llarg del primer i segon any de vida dels peixos (capítol 6, article 3). Els resultats van demostrar que si bé la llum contínua aplicada durant el primer any de vida pot reduir significativament la maduració precoç del llobarro, durant el segon any de vida els animals retarden la seua maduració gonadal però són capaços d'arribar a la seua capacitat reproductiva. / Rodríguez Pablos, RM. (2020). Estudio del control ambiental, hormonal y molecular de la pubertad anticipada de la lubina aplicando ventanas de corta duración de luz continua [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/151457 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] El sistema de melanocortinas es un sistema hormonal, autocrino, paracrino y endocrino compuesto por agonistas (hormonas), receptores y paradójicamente, por antagonistas del mismo sistema. A estos componentes del sistema se le ha adicionado recientemente sus proteínas accesorias, las cuales conforman un nuevo punto de regulación conocido. La actividad de este sistema hormonal está relacionada con diversas funciones fisiológicas que incluyen principalmente: el control de la pigmentación, la regulación del balance energético y la regulación de la respuesta al estrés. Los experimentos realizados en el laboratorio donde he desarrollado mi tesis doctoral, fueron pioneros en la descripción de las proteínas accesorias de los receptores de melanocortinas (MRAPs) en peces. Durante la experimentación se demostró la existencia de dos proteínas accesorias en el genoma del pez cebra (MRAP1 y MRAP2), la segunda de las cuales está duplicada en esta especie (MRAP2a y MRAP2b), modelo que ha sido utilizado en la experimentación presentada. La MRAP1 interacciona con el receptor 2 de melanocortinas (MC2R) para permitir su expresión funcional, pero la función de las MRAP2s era desconocida y acotar su función ha sido el principal objetivo de la tesis doctoral. Los resultados presentados demuestran que el MC2R de la lubina también requiere de la interacción con MRAP1 para poder responder a la hormona adrenocorticotropa (ACTH), adquiriendo así su expresión funcional. Además, demostramos que los glucocorticoides son capaces de inhibir la expresión del MC2R en las glándulas interrenales, lo que supone un mecanismo de retroalimentación con posible relevancia en la adaptación al estrés. Por su parte las MRAP2 no tienen efectos sobre la actividad del MC2R, pero como demostramos en la tesis doctoral, la MRAP2a, pero no la MRPA2b, es capaz de convertir al MC4R, un receptor canónico de la hormona estimuladora de los melanocitos (MSH) expresado en el cerebro, en un receptor de ACTH. La ACTH se libera desde la hipófisis en respuesta a estímulos hipotalámicos que integran información relativa a condiciones estresantes. Mientras que el MC4R está fundamentalmente implicado en el control central de la regulación de la ingesta. Por tanto, la modificación del perfil farmacológico del MC4R tras interacción con MRAP2a otorga un mecanismo molecular para la integración de la información del estrés sobre los circuitos centrales que controlan la ingesta. Es decir, otorga una base molecular directa para las relaciones estrés-ingesta. Este cambio del perfil farmacológico no se observa tras la interacción con el MC1R ni con el MC5R, si bien la interacción MC1R-MRAP2a provoca una disminución de la sensibilidad del receptor a la MSH. Finalmente, hemos caracterizado la respuesta central y periférica del pez cebra al estrés agudo evaluando los niveles de expresión de diversos componentes del sistema de melanocortinas y demostrando la sensibilidad de este sistema a los elementos estresantes. / [EN] The melanocortin system is an endocrine, paracrine and autocrine hormonal system composed by agonist (hormones), receptors, and atypically endogenous antagonists. Recently, the so-called melanocortin receptor-accessory proteins (MRAPs) have been integrated as a part of the system. These proteins conform a new regulatory point of the system. The activity of the hormonal system is related to several physiological functions including control of pigment patters as well as the regulation of energy balance and the stress response. Experiments done in the lab in which I have run my PhD studies were pioneer in the description of fish MRAPs. It was demonstrated that the genome of zebrafish includes two accessory proteins (MRAP1 and MRAP2) and the second one is duplicated into MRAP2a and MRAP2b forms. MRAP1 interacts with the melanocortin 2 receptor (MC2R) allowing its functional expression but the function of MRAP2 was unknown and delimiting its function has been the main objective of this doctoral thesis. Results demonstrated that sea bass MC2R also requires the interaction with MRAP1 in order to be activated by the adrenocorticotropic hormone (ACTH), reaching therefore its functional expression. We also demonstrated that glucocorticoids are able to inhibit MC2R expression in the interrenal tissue suggesting the existence of a negative feedback with potential relevance in the stress adaptation. The MPRA2 has no effects on MC2R activity, but as we demonstrate, the MRAP2a, but not MRAP2b, in able to transform the MC4R, a canonical melanocyte- stimulating hormone (MSH) receptor expressed in the brain, into an ACTH receptor. ACTH is released form the pituitary in response to stressful stimuli integrated in the hypothalamus. On the other hand, MC4R is mainly involved in the central control of food intake and energy balance. Therefore, the MC4R pharmacological profile after interaction with MRAP2a provides a molecular mechanism for the integration of stress information into the central circuits controlling energy balance. That means, molecular basis for the stress-food intake interaction. This pharmacological modification seems to be specific for MC4R since the interaction of MRAP2a with MC5R or MC1R does not provide ACTH sensitivity to the receptor. However, MC1R-MRAP2a interaction induces a decrease in the sensibility of the receptor to MSH. Finally, we have characterized the central and peripheral response of zebrafish to acute stress by evaluating the expression levels of several components of the melanocortin system thus demonstrating the sensibility of this system to stressful agents. / [CA] El sistema de melanocortines és un sistema hormonal, autocrí, paracrí i endocrí compost per agonistes (hormones), receptors i paradóxicament, per antagonistes del mateix sistema. A aquests components del sistema se'ls ha addicionat recentement les seues proteïnes accesòries, les quals conformen un noa punt de regulació conegut. L'activitat d'aquest sistema hormonal està relacionada amb diverses funcions fisiològiques que inclouen principalment: el control de la pigmentació, la regulació del balanç energètic i la regulació de la resposta a l'estrès. Els experiments realitzats al laboratori on he desenvolupat la meua tesi doctoral, van ser pioners en la descripció de les proteïnes accesòries dels receptors de melanocortines (MRAPs) en peixos. Durant l'experimentació se va demostrar l'existència de dues proteïnes accesòries en el genoma del peix zebra (MRAP1 y MRAP2), la segona de les quals està duplicada en aquesta espècie (MRAP2a y MRAP2b), model que ha sigut utilitzat en l'experimentació presentada. La MRAP1 interacciona amb el receptor 2 de melanocortines (MC2R) per a permetre la seua expressió funcional, però la funció de les MRAP2s era desconeguda i acotar la seua funció ha sigut el principal objectiu de la tesi doctoral. Els resultats presentats demostren que el MC2R del llobarro també requeireix de la interacció amb MRAP1 per a poder respondre a la hormona adrenocorticotropa (ACTH), adquirint així la seua expressió funcional. A més a més, demostrem que els glucocorticoides son capaços d'inhibir l'expressió del MC2R a les glàndules interrenals, la qual cosa suposa un mecanisme de retroalimentació amb possible relevància en l'adaptació a l'estrès. Per la seua part les MRAP2 no tenen efectes sobre l'activitat del MC2R, però com demostrem a la tesi doctoral, la MRAP2a, però no la MRPA2b, és capaç de convertir al MC4R, un receptor canònic de la hormona estimuladora dels melanocitos (MSH) expressat en el cervell, en un receptor de ACTH. La ACTH es allibera des de la hipòfisi com a resposta a estímuls hipotalàmics que integren informació relativa a condicions estressants. Mentres que el MC4R està fonamentalment implicat en el control central de la regulació de la ingesta. Per tant, la modificació del perfil farmacològic del MC4R tras interacció amb MRAP2a atorga un mecanisme molecular per la integració de la informació de l'estrès sobre els circuits centrals que controlen la ingesta. És a dir, atorga una base molecular directa per a les relacions estrès-ingesta. Aquest canvi del perfil farmacològic no s'observa tras la interacció amb el MC1R ni amb el MC5R, encara que la interacció MC1R-MRAP2a provoca una disminució de la sensibilitat del receptor a la MSH. Finalment, hem caracteritzat la resposta central i perifèrica del peix zebra a l'estrès agut avaluant els nivels d'expressió de diversos components del sistema de melanocortines i demostrant la sensibilitat d'aquest sistema als elements estressants. / La realización de esta tesis doctoral ha sido posible gracias a la obtención de una beca predoctoral FPI (BES-2011-048425) y gracias a la financiación obtenida del proyecto “Participación de las proteínas accesorias de los receptores de melanocortinas (MRAPS) en la regulación de la respuesta al estrés en peces (AGL2010-22247-C03-01)” del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Así como otros proyectos de investigación obtenidos por mi director de tesis doctoral entre los cuales destacan: Mejora de la producción en acuicultura mediante herramientas de biotecnología” (Aquagenomics) (CSD2007-00002) e “Implicación del sistema de melanocortinas en la regulación del crecimiento de peces: estudio de las interacciones estrés-ingesta (MELANOGROWTH) AGL2013-46448-C3-3-R, Proyectos I+D+I, RETOS. / Cortés Barrera, RA. (2020). Implicación de la MRAP2s en el sistema de melanocortinas de peces usando como modelos a la lubina europea y el pez cebra [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147861 / TESIS / Compendio

Se realizó el estudio histológico del timo de lubina, con el fin de conocer la arquitectura del microambiente tímico y las relaciones estructurales de sus diferentes componentes. Las células linfoides sufren procesos de muerte celular programada por apoptosis, no descrita previamente en timo de peces; indicando la existencia de procesos de selección negativa durante su diferenciación intratímica. Existen células interdigitadas, no descritas previamente en peces. Hay áreas mielopoyéticas, con actividad eritropoyética y granulopoyética heterófila. La fragilidad de la barrera epitelial, que separa la cavidad branquial del parénquima tímico, puede verse incrementada por la presencia de macrófagos intraepiteliales y macrófagos con inmunoglobulinas de superficie. El transito de células sanguíneas a través de la capa de células epitelio-reticulares limitantes y de capilares sanguíneos indican la carencia de barrera hematotímica. Estos datos sugieren la existencia de procesos antígen o dependiente y la persistencia de funciones propias de órgano linfoide secundario en timo de lubina. / The histological study of the sea bass thymus was performed to know the architecture of the thymic microenvironment and the structural relationships of its different components. The lymphoid cells suffer processes of programmed cell death by apoptosis, not described previously in fish thymus, indicating the existence of negative selection processes during its intrathymic differentiation. There are interdigitating cells, which has not described before in fish. Exist myelopoiesis areas, with erythropoietic and heterophilic granulopoietic activity. The fragility of the epithelial barrier, that separates the branchial cavity from the thymic parenchyma, is increased by the presence of intraepithelial macrophages and macrophages with surface immunoglobulins. The traffic of blood cells across the layer of limiting reticular epithelial cells and blood capillaries indicate the lack of hemato-thymic barrier. This information suggests the existence of antigen dependent process and the p ersistence of own functions of secondary lymphoid organ in thymus of sea bass.

En este trabajo se ha estudiado el efecto de la temperatura de incubación y cultivo sobre el desarrollo y el crecimiento muscular de lubina, Dicentrarchus labrax, Atlántica y Mediterránea. Durante la fase de alimentación endógena el empleo de alta temperatura incrementa preferiblemente la hipertrofia, observándose una fuerte disminución de la tasa hiperplásica en la fase prelarvaria, con independencia de la temperatura. Con el inicio de la alimentación viva comienza una etapa de rápido crecimiento en la que las altas temperaturas de cultivo (17 y 19ºC) incrementan principalmente la hiperplasia fibrilar. Los lotes Atlántico y Mediterráneo mostraron un comportamiento semejante frente a la temperatura durante las fases de rápido crecimiento (larvario y postlarvario). Sin embargo, al final de cada estadío de desarrollo se apreciaron diferencias entre ambas poblaciones. La aplicación de pequeños incrementos de temperatura durante la incubación aumentó el crecimiento larvario posterior, manifiestándose principalmente al final de la metamorfosis larvaria. / The effect of incubating and rearing temperatures was studied on the development and muscle growth of both Atlantic and Mediterranean populations of D. labrax. During the endogenous feeding stage the higher temperature preferently increased muscle fibres hypertrophy. In the prelarval stage the muscle fibre hyperplasia almost ceased, and this fact was hardly modified by the temperature. Later on, during the rapid growth stage of external feeding, the hyperplastic growth of the myotome was significantly higher in the warm reared fishes (17 and 19 ºC). Muscle growth dynamics were very similar in the Atlantic and Mediteranean stocks during most of the larval and early stages of the postlarval phase (rapid muscle growth periods). However, at the end of each developmental stage both stocks showed significant differences. The application of small increases of temperature during the short incubating period of D. Labrax resulted in a gradual higher growth rate at the end of the larval development.

[EN] Marine aquaculture production has increased considerably in recent years due to the scarcity of fisheries resources and increased demand. Gilthead sea bream and European sea bass are among the most interesting species for cultivation in Spain and is usually cultivated in floating cages systems. Fish growth and biomass estimations are essential to prepare the production plan of fish farms, as well as to organize and to perform management operations. It is necessary to optimize these production processes, not only to improve economic profitability but also to minimize the environmental impact of the facilities. Acoustic techniques are most appropriate for remote sensing in the water, because acoustic waves travel long distances. For several decades acoustic methods have been employed to detect shoals of fish, so that the information provided by sonars and echo sounders is an important factor in the efficiency of current fishing operations. Today acousticians are investigating ways to accurately determine the biomass in cages by noninvasive techniques, which go through the estimation of fish abundance and size distribution. The methodology of scientific or commercial echo sounders have been directed mainly towards pelagic fishing, and it is necessary to evaluate whether the equipment and algorithms can be applied in the control of marine aquaculture farms. In order to evaluate the biomass of fish in cages, two techniques for estimating size are evaluated in this thesis, whilst the study of energy returned by the school of fish is addressed to estimate abundance, as discussed in Chapter 1. Also the acoustic response of pellets by size is characterized. In Chapter 2 general information about gilthead sea bream and European sea bass and their farming in floating cages is included. The basic concepts and formulations used in acoustics to estimate biomass are described in Chapter 3, which are useful for understanding this thesis. In Chapter 4 the suitability of using scientific sounders for estimating size is studied, with the peculiarity that fish are close to transducer. Ventral and dorsal aspects of the target strength (TS) are measured for different sizes of gilthead sea bream. TS measurements at close distances to transducer imply a series of complications and uncertainties. The relationship between TS and size will allow indirect estimation of fish size from acoustic measurements. In Chapter 5, applicability of scientific echo sounders for estimation of average size and abundance of fish in cages of gilt head sea bream and European sea bass in production conditions, which are characterized by a reduced distance between transducer and fish as well as high densities, is evaluated. The study of dorsal TS for determining fish size is limited to the volume above the shoal where detections from isolated fish are obtained, being unviable the evaluation at greater distances where the high density of school hinters the echo detection from multiple targets. The abundance of fish is evaluated by integrating energy backscattered by the school. In Chapter 6 an alternative method for estimating fish size is proposed, based on measurement of the difference of flight time between two peaks of the same echo, which correspond to reflections of the pulse transmitted in different parts of fish body. Finally, in Chapter 7 the acoustic response of pellets versus their size is measured using a scientific echo sounder, enabling the detection and identification of pellets fall. / [ES] La acuicultura marina ha aumentado considerablemente su producción en los últimos años debido a la escasez de recursos pesqueros y al aumento de la demanda. La dorada y la lubina son unas de las especies más interesantes para su cultivo en España y se cultivan normalmente en sistemas de jaulas flotantes. La estimación del crecimiento de los peces y la biomasa son esenciales en la preparación del plan de producción de granjas de peces, así como para organizar y llevar a cabo operaciones de gestión. La optimización de los procesos de producción, no sólo consigue mejorar la rentabilidad económica, sino que también permite minimizar el impacto ecológico de las instalaciones. Las técnicas acústicas resultan las más apropiadas para la detección remota en el agua, pues las ondas acústicas permiten recorrer grandes distancias. Desde hace algunas décadas se han estado empleando métodos acústicos para la detección de bancos de peces, de forma que la información proporcionada por sónares y ecosondas resulta un factor importante en la eficiencia de las operaciones actuales de pesca. Hoy en día se está investigando la manera de determinar de forma precisa la biomasa presente en jaulas mediante técnicas acústicas no invasivas, que pasan por la estimación de la abundancia de peces y la distribución de tamaños. La metodología de ecosondas científicas o comerciales se ha orientado principalmente hacia la pesca pelágica, y resulta necesario evaluar si el equipo y los algoritmos pueden aplicarse en el control de granjas de acuicultura marina. Con el fin de evaluar la biomasa de peces en jaulas, en esta tesis se evalúan dos técnicas para la estimación de la talla y se aborda el estudio de la energía devuelta por el cardumen de peces para la estimación de la abundancia, tal y como se comenta en el Capítulo 1. De igual modo se caracteriza la respuesta acústica del pienso en función de su calibre. En el Capítulo 2 se incluye información general sobre la dorada y la lubina y su cultivo en jaulas flotantes. Los conceptos básicos y las formulaciones empleadas en acústica para la estimación de biomasa se describen en el Capítulo 3, que resultan útiles para la comprensión de esta tesis. En el Capítulo 4 se estudia la idoneidad del uso de ecosondas científicas para la estimación de la talla, con la particularidad de que los peces se encuentran situados a distancias próximas al transductor. Se mide el aspecto ventral y dorsal del target strength (TS) para diferentes tallas de dorada, que a distancias tan próximas al transductor lleva implícita una serie de complicaciones e incertidumbres. La relación del TS con la talla permitirá estimar de forma indirecta el tamaño de los peces a partir de mediciones acústicas. En el Capítulo 5 se evalúa la aplicabilidad de ecosondas científicas de forma dorsal en la estimación de la talla promedio y la abundancia de peces en jaulas de dorada y lubina en condiciones de producción, que se caracteriza por una reducida separación entre el transductor y los peces así como por densidades elevadas. El estudio del TS para la determinación del tamaño queda limitado a la zona superior del cardumen donde se pueden obtener detecciones de peces aislados, siendo inviable su evaluación a mayores distancias donde la elevada densidad del cardumen hace inevitable la detección de ecos procedentes de múltiples blancos. La abundancia de peces se evalúa mediante la integración de la energía retrodispersada por el banco. En el Capítulo 6 se propone un método alternativo para la estimación del tamaño de los peces basado en la medida de la diferencia del tiempo de vuelo entre dos máximos de un mismo eco, que corresponden a las reflexiones del pulso transmitido en diferentes partes del cuerpo del pez. Por último, en el Capítulo 7 se caracteriza la respuesta acústica del pienso en función de su calibre empleando una ecosonda científica, que permitirá la d / [CAT] L'aqüicultura marina ha augmentat considerablement la seua producció en els últims anys a causa de la manca de recursos pesquers i l'augment de la demanda. La daurada i el llobarro són unes de les espècies més interessants per al seu cultiu a Espanya i es conrea normalment en sistemes de gàbies flotants. L'estimació del creixement dels peixos i la biomassa són essencials en la preparació del pla de producció de granges de peixos, així com per a organitzar i dur a terme operacions de gestió. L'optimització dels processos de producció, no només aconsegueix millorar la rendibilitat econòmica, sinó també per minimitzar l'impacte ecològic de les instal·lacions. Les tècniques acústiques resulten les més apropiades per a la detecció remota en l'aigua, degut a que les ones acústiques permeten recórrer grans distàncies. Des de fa algunes dècades s'han estat utilitzant mètodes acústics per a la detecció de bancs de peixos, de manera que la informació proporcionada per sonars i ecosondes resulta un factor important en l'eficiència de les operacions actuals de pesca. Hui en dia s'està investigant la manera de determinar de forma precisa la biomassa present en gàbies mitjançant tècniques acústiques no invasives, que passen per l'estimació de l'abundància de peixos i la distribució de la grandària. La metodologia d'ecosondes científiques o comercials s'ha orientat principalment cap a la pesca pelàgica, i resulta necessari avaluar si l'equip i els algoritmes poden aplicar-se en el control de granges d'aqüicultura marina. Per tal d'avaluar la biomassa de peixos en gàbies, en aquesta tesi s'avaluen dues tècniques per a l'estimació de la talla i s'aborda l'estudi de l'energia retornada pel banc de peixos per a l'estimació de l'abundància, tal com es comenta en el Capítol 1. De la mateixa manera es caracteritza la resposta acústica del pinso en funció del seu calibre. En el Capítol 2 s'inclou informació general sobre l'orada i el llobarro i el seu cultiu en gàbies flotants. Els conceptes bàsics i les formulacions utilitzades en acústica per a l'estimació de biomassa es descriuen en el Capítol 3, que resulten útils per a la comprensió d'aquesta tesi. En el Capítol 4 s'estudia la idoneïtat de l'ús de ecosondes científiques per a l'estimació de la talla, amb la particularitat que els peixos es troben situats a distàncies pròximes al transductor. Es mesura l'aspecte ventral i dorsal del target strength (TS) per diferents talles d'orada, que a distàncies tan properes al transductor porta implícita una sèrie de complicacions i incerteses. La relació del TS amb la talla permetrà estimar de forma indirecta la talla dels peixos a partir de mesures acústiques. En el Capítol 5 s'avalua l'aplicabilitat de ecosondes científiques de forma dorsal en l'estimació de la talla mitjana i l'abundància de peixos en gàbies d'orada i llobarro en condicions de producció, que es caracteritza per una reduïda separació entre el transductor i els peixos així com per densitats elevades. L'estudi del TS per a la determinació de la grandària queda limitat a la zona superior del banc, on es poden obtenir deteccions de peixos aïllats, sent inviable la seua avaluació a majors distàncies on l'elevada densitat del banc fa inevitable la detecció d'ecos procedents de múltiples blancs. L'abundància de peixos s'avalua mitjançant la integració de l'energia retrodispersada pel banc. Al Capítol 6 es proposa un mètode alternatiu per a l'estimació de la grandària dels peixos basat en la mesura de la diferència del temps de vol entre dos màxims d'un mateix eco, que corresponen a les reflexions del pols transmès en diferents parts del cos del peix. Finalment, en el Capítol 7 es caracteritza la resposta acústica del pinso en funció del seu calibre emprant una ecosonda científica, que permetrà la detecció i identificació de la caiguda del pinso sobrant. / Soliveres González, E. (2015). Estimación de biomasa de peces en granjas marinas mediante ultrasonidos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58612 / TESIS

Tesis por compendio de publicaciones / La luz y los patrones de alimentación influyeron sobre el comportamiento, fisiología y reloj molecular de dos peces teleósteos. Se clonaron dos criptocromos de lubina (cry1 y cry2), expresándose en todos los tejidos estudiados y mostrando ritmos diarios de expresión en cerebro, hígado y corazón (excepto cry2). La fase (día/noche) de alimentación a demanda en lubina afecta a los patrones diarios de actividad amilasa intestinal y expresión de period1 en tejidos periféricos (i.e. hígado), pero no en cerebro. Durante las inversiones estacionales de alimentación de la lubina, mostraron mayores valores de glucosa sanguínea durante la fase de alimentación, revelando también los mayores valores medios en lubinas nocturnas invierno. El pez cebra utilizó un nuevo comedero a demanda, mostrando independencia de fase entre ritmos circadianos de alimentación (nocturno) y locomoción (diurno), con diferentes periodicidades. Además la actividad y posición del pez cebra resultó espectro-dependiente, provocando mayores efectos las longitudes de onda cortas. / Thesis summary in English Light and feeding patterns influence on the behaviour, physiology and molecular clock of two teleost fish. Two cryptochromes (cry1 and cry2) were cloned, being expressed in all studied tissues and showing daily rhythm of expression in brain, liver and heart (except cry2). The self-seabass feeding phase (day/night) affected on daily patterns of intestinal amylase activity and on the period1 expression in peripheral tissues (i.e. liver), but not in brain. During the seasonal feeding inversions in seabass, the highest blood glucose levels were shown during their feeding phase, revealing also the highest values in nocturnal seabass in winter. Zebrafish used a new self-feeding system, displaying phase-independence between feeding (nocturnal) and locomotor (diurnal) circadian rhythms, with different periodicities. Moreover, the zebrafish activity and vertical position were spectrum-dependent, being the main effects provoked by short-wavelengths.

La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo profundizar en los conocimientos sobre ritmos biológicos y comportamiento alimentario de tres especies de peces teleósteos de interés en acuicultura: tenca (Tinca tinca), trucha alpina (Salvelinus alpinus) y lubina (Dicentrarchus labrax).Con este fin se ha investigado la influencia de factores bióticos y abióticos en la sincronización de los ritmos de actividad locomotora y alimentaria, así como el carácter endógeno y/o exógeno de estos ritmos. A su vez, se ha profundizado en el comportamiento individual de truchas alpinas mantenidas en grupo, mediante una nueva metodología que permite estudiar los ritmos de demanda voluntaria de alimento y la autoselección dietaria de los individuos. Asimismo, se ha analizado la influencia de los niveles endógenos de melatonina, modificados mediante la administración de melatonina exógena y de su aminoácido precursor (triptófano) en la dieta, sobre la concentración de cortisol y el ritmo de actividad locomotora en lubina. / This Doctoral Thesis deeps into the knowledge about biological rhythms and feeding behaviour in three teleostean fish species of interest in aquaculture: tench (Tinca tinca), Arctic charr (Salvelinus alpinus) and European sea bass (Dicentrarchus labrax). With this aim, the influence of biotic and abiotic factors has been researched in the field of synchronization of locomotor and feeding rhythms, as far as the endogenous or exogenous character of these rhythms. Moreover, individual feeding behaviour of Arctic charr kept in groups has been studied trying a new methodology which allows the monitoring of feeding demands and dietary self-selection of individuals. Furthermore, influence of endogenous melatonin modified through exogenous melatonin and its precursor amino acid (tryptophan) administration in the diet, in the cortisol levels and locomotor activity rhythms in sea bass were analysed.