A aquicultura é famosa pela enorme diversidade de espécies envolvidas no setor: de acordo com a FAO, mais de 600 estão sendo produzidas atualmente. Embora o setor seja dominado por poucos, tanto em termos de volumes quanto de valores, há fortes argumentos para garantir que a produção permaneça tão diversificada.
O Center for Aquaculture Technologies (CAT) é um defensor dessa diversidade e está trabalhando atualmente com cerca de 30 espécies e aceitaria investigar mais, como explicam Alejandro Gutierrez, diretor de serviços genéticos do CAT, e seu colega Marcos De Donato, cientista de reprodução.
"É importante diversificar a produção da aquicultura para atender à crescente demanda por proteína de peixe em vários mercados e para evitar a dependência de espécies ou linhagens específicas. Essa maior diversidade garantirá a resiliência do sistema alimentar global contra as mudanças climáticas, as doenças e a pressão do mercado", reflete Gutierrez
"O ponto forte do CAT é que podemos criar ferramentas genéticas para basicamente qualquer espécie. Elas podem ser usadas em programas de reprodução, produção comercial, mas também em pesquisas para avaliar a saúde das populações naturais e se elas estão sob estresse genético devido a coisas como a pesca excessiva. Essas ferramentas são úteis para qualquer tipo de estudo genético", observa De Donato.
"Com um orçamento relativamente pequeno, podemos criar ferramentas para qualquer espécie que possamos obter seu DNA - até o momento, temos 28 espécies, desde peixes a crustáceos, moluscos e insetos [para alimentos aquáticos]", acrescenta ele.
De acordo com Gutierrez, pelo menos 80% do setor de aquicultura está cultivando animais que passaram por algum tipo de processo de seleção. E o número pode ser ainda maior, devido aos enormes volumes de produção na China, onde as ferramentas de seleção genética estão sendo vigorosamente promovidas, mas onde é mais difícil agregar dados confiáveis.
No entanto, eles não se preocupam com o fato de que a seleção genética é um processo que não é realizado na China
No entanto, eles observam que, na verdade, há várias vantagens em trabalhar com espécies menos domesticadas, especialmente se comparadas a espécies que foram mal criadas e sofrem com a consanguinidade.
"Se for uma nova espécie, os clientes terão começado com reprodutores capturados na natureza, o que é bom porque as populações selvagens geralmente têm muita variabilidade genética, que é o principal ingrediente para programas genéticos bem-sucedidos. Se você começar com uma base genética pequena, estará começando em desvantagem", explica De Donato.
No entanto, por outro lado, a falta de domesticação tende a levar a enormes disparidades em fatores como taxas de crescimento e coloração.
"Em cada lote, você tende a ter uma grande proporção de indivíduos de um pequeno número de reprodutores dominantes - é um risco, porque logo você terá depressão por consanguinidade", acrescenta ele.
O laboratório é usado para criar painéis de SNP e processar amostras. © CAT
Primeiros passos
A equipe da CAT está sempre disposta a se envolver desde o início do processo - desde que o fazendeiro tenha encerrado o ciclo de vida da espécie, para que possa selecionar os animais que produzirão a próxima geração.
"O que geralmente recomendamos a qualquer cliente é que primeiro façamos um levantamento genético de seu rebanho para que tenhamos uma ideia de quão próximos eles são e de quanto potencial eles têm para seleção nas próximas gerações", explica Gutierrez,
"Depois disso, poderemos identificar a linhagem da população e quantos estão contribuindo para a reprodução", acrescenta ele.
Tipicamente, se uma ferramenta molecular não estiver disponível, isso envolverá o desenvolvimento de um painel de marcadores para permitir que o CAT faça o genótipo de alguns dos indivíduos dentro da população reprodutora - isso é ainda mais importante em espécies emergentes, pois muitas não terão sido sequenciadas genomicamente, o que significa que os principais blocos de construção ainda não estão no lugar.
"Esse é um dos serviços mais populares que temos, pois ninguém mais faz tantos painéis quanto nós e temos todas as ferramentas para criar painéis muito rapidamente - em cerca de três meses podemos ter um em funcionamento", explica Gutierrez.
Tudo o que a CAT requer são amostras de tecido dos reprodutores de um cliente, o que permite identificar marcadores, e cada painel LD geralmente contém de 300 a 400 desses marcadores.
"Damos prioridade aos marcadores que serão informativos em várias populações, sendo capazes de determinar a variação genética e realizar a atribuição parental, mas geralmente também incluímos marcadores associados ao sexo, à resistência a doenças, ao crescimento - estamos abertos para incluir o maior número possível - mas só adicionamos os mais úteis aos painéis", observa Gutierrez.
A CAT normalmente decide quais marcadores incluir, mas com a contribuição do cliente e genotipa tantos animais quanto o cliente desejar para criar um painel - geralmente na faixa de 100 indivíduos.
Quem deve considerar os serviços genéticos?
No que diz respeito à equipe da CAT, o desenvolvimento de painéis e o uso de dados de genótipos valem a pena para qualquer programa de melhoramento, independentemente do tamanho da empresa.
"As ferramentas são muito importantes, pois é possível prever o futuro da população com base no nível de consanguinidade e no nível de variabilidade", observa De Donato.
E ajuda o fato de que esses serviços estão se tornando cada vez mais acessíveis, auxiliados pela tecnologia e pela experiência que as empresas de serviços genéticos acumularam.
"Há dez anos, teria sido muito caro desenvolver as ferramentas, mas, com nossos recursos e experiência, agora elas são muito acessíveis em comparação com os benefícios que podem trazer", acrescenta.
Como resultado, a CAT está vendo uma gama cada vez mais diversificada de clientes - desde produtores de espécies importantes de frutos do mar, como a tilápia, até empresas que vendem peixes para pescadores recreativos e criadores de peixes ornamentais.
Características-chave para espécies emergentes
Assim como na criação de espécies convencionais, o crescimento, as características reprodutivas e os níveis de resistência a doenças tendem a ser os mais procurados para seleção. No entanto, como muitas espécies emergentes são apenas uma ou duas gerações de peixes selvagens, também pode ser importante selecionar características que possam acelerar o processo de domesticação, principalmente como uma forma de reduzir os níveis de estresse nas espécies.
"Se for possível selecionar a resistência ao estresse, isso terá um impacto sobre as taxas de sobrevivência, especialmente quando os peixes estão em seus estágios maiores e valem muito dinheiro", observa De Donato.
"Podemos selecionar a resistência a doenças específicas, seja expondo-os a doenças em um ambiente controlado ou apenas expondo-os em um ambiente natural", acrescenta ele.
Na maioria dos cenários, as prioridades dos clientes mudarão à medida que os serviços genéticos começarem a afetar as principais características e, assim, os clientes poderão refinar suas características genéticas.
Como os produtores podem medir o sucesso?
Medir o impacto do uso dos serviços genéticos é essencial para garantir que eles valham a pena.
"Bons dados são essenciais para medir o sucesso de qualquer projeto de melhoramento genético, e temos o prazer de ajudar os clientes a coletar essas informações para que o impacto de um programa possa ser avaliado com precisão", observa Gutierrez.
A marcação de peixes com dispositivos como as etiquetas PIT, que permitem que animais individuais sejam rastreados e medidos de perto, é extremamente útil à medida que os programas se tornam mais sofisticados - algo que a CAT enfatiza para todos os seus clientes.
"Você depende da qualidade dos dados fenotípicos para poder fazer uma conexão entre as características genéticas e as características fenotípicas, de modo que possa analisar o potencial genético", ressalta De Donato.
Entretanto, a velocidade do aprimoramento depende em grande parte da duração da geração dessa espécie específica. No entanto, em geral, as melhorias tendem a ser mais drásticas quanto mais recente for a domesticação da espécie.
"É possível ver os resultados após a primeira geração [do nosso envolvimento], especialmente em termos do aumento da homogeneidade. Esse é o primeiro sinal de que o processo de seleção está funcionando, então você começa a acompanhar os ganhos - você vê que eles crescem mais rápido e têm melhor sobrevivência", diz De Donato.
"Em espécies mais domesticadas, você provavelmente verá uma resposta mais lenta, mas depois de duas ou três gerações você começa a ver diferenças claras entre o antes e o depois do programa de reprodução", acrescenta ele.
Escolhendo a melhor opção
Esses padrões são espelhados pelos ganhos econômicos, sendo que os programas de reprodução de espécies emergentes normalmente pagam dividendos aos criadores mais rapidamente. No entanto, isso dependerá das técnicas que estão sendo usadas e o CAT tem atualmente três opções diferentes.
"Um programa de seleção em massa terá um resultado mais lento, pois se baseia em observações fenotípicas. Se você tiver um programa de reprodução com pedigree, o aprimoramento será muito mais rápido, enquanto que se passarmos para a seleção genômica - que é mais complexa e baseada em informações genéticas - o aprimoramento será ainda mais rápido", explica Gutierrez.
"Quando se trabalha com uma espécie emergente, normalmente não se opta pelos programas de melhoramento mais complexos. Normalmente, tentamos manter as coisas funcionando como estavam até termos uma visão clara de como é a população em termos de variabilidade ou o que o cliente pode fazer com o espaço e a infraestrutura de que dispõe. Quando o cliente estiver pronto para passar para a seleção de famílias ou pedigrees, começaremos a fazer a genotipagem e a estabelecer as melhores famílias para reprodução. Quando isso estiver pronto, poderemos passar para a seleção genômica, que é muito mais complexa e usamos informações genéticas para selecionar os melhores peixes", acrescenta
A CAT gosta de continuar a trabalhar com os criadores e tende a aumentar gradualmente a sofisticação das ferramentas que eles usam, à medida que o programa de reprodução evolui.
De acordo com Gutierrez, as longas parcerias continuarão a render dividendos, mesmo que uma espécie emergente se torne mais comum.
"Não há limites para o aprimoramento de nenhuma espécie. Todos pensavam que chegaríamos a um patamar, mas ainda estamos vendo grandes melhorias em frangos e gado, por exemplo. Portanto, precisamos continuar a ajudar os clientes a selecionar os melhores animais", enfatiza.
© CAT
Embora esses aprimoramentos possam continuar usando as mesmas técnicas, o processo também pode ser acelerado com o uso de ferramentas mais complexas.
"Agora podemos colher informações muito sofisticadas dos painéis. Quando começamos, usamos painéis de baixa densidade que contêm cerca de 400 marcadores, mas quando passamos para a seleção genômica, usamos painéis de alta densidade que contêm milhares de marcadores. Eles nos darão um quadro muito detalhado da relação entre os animais - podemos identificar os animais mais adequados para a próxima geração", explica Gutierrez
E, olhando para o futuro, há uma técnica que quase certamente terá um enorme impacto sobre os programas de melhoramento genético - a edição de genes - pois permitirá a realização de melhorias muito mais rápidas.
"Enquanto um programa de reprodução pode levar cinco ou seis gerações para atingir um determinado nível de seleção para um gene específico, a edição de genes pode fazer isso em uma única geração, porque todos os animais terão o gene editado", explica Gutierrez.
"É assim que as coisas estão se movendo, mesmo na medicina humana, você pode editar genes específicos dentro do genoma do animal. É completamente diferente dos OGMs, pois não introduzimos nada diferente do animal ou de qualquer outra espécie, apenas editamos um gene específico que sabemos que tem um efeito sobre o crescimento, por exemplo, ou sobre a resistência a doenças, e essa edição será mostrada na prole desses animais no futuro - é possível desenvolver uma população altamente resistente a doenças em um tempo muito curto", acrescenta
