Presentación del investigador Dr. Richard Miranda en la III Jornada de Ciencias Marinas y Ambientales

1. Respuesta reproductiva en gastrópodos
frente a compuestos estañosos como
TBT e infección por parásitos: el caso
del caracol Neptuno Neptunea arthritica
en el norte de Japón

2. Imposex
Superimposición de características masculinas en hembras (pene y vaso
deferente) (Smith, 1971) ó “Pseudohermafroditismo” (Jenner, 1979).
Producido por contaminación marina (tributilo de estaño, TBT compuesto
presente en pinturas antifouling).
Afecta a más de 150 especies de gastrópodos (Walday et al. 1997).
Cambios fisiológicos en hembras traducidas en disrupción de la función
endocrina (Horigushi et al., 1994, 1997) por la producción de niveles
anormales de hormonas masculinas (testosterona) (Kannan et al., 1997).
Su efecto depende de su grado de desarrollo
* Falla en el reclutamiento
* Cambios en la estructura de la población
* Extinción local de algunas poblaciones

3. Stage 1 Female penis transverse section S1
Stage 2
Female penis transverse section S2
Stage 3 Stage 4 Hydrobia ulvae
cg: capsulegland; ool: orifice of the ovipar channel;
ovl: orifice of the vaginal channel; p: penis; pd:
penis duct; pp: penis primordium; vd: vas deferens

4. Infección por parásitos
Gastrópodos son utilizados por parásitos como huesped intermedio
donde se multiplican asexualmente en la gónada y glándula digestiva.
trematode Neophasis sp..
(Top) cercaria with eyes and a
La mayoría de los parásitos de gastrópodos son straight, nonfurcate tail.
(Bottom) A redia containing
tremátodos (Lauckner G, 1980). several cercariae.

5. Puede afectar significativamente la población del huesped:
Sobrevivencia
Fecundidad
Crecimiento
Estado nutricional
Requerimientos energéticos
Conducta
(Price, 1980; Poulin R, 1994; Poulin R & Thomas F, 1999; Sorensen RE &
Minchella DJ, 2001; Lafferty et al., 2006; Miura et al.,2006).

6. Efecto del imposex y infección por parásitos en
características reproductivas del caracol Neptuno Neptunea
arthritica

7. Neptunea arthtitica
Especie dioica con fertilización interna y desarrollo directo
Distribución: Tohoku a Hokkaido (Japón) y Sakhalin (Rusia)
Recurso comercial
Pesquería abierta excepto en la laguna de Saroma
* Sobrexplotación 1970’s
* Imposex 1980’s
Infección por parásitos e imposex descritas anteriormente por separado
* Incidencia global probablemente sobrestimada

8. Objetivos
1) Estimación de los cambios estacionales de los índices de
algunos organos reproductivos (vesicula seminal y gónada en
machos; y oviducto palial y gonada en hembras).
2) Análisis histologico (gonadas y vesicula seminal).
3) Comparación entre 1) y 2) para población normal y anormal.
Determinar el efecto del imposex y la infección por parásitos en el
ciclo reproductivo de Neptunea arthritica en la laguna de Saroma.

9. Materiales y métodos
Muestreo
Lugar: Saroma Lagoon
Periodo: Abril 2003-Agosto 2004
Mantenimiento en estanques
Periodo: Diciembre 2003- Marzo 2004
Condiciones: flujo constante de agua de
mar + aire + adición de alimento

10. Materiales y métodos
Determinación de los índices de los diferentes organos reproductivos
Evaluados mensualmente para caracoles adultos (hembras: >75 mm, machos: >60 mm
longitud total).
Indice de los organos= peso del organo / peso caracol eviserado (partes blandas)
Machos, testis index (TI) y seminal vesicle index (SVI)
Hembras, ovary (GSI) y pallial oviduct index (POI).
F
V
F Cg
P
Op
Sv
Dg
Ag
O
Dg Op
♂ T
♀

11. Materiales y métodos
Determinación de los índices de los
diferentes organos reproductivos
Estimación talla primera maduréz sexual:
Hembras: > 75 mm
Machos: > 60 mm

12. Female Male
Recovering Recovering
300 µm 150 µm
Developing Developing
300 µm 50 µm
Mature Mature
300 µm 50 µm
Spent Spent
300 µm 150 µm

13. Vesícula seminal
Accumulating Copulating
Copulating
50 µm 50 µm
Spent Recovering
150 µm 50 µm

14. Infección por parásitos
Ovary
Presencia de una “masa amarilla”
generalmente localizada en la
glándula digestiva y gónada, Yellow mass
suguiriendo los caracoles fueron
parasitados por esporocistos
(cercaria) de un tramátodo aún no
descrito (Kawai et al, 1994).

15. Materiales y métodos
Imposex
Se dividio en 3 estados, según el desarrollo sexual del pene y el vaso deferente
(Mensink et al., 1996)
Estado 1: Aparición de una estructura pequeña redondeada
Estado 2: Alargado en diferentes formas u estructuras
Estado 3: Desarrollo de un pene curvado similar al de machos adultos pero de menor tamaño
(Mensink et al., 2002)

16. Materiales y métodos
Population partition
Normal Non-infected
Male
Abnormal Parasitized
Neptunea arthritica
population Normal Non-infected + Imposex
(stage 1-2)
Female
Abnormal Parasitized
+
Imposex stage 3
and vas deference

17. Resultados Total individuos Male/female sex ratio (0.82) significant
1065 different from 1:1 ratio
(χ² = 10.4, df= 1, P < 0.05).
45.1% machos 54.9% hembras
25% parasitados 31% imposex 25% parasitados
Estado 1 = 54%
Sin presencia de vaso deferente
Estado 2 = 30%
Estado 3 = 16% Presencia de vaso deferente (37.9%)
19% imposex + infección por parásitos
A negative relationship was seen between parasite
infestation and the degree of imposex
Data from Miranda et al., 2006

18. Ciclo reproductivo en machos
Normal
5 ***
Abnormal
**
4
*
* ***
Mean TI
3
**
2 ***
*** ** ***
1
TI y SVI de ambos grupos de caracoles tienen un ciclo reproductivo
0
inverso-sincronisado, con valores en los índices siempre menores en aquellos
1.5 Samples from tank
animales considerados como anormales. *
**
**
La gónada aparentemente es más afectada que la vesícula seminal por la
1
Mean SVI
infección de parásitos. ** ***
** Wilcoxon test
0.5
* P > 0.05
0 ** P< 0.01
A M J J A S O N D J F M A M J J A
2003 2004 *** P< 0.001
Month

19. Ciclo reproductivo en hembras
Normal
12
Abnormal
10 *
***
8 **
Mean GSI
**
6
GSI y POI de ambos grupos de caracoles muestran un ciclo reproductivo
paralelo, con valores de los índices siempre menores en el grupo de caracoles
4
**
**
con anormalidades.
2
La gónada y el oviducto palial aparentan ser igualmente afectadas por la
0
Samples from tank
infección de parásitos.
25
*
20 * *** *
**
*
Mean POI
15
***
10 ** Wilcoxon test
5
* P > 0.05
** P< 0.01
0
A M J J A S O N D J F M A M J J A *** P< 0.001
2003 2004
Month

20. Presencia de espermios en la glándula de la cápsula
Precence of sperm (%)
100
80
60
Anormal
40
20
0
A M J J A S O N D J F A M J J A
2003 2004
Presencia deAbundant
espermios en la cásula de la glándula de ambos grupos de
Intermediate Absent Indeterminated
caracoles fueron observados en los mismos periodos, suguiriendo que el periodo
de copulación ocurre en los mismos periodos (Abril-Agosto).
100
Presence of sperm (%)
80
60
Normal 40
20
0
A M J J A S O N D J F M A M J J A
2003 2004
Month

21. Examinación microscópica de la gónada femenina
Gónadas femeninas con estado 3 de imposex (16 %)
Number of females in each developmental stage
Month M PrD PsD Unclear n 55% muestra idénticos estados de
April 2003 3 0 0 3 6 desarrollo que en gónadas normales
May 1 0 0 0 1
June 0 1 0 0 1
July 0 3 1 0 4
August 1 0 0 0 1
September 0 0 0 1 1
October 0 1 0 1 2
November 1 0 0 2 3
December 0 0 1 1 2 45% muestran estados de desarrollo
January 2004 0 0 0 0 0 anormales o indefinidos
February 0 0 0 0 0
March 0 0 0 0 0
April 0 1 0 1 2
May 0 0 0 0 0
June 0 2 0 2 4
July 0 0 0 0 0
August 0 0 0 2 2 Ausencia de caracoles en estado
Total 6 8 2 13 29
de desgaste
M: Mature, PrD: Pre-developing and PsD: Post-developing stage.

22. Examinación microscópica gónadas femeninas
Normal
Gónadas infectadas muestran modificaciones en las proporciones y periodos en cada
Developmental stages
estado de desarrollo. R: Recovering
PrD: Pre-developing
PsD: Post-developing
M: Mature
No se observaron gónadas en estado de desgaste en hembras infectadas, suguiriendo
I: Immature
que no fueron capaces de depositar huevos aunque presentaron signos de copulación
S: Spent
(presencia de líquido seminal en glándula).
Anormal

23. Examinación microscópica gónadas masculinas
Normal
Developmental stages
Bajas proporciones de individuos infectados con gónadas maduras puede Recovering una
R:
indicar
reducción de la eficiencia reproductiva de estos caracoles. D: Developing
M: Mature
I: Immature
S: Spent
Anormal

24. Examinación microscópica de la vesícula seminal
Normal
En machos, la vesícula seminal aparenta ser menos afectada por la infección de stages
Developmental
parásitos que la gónada S: Spent
R: Resting
A: Accumulating
IM: Immature
I: Indeterminate
Anormal

25. Discusión y conclusión general
Estudio histológico y de los índices de los órganos reproductivos:
Individuos de ambos grupos muestran similar patron de su ciclo
reproductivo, pero con índices de los organos reproductivos siempre
menores en los individuos anormales.
Modificación de los periodos de desarrollo (reducción o extención)
Reducción de las proporciones de individuos en cada estado de
desarrollo.

26. Discusión y conclusión general
Imposex y infección por parásitos
Severos casos causan reducción, destrucción o extinsión de los
órganos reproductivos probablemente la razon por la cual las hembras
no son capaces de depositar huevos
En machos, la vesícula seminal se ve menos afectada por la
infección de parásitos que la gónada debido a que los parásitos pueden
encontrar condiciones menos favorables para su desarrollo (volumen).

27. Genetic variation and population structure of Neptune whelk Neptunea arthritica
inferred from mitochondrial DNA analysis
H1
H2
H3
Wakkanai H4
H5
Saroma Lagoon H5
H1 Rumoi
H1
H6
H7
Nemuro
H8
H9
Kumaishi
H11
Toyoura H1 H1
H12 H6 H10
H13 Shiriuchi
Aomori
H1
H1
A1
Environmental toxicants are described to affect the genetic structure of natural populations, either through the
direct action of the toxicant at the DNA level (direct mutating effect) or via toxicant-mediated mortality and/or
limitation of the reproductive capacity (population genetic effect) (Belfiore & Anderson 2001).

28. Wakkanai
Saroma Lagoon
Rumoi
Nemuro
A
Kumaishi
B
Toyoura A
A
B
Shiriuchi B
Aomori

30. Ambos fenómenos afectan el ciclo reproductivo
de la población de Neptunea arthritica en la
laguna de Saroma.
Sin embargo, la infección por parásitos
parece ser el fenómeno más disrruptivo
basado en su frequencia (25%).

31. Muchas gracias ……..