INTRODUCCIÓN

El desarrollo ontogenético de los crustáceos decápodos involucra una serie de eventos fisiológicos con cambios morfológicos y de comportamiento que distinguen un estado de otro. Las larvas a través de un proceso de metamorfosis se desarrollan en postlarvas y estas a su vez en juveniles; todos los estadios subsecuentes son considerados juveniles hasta la última muda, donde el individuo es sexualmente maduro y por lo cual se le considera adulto (^{Martin et al. 2014}).

El tamaño de madurez sexual en crustáceos se define de acuerdo con criterios de madurez morfométrica (o alométrica o morfológica), gonadal (o histológica) y funcional (^{Viau et al. 2006}). En Nematopalaemon schmitti y Macrobrachium iheringi, el cambio abrupto del crecimiento relativo del apéndice masculino con el tamaño del camarón es indicador de madurez morfométrica (^{Herrera et al. 2017}; ^{Nogueira et al. 2019a}). En M. rosenbergii, el sexado de los animales se realiza por las características morfológicas y morfométricas de los quelípodos, por la amplitud de las pleuras y por la separación de las coxas entre el tercer y quinto par de periópodos (^{New 2002}). Así, en los ejemplares machos pequeños no se distinguen de los juveniles indiferenciados por el crecimiento relativo, sino por la presencia de gonóporos con opérculos sobre la base del quinto par de periópodos (^{Kuris et al. 1987}). Además, los camarones machos se categorizan por la presencia de gonóporos complejos, apéndice masculino y quelípodos maduros (^{Nagamine & Knight 1980}; ^{Tan et al. 2020}).

El apéndice masculino está presente únicamente en el segundo par de pleópodos en los machos de camarones carídeos (^{Bauer 1986}). El brote de apéndice masculino en la unión entre el apéndice interno y el endopodito del segundo par de pleópodos es indicador del dimorfismo sexual (^{Tombes & Foster 1979}; ^{Nagamine & Knight 1980}; ^{Brown et al. 2010}). El apéndice masculino completamente desarrollado es uno de los caracteres sexuales secundarios permanentes, que permite reconocer a los machos sexualmente maduros y diferenciarlos de las hembras (^{Almeida et al. 2010}; ^{Brown et al. 2010}; ^{Bauer & Thiel 2011}; ^{Sharma et al. 2016}).

La madurez sexual en machos de Macrobrachium caementarius Molina 1782 (= Cryphiops caementarius, ver ^{Mantelatto et al. 2021}) determinado mediante cortes histológicos de las gónadas muestran relación directa entre el crecimiento del apéndice masculino y la espermatogénesis (^{Lip 1976}; ^{Viacava et al. 1978}; ^{Moreno et al. 2012}). Sin embargo, no se tiene bien establecidas las características del desarrollo morfológico del apéndice masculino en su proceso de diferenciación, ni se conoce la relación del desarrollo del apéndice masculino con el tamaño del camarón. Las características morfológicas del apéndice masculino tienen importancia como una medida de la distancia filogenética de la condición ancestral en los decápodos (^{Bauer 1986}) y en taxonomía (^{Short 2004}; ^{Christodoulou & Anastasiadou 2017}) por ser la estructura más variable entre especies (^{Torati & Mantelatto 2012}) como lo descrito en Macrobrachium (^{Mantelatto et al. 2021}).

Los seis camarones Macrobrachium anteriormente considerados en el género Cryphiops (ver ^{Mantelatto et al. 2021}), lo conforman M. luscus Holthuis 1973, M. perspicax Holthuis 1977, M. alevillalobosi Villalobos et al. 1980, y M. sbordonii Baldari et al. 2010, que habitan arroyos de cuevas del sur de México; y M. brasiliensis Gomes 1973, habita un arroyo del Distrito Federal de Brasil. En cambio, M. caementarius Molina 1782, habita en los ríos de la costa del Pacífico de Perú y Chile (^{Méndez 1981}; ^{Moscoso 2012}). Sin embargo, por el tamaño de los ejemplares y la abundancia poblacional, solo M. caementarius tiene importancia económica, comercial (^{Pinazo et al. 2021}) y científica dado los estudios poblacionales (^{Wasiw & Yépez 2015}), reproductivos (^{Moreno et al. 2012}), ecológicos (^{Reyes-Avalos et al. 2023}), nutricionales (^{Gallardo-Carril & Reyes-Avalos 2020}) y de cultivo (^{Morales et al. 2006}; ^{Reyes 2016}), entre otros. Aun así, en Latinoamérica existe escasos estudios en crustáceos de agua dulce, lo cual no obedece a falta de importancia, sino a vacíos en las estrategias de investigación. En este sentido, el estudio de la ontogenia del apéndice masculino de los crustáceos es usado en la identificación de los machos (^{Torati & Mantelatto 2012}), para establecer la talla mínima sexable (^{Anger & Moreira 1998}) y para evaluar los resultados de reversión sexual (^{Tan et al. 2020}). Por consiguiente, el objetivo fue describir el desarrollo morfológico del apéndice masculino del camarón de agua dulce M. caementarius.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las postlarvas de camarones fueron colectadas de la desembocadura del río Lacramarca, Ancash, Perú (9º07’ S, 78º33’ O) y se transportaron en baldes con agua del mismo río. En laboratorio, la especie M. caementarius fue identificada con la clave taxonómica (^{Méndez 1981}) y mantenidas en acuarios (20 L) donde se alimentaron con una dieta balanceada (28 % de proteína cruda). Las postlarvas seleccionadas (n = 56) fueron aquellas que tuvieron el cuerpo sin signos de oscurecimiento ni laceraciones, y con apéndices cefalotorácicos y abdominales completos. El tamaño de las postlarvas estuvo entre 13 y 32 mm de longitud total (LT = desde la punta del rostro hasta el extremo posterior del telson) medidos con vernier digital Truper (± 0,01 mm) con los animales posicionados ventralmente.

En este estudio, se tuvo en cuenta la Ley peruana (Ley 27265, Ley de protección a los animales domésticos y a los animales silvestres mantenidos en cautiverio) y se siguieron los protocolos éticos de sacrificio a fin de minimizar el sufrimiento de los individuos durante el proceso de eutanasia. La descripción morfológica fue iniciada en camarones de mayor tamaño y para ello, cada camarón se sometió a shock frío (≈ 2 °C) para inmovilización y muerte. Luego, el segundo par de pleópodos se extrajo por disección, se mantuvo en solución fisiológica e inmediatamente se realizó la descripción bajo microscopio óptico Carl Zeiss. El desarrollo morfológico del apéndice masculino y del apéndice interno del segundo par de pleópodos se describió de acuerdo con ^{Lip (1976}) y ^{Garm & Watling (2013}). La longitud del apéndice masculino (se excluyeron las espinas apicales) y del apéndice interno se midieron con ocular micrométrico (EM-15X Lomo) bajo microscopio óptico. Los estados del desarrollo morfológicos del apéndice masculino se fotografiaron con cámara digital de 13 MP de resolución y con f/2,0 de apertura, acoplado a uno de los tubos oculares del microscopio.

Los datos de longitud del apéndice masculino y del tamaño de los camarones se expresaron como media ± desviación estándar y se evaluaron mediante correlación de Pearson con significancia del 1 %, y la ecuación mediante análisis de regresión lineal simple. El análisis estadístico se realizó con el Software SPSS versión 23 para Windows.

RESULTADOS

Estados morfológicos del apéndice masculino

La diferenciación morfológica durante el desarrollo del apéndice masculino en el endopodito del segundo par de pleópodos de M. caementarius (Fig. 1), permitió determinar un estado morfológico indiferenciado sexualmente (Estado 0) y cinco estados morfológicos que corresponden a machos (Estado I al Estado V), cuyas características fueron las siguientes:

Estado 0 (Indiferenciado sexualmente): Endopodito del segundo par de pleópodos solo con apéndice interno tubular, desnudo, en cuyo extremo distal presenta diez ganchos pequeños (cincinnuli) (Fig. 1a).

Estado I (Esbozo de apéndice masculino): En la base del apéndice interno junto al endopodito del segundo par de pleópodos se observa una pequeña protuberancia de extremo distal redondeado, que corresponde al esbozo de apéndice masculino (Fig. 1b).

Estado II (Crecimiento del esbozo de apéndice masculino): El esbozo de apéndice masculino en su crecimiento es desnudo, traslúcido, de extremo distal redondeado y liso; dicho esbozo crece hasta 0.8 veces del tamaño del apéndice interno (Fig. 1c).

Estado III (Apéndice masculino con espinas apicales): En el extremo distal y apical del apéndice masculino hubo dos espinas largas y lisas de similar tamaño. El apéndice masculino crece hasta alcanzar similar tamaño que el apéndice interno (Fig. 1d).

Estado IV (Apéndice masculino con espinas sub apicales): En el extremo distal del apéndice masculino hubo tres espinas largas, pero en el tercio superior hubo dos hileras con tres espinas sub apicales en cada hilera. El tamaño del apéndice masculino es 0,8 veces más grande que el apéndice interno (Fig. 1e).

Estado V (Apéndice masculino completamente desarrollado): El apéndice masculino es tubular recto, opaco, en cuyo externo distal se insertan seis espinas largas; y a lo largo del borde externo, hasta cerca de su base, se insertan 14 pares de espinas dispuestas en dos hileras perpendiculares. El tamaño del apéndice masculino es dos veces más largo que el apéndice interno, pero más pequeño que el endopodito del segundo par de pleópodos. El apéndice masculino es casi el doble de grosor que el apéndice interno (Fig. 1f).

FIGURA 1 Estados de diferenciación morfológica del apéndice masculino en el endopodito del segundo par de pleópodos de M. caementarius. a) Estado 0. b) Estado I. c) Estado II. d) Estado III. e) Estado IV. f) Estado V. Am: Apéndice masculino. Ai: Apéndice interno. ex: exopodito. en: endopodito. ba: basipodito. cc: cincinnuli. La barra negra o blanca = 0,5 mm. / Stages of morphological differentiation of the appendix masculina in the endopodite of the second pair of pleopods of M. caementarius. a) Stage 0. b) Stage I. c) Stage II. d) Stage III. e) Stage IV. f) Stage V. Am: appendix masculina. Ai: internal appendix. ex: exopodite. in: endopodite. ba: basipodite. cc: cincinnuli. The black or white bar = 0.5 mm. 

Diferenciación sexual morfológica

Los camarones de < 16,21 mm de LT (n = 12) fueron morfológicamente indiferenciados sexualmente, porque el borde interno del endopodito del segundo par de pleópodos presentó solo apéndice interno (Fig. 1a). Los camarones de ≥ 16,21 mm de LT (n = 32), se identificaron como machos por la presencia de un esbozo de apéndice masculino en la base del

apéndice interno del segundo par de pleópodos (Fig. 1b) el cual empezó a diferenciarse hasta que completó su desarrollo (Fig. 1f), y en este estado los individuos fueron de 21,60 mm de LT (Tabla 1). En cambio, los camarones ≥ 16,21 mm de LT que no presentaron apéndice masculino se consideraron como hembras (n = 12).

TABLA 1 Estado morfológico del apéndice masculino, longitud del apéndice interno y longitud del apéndice masculino de M. caementarius de diferente longitud total (Media ± desviación estándar). / Morphological stage of the appendix masculina, length of the internal appendix and length of the appendix masculina of M. caementarius of different total length (Mean ± standard deviation). 

Longitud total (mm)	n	Estado Morfológico del apéndice masculino	Longitud del apéndice interno (mm)	Longitud del apéndice masculino (mm)
13,02 ± 0,12	6	0	0,36 ± 0,01	-
15,61 ± 0,41	6	0	0,37 ± 0,01	-
16,21 ± 0,10	6	I	0,40 ± 0,04	0,06 ± 0,00
17,03 ± 0,22	8	II	0,45 ± 0,00	0,12 ± 0,01
18,82 ± 0,74	6	III	0,46 ± 0,00	0,44 ± 0,04
19,90 ± 0,51	6	IV	0,46 ± 0,00	0,66 ± 0,03
21,60 ± 0,40	6	V	0,51 ± 0,00	1,28 ± 0,01

FIGURA 2 Ejemplar macho de M. caementarius de 34 mm de longitud total. Observe el grosor del propodo del segundo par de periópodos (flecha roja) en comparación con el del izquierdo. / Male specimen of M. caementarius with a total length of 34 mm. Note the thickness of the propodus of the second pair of pereiopods (red arrow) compared to that of the left one. 

En los camarones machos de M. caementarius evaluados en la investigación, no se realizó el seguimiento del desarrollo y diferenciación de los quelípodos de todos los animales, pero en 10 ejemplares de entre 32,53 y 35,04 mm de LT se observó que el propodo del segundo par de uno de los periópodos empezó a engrosarse (Fig. 2).

Longitud apéndice masculino vs longitud de camarones

La longitud del apéndice masculino (LAM) de M. caementarius hasta completar su desarrollo incrementó linealmente con la longitud total, cuya ecuación resultante fue: LAM = 2,1122 LT - 3,4378 con r = 0,976 altamente significativa (p < 0,01) (Fig. 3).

FIGURA 3 Relación de la longitud total con la longitud del apéndice masculino de M. caementarius. / Relationship of the total length with the length of the appendix masculina of M. caementarius. 

DISCUSIÓN

En el presente estudio, se diferenció por primera vez en M. caementarius, seis estados morfológicos del desarrollo del apéndice masculino en el endopodito del segundo par de pleópodos. El primer estado morfológico (Estado 0) fue asignado a camarones indiferenciados sexualmente debido a que solo tuvieron apéndice interno en el endopodito del segundo par de pleópodos. El Estado 0, lo presentaron ejemplares desde 13,02 mm hasta < 16,21 mm de LT, donde el menor tamaño coincide con el tamaño del primer estado de postlarva de M. caementarius (13,65 mm de LT) reportado por ^{Morales et al. (2006}).

El esbozo del apéndice masculino (Estado I) al costado de la base del apéndice interno del segundo par de pleópodos de M. caementarius, fue observado en ejemplares de 16,21 mm de LT, lo que corrobora lo reportado previamente en la especie (15 a 17 mm de LT, ^{Lip 1976}), pero en comparación con otros palaemónidos, los machos de M. caementarius se diferencian sexualmente en un tamaño menor, aunque de acuerdo con ^{Hayd & Anger (2013}), las altas densidades de población, las condiciones nutricionales y otros factores ecológicos afectan al tamaño corporal que se alcanza en una población; y también influyen los factores genéticos (^{Ying et al. 2022}). Por ejemplo, en especies de zonas tropicales como M. rosenbergii los machos se diferencian a los 30 mm de LT (^{Tombes & Foster 1979}), en M. brasiliense a los 19,2 mm de LT (^{Pereira & Chacur 2009}) y en M. amazonicum a los 19 mm de LT (^{Hayd & Anger 2013}); en cambio, en la especie de clima templado como M. inca entre los 20 y 22 mm de LT (^{Pérez 1976}).

En el segundo par de pleópodos de M. caementarius, el crecimiento y desarrollo del apéndice masculino hasta alcanzar dos veces más el tamaño del apéndice interno, la secuencia de aparición de espinas apicales (6 espinas) y el número de espinas laterales (14 pares de espinas) permitió establecer estados morfológicos (Estado I al Estado V). Estos resultados complementan a lo descrito previamente en la misma especie (^{Lip 1976}), y se adiciona el número y la secuencia en la aparición de espinas apicales y marginales del apéndice masculino. En los camarones carídeos como Rhynchocinetes typus y R. durbanensis, la naturaleza espinosa del apéndice masculino y la presencia de cincinnuli con ganchos de acoplamiento en el extremo apical del apéndice interno están involucrados en la transferencia de espermatóforos hacia las hembras durante el apareamiento (^{Martínez & Dupré 2010}; ^{Prakash et al. 2016}). En Potimirin brasiliana, el par de apéndices masculinos toca el área esternal de la hembra para facilitar el depósito de la masa de esperma cerca de los gonóporos, y garantizar que esta no se desvíe en el agua (^{Costa et al. 2020}). En el presente estudio, las características morfológicas del apéndice masculino y del apéndice interno descritos en M. caementarius, sugieren similar función que otros camarones carídeos, pero aún no hay evidencia de estar involucrados en la reproducción.

La longitud del apéndice masculino de M. caementarius incrementó linealmente con la longitud total, pero la pendiente de la recta fue mayor (b = 2,1122) que aquella reportada hace 46 años en la misma especie (b = 0,1357, ^{Lip 1976}), pero del río Moche en Perú (08°09’ S), aunque no muy distante del río Lacramarca (≈ 120 km, 09°07 S). La reducción evidenciada de la talla a la cual M. caementarius alcanza la madurez sexual podría ser una respuesta poblacional para la preservación de la especie a la presión ambiental durante este periodo. No hay reportes que sostengan esta suposición en especies de camarones que habitan los ríos de la vertiente occidental del Pacífico. Sin embargo, en juveniles de M. tenellum de la costa tropical del Pacífico Mexicano el cambio climático ocasionó que la especie incremente su preferencia termal en 4,25 ºC más de lo registrado en los últimos 16 años (^{Rodríguez et al. 2012}) y probablemente en estas condiciones se afecten otros procesos fisiológicos. En M. nipponense, el proceso del desarrollo sexual masculino es regulada por hormonas y por factores ambientales (^{Jin et al. 2022}). En M. rosenbergii, la precocidad sexual es causada por factores genéticos y los individuos no solo se estancan en el crecimiento, sino que también producen descendencia de baja calidad (^{Ying et al., 2022}).

En los camarones carídeos, el tamaño mínimo sexable no es necesariamente idéntico al tamaño del inicio de la madurez sexual (^{Anger & Moreira 1998}). En M. caementarius los machos se reconocieron con certeza por la presencia del apéndice masculino en ejemplares desde 16,21 mm de LT (Estado I), siendo este el tamaño mínimo sexable. Sin embargo, se conoce que conforme el apéndice masculino del segundo par de pleópodos de M. caementarius se diferencia hasta que obtiene característica morfológica permanente, las células masculinas se dividen y diferencian hasta producir las primeras generaciones de espermatozoides (^{Lip 1976}). En el presente estudio, el apéndice masculino completamente desarrollado lo obtuvieron ejemplares de 21,60 mm de LT, lo que se considera como la talla del inicio de la madurez sexual morfológica que es menor a la talla de madurez sexual gonadal de la especie (22,5 y 24,5 cm de LT, Lip 1976). La madurez sexual morfológica en crustáceos decápodos no siempre corresponde con la madurez sexual funcional (^{Oh & Hartnoll 1999}). La madurez sexual funcional corresponde a la fase adulta donde los machos tienen capacidad de aparearse e inseminar a las hembras (^{Factor 1995}). No hay estudios que evidencien que M. caementarius macho de 21,60 mm de LT tenga condiciones de aparearse e inseminar a una hembra. Es conveniente comprobar la funcionalidad reproductiva de los camarones machos pequeños, mediante apareamientos con hembras receptivas de diferentes tamaños, con la finalidad de precisar el inicio de la fase adulta funcional en la especie. En M. brasiliense, el tamaño corporal y el tamaño de los quelípodos está relacionado con el éxito reproductivo (^{Nogueira et al. 2019b}). En cambio, en M. amazonicum se demostró que ni la madurez fisiológica ni la morfológica expresan realmente el momento en que los machos más grandes son capaces de copular y transferir sus gametos y/o defender hembras y territorios (^{Paschoal & Zara 2020}).

En algunos machos de M. caementarius evaluados, el propodo de uno de los periópodos del segundo par empezó a engrosarse cuando los ejemplares tuvieron un tamaño de entre 32,53 y 35,04 mm de LT, siendo este el primer registro del tamaño en que la especie adquiere capacidad para la interacción y la reproducción. En la misma especie de camarón, los machos adultos > 50 mm de LT poseen uno de los quelípodos del segundo par de periópodos más desarrollado, pero ambos periópodos los utilizan para la interacción y el canibalismo (^{Reyes 2020}), y por observaciones en laboratorio, también los emplean en el proceso de apareamiento, donde el camarón macho utiliza sus quelípodos para proteger a la hembra, con muda pre-apareamiento, del acecho de sus congéneres, y luego con su cuerpo y sus periópodos voltea a la hembra para depositar espermatóforos entre las coxas del tercer y quinto par de periópodos. Los machos de M. rosenbergii utilizan los quelípodo del segundo par de periópodos para acceder al alimento, disputar un refugio, en el combate (^{Barki et al. 1997}), y también para el proceso de apareamiento, pero en este caso se requiere que tengan los quelípodos maduros (^{Nagamine & Knight 1980}; ^{Karplus & Barki 2019}). Sin embargo, en M. caementarius no se registró el tamaño donde ocurre el máximo engrosamiento del propodo del segundo par de periópodos para que se considere como quelípodo maduro. Una investigación sobre la funcionalidad reproductiva de la especie es necesaria para dilucidar esta función. Además, el engrosamiento del propodo de un periópodo del segundo par de M. caementarius es evidencia de que hay inversión de energía para desarrollar dicho periópodo, y esto es de importancia para la elaboración de dietas acorde con el tamaño del camarón. En M. iheringi (^{Nogueira et al. 2019a}) y en M. candango (^{Nogueira et al. 2022}), el macho adulto invierte más energía que el juvenil para el desarrollo y conformación del periópodo más grande porque está relacionado con el éxito reproductivo.

Los resultados de la investigación con el camarón M. caementarius permiten definir a una postlarva como aquella que no está diferenciada sexualmente y corresponde a tamaños menores de 16,21 mm de LT. El camarón juvenil macho, sería aquel que está en proceso de diferenciación y desarrollo del apéndice masculino juntamente con la maduración gonadal y son de tamaños ≥ 16,21 mm de LT. En cambio, los camarones ≥ 16,21 mm de LT que no presentan apéndice masculino corresponden a hembras. El camarón adulto macho (aunque no funcional) es aquel que posee apéndice masculino completamente desarrollado y son de tamaños ≥ 21,60 mm de LT, y que de acuerdo con ^{Lip (1976}) son los que tienen espermatóforos en las ampollas terminales.