MoMeNTO: Monitorización en tiempo real del cultivo de mejillón en batea: Herramientas para una gestión flexible y resiliente al cambio climático

Temática:

Eje 6. Investigación Ambiental Acuicultura

Objetivos:

La propuesta tiene como objetivo desarrollar un sistema de monitorización en tiempo real del cultivo de mejillón (Mytilus galloprovincialis) en España, el mayor sistema de producción de este molusco en Europa y el segundo del mundo. Aunque la mayor parte de la producción proviene de las rías gallegas, es también importante por su impacto socioeconómico el cultivo desarrollado en otras zonas emblemáticas, como por ejemplo el Delta del Ebro.

Aunque las problemáticas que enfrenta el sector acuícola en el Atlántico y el Mediterráneo pueden ser diferentes, este tipo de tecnología daría respuesta a ambas, particularmente ante retos comunes como la adaptación de las especies y su cultivo al cambio climático, especialmente a episodios de olas de calor y situaciones de estrés térmico, cada vez más frecuentes.
El sistema de monitorización en tiempo real que se propone conjugaría una serie de sensores de características físico-químicas del agua (temperatura, y Chl-a) junto con un sistema de control del comportamiento del mejillón basado en el concepto de valvometría, y en la medición con tecnología no invasiva y de alta frecuencia (HFNI, del inglés High Frequency Non Invasive) de los movimientos de apertura-cierre de la concha de los moluscos bivalvos.

Se ha observado un descenso en el tiempo de apertura valvar a medida que aumenta la temperatura del agua, que está asociado al incremento del estrés oxidativo, la acumulación de proteínas del estrés y por ende en episodios de elevada mortalidad. La caracterización del comportamiento valvar podría suponer un mecanismo efectivo de alerta temprana a los miticultores sobre el deterioro del estado fisiológico de los animales en cultivo, permitiendo tomar medidas de gestión específicas para minimizar posibles pérdidas asociadas a olas de calor (traslados de cuerdas, etc.).

La propuesta actual se centraría en la aplicación de esta tecnología para la detección de episodios de estrés térmico en colaboración con el sector de la acuicultura del mejillón para promover el diseño y adopción de herramientas de gestión adaptativas basados en nuevos sistemas de información. Este objetivo general se divide en los siguientes objetivos específicos:

OE1. Desarrollar indicadores de estrés térmico basados en la respuesta del comportamiento del mejillón en laboratorio
OE2. Identificar umbrales de estrés térmico particulares para el cultivo de mejillón en el Mediterráneo y el Atlántico
OE3. Probar la viabilidad del sistema de monitorización en batea del estrés térmico en la demarcación Atlántica (ZEPA Rías Baixas)
OE4. Probar la viabilidad del sistema de monitorización en batea del estrés térmico en la demarcación Mediterránea (RAMSAR Delta del Ebro)
OE5. Co-diseñar herramientas de gestión adaptativa frente al cambio climático, basadas en sistemas de monitorización, implicando a todos los agentes del sector de la miticultura de forma equitativa
OE6. Fomentar la toma de decisiones basadas en datos científicos para una gestión sostenible e inclusiva del sector y crear sinergias entre sistemas productivos de las demarcaciones Atlántica y Mediterránea

Descripción:

Pese a la relevancia del sector de la miticultura en España desde el punto de vista socio-económico y ambiental, no existen mecanismos de monitorización y alerta temprana, que permitan establecer medidas de mitigación frente a condiciones extremas relacionadas con el cambio climático. En este sentido, los episodios de olas de calor o de mantenimiento de temperaturas elevadas en el agua de mar están convirtiéndose en fenómenos cada vez más frecuentes, y aunque con diferente intensidad, tienen repercusiones importantes en el cultivo de mejillón, tanto en el Mediterráneo como en el Atlántico.

El objetivo principal de esta propuesta es desarrollar un sistema de alerta temprana, basado en el mejillón como biosensor, de manera que permita integrar de forma directa los efectos de las variaciones ambientales en el estado fisiológico de los animales en cultivo. Para ello, se propone utilizar un sensor de bajo coste desarrollado por el CSIC, que permite monitorizar el comportamiento valvar (frecuencia y amplitud) en tiempo real, y caracterizar ese comportamiento como indicador de episodios de estrés térmico, que permitan diseñar medidas de mitigación en cuanto a la producción de mejillón (traslado de cuerdas, etc.), pero también proporcionar información del Buen Estado Ambiental (BEA) que puedan ser utilizadas para otras medidas de monitorización y gestión ambiental.

Para ello se proponen una serie de actividades, que incluyen un primer desarrollo en laboratorio para parametrizar las respuestas al estrés térmico del mejillón con esta tecnología. Estas experiencias en laboratorio serían la base del desarrollo de algoritmos machine learning para la detección automática de episodios de estrés térmico. A continuación, se testaría la eficacia de este desarrollo en sistemas de cultivo en las Rías Gallegas y en el Delta del Ebro. Simultáneamente, se propone integrar durante todo el proceso al sector de la acuicultura de mejillón, para implicarle en el codiseño y utilización de herramientas de gestión adaptativa, así como para promover la digitalización y el desarrollo de nuevas capacidades, que fomenten nuevas vocaciones en el sector y una integración más eficaz de diferentes colectivos.

Para el desarrollo de las actividades previstas, se cuenta con la colaboración de la Federació Productors de Molluscs Delta De L'Ebre (FEPROMODEL) y la participación activa del Consello Regulador do Mexillón en Galicia (CRMG), así como del IIM-CSIC e ICM-CSIC, expertos en el estudio de la fisiología de moluscos bivalvos y su adaptación al cambio climático y en el desarrollo de nuevas tecnologías para el sector acuícola.

Resultados del proyecto

Resultados:

Durante el desarrollo del proyecto MoMeNtO se han integrado de forma coordinada la investigación experimental en laboratorio con su validación en condiciones reales de cultivo, en estrecha colaboración con el sector mitilicultor. Este enfoque ha permitido generar conocimiento científico aplicado y, al mismo tiempo, desarrollar herramientas prácticas orientadas a mejorar la sostenibilidad y la capacidad de adaptación del cultivo del mejillón frente a los desafíos asociados al cambio climático.

En el ámbito de laboratorio, se llevaron a cabo ensayos en condiciones controladas con el objetivo de analizar la respuesta fisiológica del mejillón frente a distintos escenarios térmicos. Para ello, se utilizaron sensores avanzados capaces de monitorizar en tiempo real el comportamiento valvar, complementados con análisis bioquímicos e histológicos. Los resultados obtenidos evidenciaron que, a partir de los 20 ºC, comienzan a producirse alteraciones fisiológicas relevantes que se intensifican de forma notable cuando la temperatura supera los 24 ºC. Asimismo, se observó que los mejillones de origen atlántico presentan una sensibilidad térmica ligeramente mayor en comparación con los mediterráneos.

Estas alteraciones se manifiestan de múltiples formas. Se detectó una reducción en la actividad alimentaria que conlleva una pérdida de condición corporal, así como una disminución en la capacidad de fijación al sustrato, relacionada con la menor tenacidad del biso. A ello se suma una menor capacidad de respuesta frente a otros factores de estrés, lo que se refleja en la disminución de la actividad de determinadas enzimas y en un aumento del número de lesiones detectadas mediante análisis histológicos. Además, se detectaron cambios en el comportamiento valvar, especialmente en la capacidad de cierre. La integración de todos estos indicadores permitió desarrollar índices de estrés térmico basados en el comportamiento de las valvas, así como identificar umbrales críticos de temperatura y proponer herramientas de gestión adaptativa basadas en dichos indicadores.

Una vez establecidos estos indicadores en laboratorio, el proyecto avanzó hacia su validación en condiciones reales de cultivo, tanto en las bateas de las Rías Baixas, en el Atlántico, como en los sistemas productivos del Delta del Ebro, en el Mediterráneo. La implementación de sistemas de monitorización del comportamiento valvar en estos entornos permitió confirmar la estrecha relación entre dicho comportamiento y la temperatura del agua, así como validar la consistencia de otros indicadores fisiológicos de estrés térmico, como la actividad alimentaria o la presencia de lesiones. Estos resultados demuestran la viabilidad de trasladar este tipo de tecnologías basadas en el comportamiento de bivalvos a contextos productivos reales, facilitando un seguimiento continuo y fiable del estado fisiológico del mejillón.

Paralelamente, el proyecto ha contado con una implicación activa del sector mitilicultor a través de la organización de talleres participativos, encuestas y reuniones técnicas con productores locales. Este proceso de colaboración ha sido clave para diseñar herramientas ajustadas a las necesidades reales del sector, que pretenden mejorar la gestión de los cultivos desde una perspectiva sostenible y eficiente y definir una hoja de ruta orientada a la implantación de sistemas de gestión basados en la observación continua. Como resultado, los avances logrados sientan las bases para implementar sistemas de monitorización del estrés térmico en bivalvos cultivados y optimizar la toma de decisiones de gestión de dichos cultivos mediante el uso de datos en tiempo real, avanzando hacia un modelo de producción más resiliente y sostenible.

Para obtener información más detallada sobre los resultados, metodologías y conclusiones del proyecto, se puede consultar la presentación de la jornada final, disponible en esta misma web.

Materiales: