Evaluar la influencia de la personalidad en la sensibilidad a los campos magnéticos en el pez cebra

En el presente estudio, se describe un protocolo de comportamiento basado en el laboratorio que tiene el objetivo de investigar el papel de la personalidad de pescado en la respuesta de orientación de shoaling pescado a las señales de orientación externos, tales como campos magnéticos y corrientes de agua.

Las decisiones de orientación de los animales resultan de peso de diversas informaciones sensoriales. El proceso de decisión está influenciado por la capacidad del animal para navegar (por ejemplo, la capacidad para seleccionar y mantener una dirección), su estado interno (por ejemplo, necesidades de alimentación o reproducción), su capacidad de movimiento (e.g., biomecánica de la locomoción) y varios adicionales Factores externos (por ejemplo, hora del día, interacción con sus congéneres)¹.

El papel del estado interno o animal personalidad en el comportamiento de la orientación es a menudo mal entendido o no explora². Problemas adicionales surgen en el estudio de la orientación de especies acuáticas sociales, que a menudo realizan coordinada y polarizaron grupo movimiento comportamiento³.

Las corrientes de agua juegan un papel clave en el proceso de orientación de los peces. Pescado orientar las corrientes a través de una respuesta de unconditioned llamado rheotaxis⁴, que puede ser positivo (es decir, contra la corriente orientada) o negativo (es decir, aguas abajo orientado) de agua y se utiliza para diversas actividades, que van desde la alimentación a la minimización de gasto energético^5,6. Por otra parte, un creciente cuerpo de literatura informes de que muchas especies utilizan el campo geomagnético para orientación y navegación^7,8,9.

El estudio de rendimiento rheotaxis y natación en los peces se realiza en cámaras de flujo (flujo), donde peces están expuestos al progresivo aumento de la velocidad del flujo, de bajas a altas velocidades, a menudo hasta el agotamiento (llamada velocidad crítica)^{10, 11}. Por otra parte, estudios previos investigaron el papel del campo magnético en la orientación a través de la observación del comportamiento de la natación de los animales en arenas con agua^12,13. Aquí, describimos una técnica de laboratorio que permite a los investigadores estudiar el comportamiento de los peces mientras manipula las corrientes de agua y el campo magnético. Este método fue utilizado por primera vez el shoaling pez cebra (Danio rerio) en nuestro estudio anterior, lleva a la conclusión de que la manipulación del campo magnético circundante determina el umbral de rheotactic (es decir, la mínima velocidad del agua en que shoaling pescado Oriente aguas arriba)¹⁴. Este método se basa en el uso de una cámara de canal con flujo lento combinado con una instalación diseñada para controlar el campo magnético en el canal, dentro de la gama de la intensidad del campo magnético de la tierra.

El túnel de natación utilizado para observar el comportamiento del pez cebra se describe en la figura 1. El túnel (hecho de un cilindro de acrílico de nonreflecting con un diámetro de 7 cm y 15 cm de longitud) está conectado a una instalación para el control de la tasa de flujo¹⁴. Con esta configuración, el rango de caudales en el túnel varía entre 0 y 9 cm/s.

Para manipular el campo magnético en el túnel de natación, utilizamos dos enfoques metodológicos: el primero es unidimensional y la segunda es tridimensional. Para cualquier uso, estos métodos de manipulan el campo geomagnético para obtener condiciones magnéticas en un volumen definido de agua, por lo tanto, todos los valores de intensidad del campo magnético en este estudio incluyen el campo geomagnético.

En cuanto a la unidimensional enfoque¹⁵, el campo magnético se manipula a lo largo de la dirección del flujo de agua (definida como el eje x) usando un solenoide envuelto alrededor del túnel de la natación. Esto está conectada a una unidad de potencia y genera campos magnéticos estáticos uniforme (figura 2A). Del mismo modo, en el caso del enfoque tridimensional, el campo geomagnético en el volumen que contiene el túnel de natación se modifica usando bobinas de los cables eléctricos. Sin embargo, para controlar el campo magnético en tres dimensiones, las bobinas tienen el diseño de tres pares de Helmholtz ortogonales (figura 2B). Cada par de Helmholtz está compuesto por dos bobinas circulares orientadas a lo largo de las tres direcciones del espacio ortogonal (x, yy z) y equipado con un magnetómetro de tres axial en condiciones de circuito cerrado. El magnetómetro trabaja con intensidades de campo comparables con campo natural de la tierra, y está situado cerca del centro geométrico del conjunto de bobinas (donde se encuentra el túnel de natación).

Implementamos las técnicas descritas anteriormente para probar la hipótesis que los rasgos de personalidad de los peces que componen un banco influyen en la manera que responden a campos magnéticos¹⁶. Probamos la hipótesis de que los individuos con personalidad proactiva y reactiva^17,18 responden de manera diferente cuando se expone a corrientes y campos magnéticos. Para probar esto, clasificamos primero pez cebra utilizando una metodología establecida para asignar y grupo de individuos que son proactivos o reactivos^17,19,20,21. Luego, evaluamos el comportamiento rheotactic del pez cebra nadan en cardúmenes compuesto por sólo reactivos individuos o compuesto de sólo individuos proactivos en el tanque de arrastre magnético, que presentamos como datos de la muestra.

El método de ordenación se basa en la diferente tendencia de las personas proactivas y reactivas para explorar nuevos ambientes²¹. En concreto, utilizamos un tanque dividido en un brillante y un lado oscuro^17,19,20,21 (figura 3). Animales son aclimatados al lado oscuro. Cuando acceso al lado brillante es abierta, proactivo individuos tienden a salir rápidamente de la mitad oscura del tanque para explorar el nuevo entorno, mientras que el reactivo pescado no deje el tanque oscuro.