Variations de comportement chez les poissons Medaka révélées
Des recherches montrent comment la génétique et l'environnement influencent l'audace et la timidité chez les poissons medaka.
Felix Loosli, S. Pierotti, I. Brettell, T. Fitzgerald, C. Herder, N. Aadepu, C. Pylatiuk, J. Wittbrodt, E. Birney
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Table des matières
- Le Rôle des Groupes Sociaux
- Audace et Timidité chez les Animaux
- Mesurer l'Audace
- Test de Champ Ouvert
- Test d'Objet Nouveau
- Effets de l'Environnement sur le Comportement
- Influence Génétique sur le Comportement
- Étude des Poissons Medaka
- Le Dispositif Expérimental
- Entretien des Poissons
- Procédure de Test
- Collecte de Données
- Suivi des Mouvements des Poissons
- Modèles de Markov Cachés
- Effets des Covariables Environnementales
- Observation des Différences de Comportement
- Influence sociale sur le Comportement
- Effets Génétiques Directs et Sociaux
- États d'Audace et de Timidité
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les animaux agissent d'une manière qui les aide à trouver de la nourriture, à dénicher des partenaires et à rester en sécurité des prédateurs. Ça veut dire qu'ils doivent jongler entre les récompenses qu'ils veulent et les risques qu'ils encourent. Par exemple, si un animal est trop audacieux, il pourrait se faire choper, alors que s'il est trop timide, il pourrait perdre l'occasion de manger ou de trouver un partenaire. Plein d'animaux montrent des Comportements compliqués pour gérer ces compromis.
Le Rôle des Groupes Sociaux
Les animaux qui vivent en groupes peuvent apprendre les uns des autres. Ils peuvent observer les actions de leurs congénères et adapter leurs comportements selon ce qu'ils voient. Ça peut améliorer les chances du groupe de repérer les prédateurs et rapprocher les individus pour des opportunités de reproduction. Les interactions sociales sont super importantes pour la survie et la reproduction de nombreuses espèces.
Audace et Timidité chez les Animaux
Un domaine clé de variation comportementale est le spectre audace-timidité. Les animaux audacieux prennent souvent plus de risques, alors que les animaux timides sont plus prudents. Cette variation peut vraiment affecter la survie, influençant comment les animaux interagissent avec leur environnement. Au fil du temps, la sélection naturelle peut favoriser certains comportements selon leur impact sur la survie et la reproduction.
L'audace et la timidité sont aussi influencées par la génétique. Certains animaux héritent de tendances vers des comportements audacieux ou timides, mais ces traits peuvent aussi changer en fonction des expériences et de l'environnement d'un animal.
Mesurer l'Audace
Les scientifiques utilisent différentes méthodes pour mesurer à quel point un animal est audacieux ou timide. Deux tests courants sont le test de champ ouvert et le test d'objet nouveau.
Test de Champ Ouvert
Dans le test de champ ouvert, les scientifiques observent les animaux dans un nouvel environnement. Par exemple, une grenouille ou une souris peut être placée dans un espace inconnu, et leurs mouvements sont surveillés. En général, les animaux audacieux explorent plus, tandis que les timides restent plutôt immobiles et prudents.
Test d'Objet Nouveau
Dans le test d'objet nouveau, un objet inconnu est ajouté à l'environnement de l'animal. Les chercheurs observent comment les animaux réagissent. Certaines espèces, comme les oiseaux et les poissons, ont été étudiées avec cette méthode. Comme dans le test de champ ouvert, les animaux timides ont tendance à éviter le nouvel objet, tandis que les animaux audacieux s'en approchent.
Ces deux tests aident les chercheurs à comprendre comment les animaux s'adaptent à de nouveaux défis et situations, en fournissant un aperçu de leurs schémas comportementaux globaux.
Effets de l'Environnement sur le Comportement
Le comportement d'un animal peut être influencé par son environnement. Tant l'environnement physique que social influencent comment les animaux agissent. Des études ont montré que les réseaux sociaux jouent un rôle crucial dans la formation des traits comportementaux. Cela a été exploré chez de nombreuses espèces, y compris les mammifères et les poissons.
Influence Génétique sur le Comportement
La génétique joue aussi un rôle important dans le comportement des animaux. Les variations génétiques peuvent conduire à des différences dans les traits comportementaux, y compris ceux liés à l'audace et à la timidité. Les interactions entre animaux au sein du même groupe social peuvent aussi être affectées par des différences génétiques, que les chercheurs appellent des effets génétiques indirects.
Étude des Poissons Medaka
Le poisson medaka, un petit poisson d'eau douce, est un modèle bien établi pour étudier le comportement. Ce poisson est facile à reproduire en laboratoire, a une génétique relativement simple, et les chercheurs ont accumulé beaucoup de connaissances sur sa génétique et ses comportements. Les poissons medaka sont des animaux sociaux qui peuvent être utilisés pour étudier comment les interactions sociales influencent le comportement.
Les chercheurs ont voulu utiliser une combinaison du test de champ ouvert et du test d'objet nouveau pour étudier l'audace et la timidité dans différentes souches de poissons medaka. Ils voulaient comprendre non seulement comment la génétique façonnait le comportement, mais aussi comment le comportement d'un poisson pourrait changer en réponse à la présence d'un autre poisson.
Le Dispositif Expérimental
Les chercheurs ont mené leurs expériences avec plusieurs souches de poissons medaka, les catégorisant selon leurs origines géographiques au Japon. L'étude a impliqué l'examen de paires de poissons dans un environnement contrôlé pour évaluer comment ils se comportaient les uns par rapport aux autres.
Entretien des Poissons
Les poissons étaient gardés dans des réservoirs fermés sous des conditions spécifiques de lumière et de température. Leur soin respectait des lignes directrices pour assurer un traitement éthique. Les poissons étaient sélectionnés au hasard pour les expériences afin d'éviter des résultats biaisés.
Procédure de Test
Les chercheurs ont utilisé un réservoir en acrylique divisé en sections pour observer plusieurs paires de poissons en même temps. Des vidéos des mouvements des poissons étaient enregistrées pour analyser leur comportement durant les tests de champ ouvert et d'objet nouveau.
Collecte de Données
Les chercheurs ont collecté des données sur deux phases : d'abord, en permettant aux poissons de nager librement dans le champ ouvert, puis en introduisant un objet nouveau. Chaque interaction entre les poissons était suivie pour recueillir des informations sur leurs mouvements et réactions.
Suivi des Mouvements des Poissons
Pour recueillir des données sur les mouvements des poissons, les chercheurs ont utilisé un logiciel de suivi vidéo. Ce logiciel les a aidés à analyser jusqu'où les poissons nageaient, leur vitesse et les schémas de leurs mouvements.
Modèles de Markov Cachés
Les chercheurs ont appliqué une méthode statistique appelée modèles de Markov cachés pour classifier différents états du comportement des poissons en fonction de leurs données de mouvement. Cette méthode a aidé à comprendre combien de fois les poissons adoptaient certains comportements et comment ces comportements varient entre différentes souches.
Effets des Covariables Environnementales
Plusieurs facteurs peuvent influencer le comportement des poissons pendant les expériences. Les chercheurs ont pris en compte des variables comme la date du test, le quadrant spécifique du réservoir utilisé et quel côté du réservoir était observé. L'objectif était de s'assurer que les comportements observés étaient dus aux conditions du test et non à des facteurs non liés.
Observation des Différences de Comportement
Les résultats ont indiqué que différentes souches de poissons medaka passaient des temps variés dans certains états, reflétant des différences de comportement. En général, les souches du sud de medaka affichaient des comportements plus prudents comparés aux souches du nord, qui semblaient plus actives.
Influence sociale sur le Comportement
L'étude a aussi examiné comment le comportement d'un poisson changeait en fonction de la souche de son partenaire de réservoir. Les résultats ont suggéré que, même si la génétique jouait un rôle majeur dans le comportement individuel, la présence d'une certaine souche pouvait influencer les actions du partenaire dans une certaine mesure.
Effets Génétiques Directs et Sociaux
La recherche a distingué entre les effets génétiques directs (comment le poisson se comportait en fonction de sa propre génétique) et les effets génétiques sociaux (comment la présence des gènes d'un autre poisson pouvait impacter le comportement).
États d'Audace et de Timidité
Pendant les tests, les chercheurs ont pu classer les comportements des poissons en différents états, allant de mouvements très lents, indiquant de la prudence, à des mouvements rapides, suggérant de l'audace. Ils ont découvert que les souches du nord étaient moins timides et plus enclines à explorer que les souches du sud, surtout au début des essais.
Conclusion
Cette recherche fournit des aperçus précieux sur comment la génétique et les facteurs environnementaux façonnent le comportement chez les poissons medaka. En comprenant l'audace et la timidité à travers les Influences génétiques directes et les dynamiques sociales, l'étude ouvre la porte à de futures explorations dans le domaine.
La méthode utilisée dans cette étude, combinant des tests comportementaux avec des logiciels de suivi et des modèles analytiques, peut être élargie pour étudier plus de souches et une gamme plus large de comportements. Cela pourrait mener à une compréhension plus approfondie des questions biologiques entourant le comportement animal et l'interaction entre la génétique et les influences sociales.
Les chercheurs espèrent que les études en cours clarifieront davantage comment différents facteurs contribuent aux comportements chez les créatures sociales, fournissant une base pour comprendre l'évolution de ces traits dans le règne animal.
Titre: Measurement and classification of bold-shy behaviours in medaka fish
Résumé: MotivationBoldness-shyness is considered a fundamental axis of behavioural variation in humans and other species, with obvious adaptive causes and evolutionary implications. Besides an individuals own genetics, this phenotype is also affected by the genetic makeup of peers in the individuals social environment. To identify genetic determinants of variation along the bold-shy behavioural axis, a reliable experimental and analytical setup able to highlight direct and indirect genetic effects is needed. ResultsWe describe a custom assay designed to detect bold-shy behaviours in medaka fish, combining an open-field and novel-object component. We use this assay to explore direct and social genetic effects on the behaviours of 307 pairs of fish from five inbred medaka strains. Applying a Hidden Markov Model (HMM) to classify behavioural modes, we find that direct genetic effects influence the proportions of time the five strains spent in slow-moving states, explaining up to 29.7% of the variance in time spent in those states. We also found that an individuals behaviour is influenced by the genetics of its tank partner, explaining up to 8.64% of the variance in the time spent in slow-moving states. Our behavioural assay in combination with the HMM analysis is applicable to follow-up genetic linkage studies of genetic variants involved in direct behavioural effects and indirect social genetic effects. A suitable genetic resource for such studies, the Medaka Inbred Kiyosu-Karlsruhe panel (MIKK) has recently been established.
Auteurs: Felix Loosli, S. Pierotti, I. Brettell, T. Fitzgerald, C. Herder, N. Aadepu, C. Pylatiuk, J. Wittbrodt, E. Birney
Dernière mise à jour: 2024-10-20 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.18.618696
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.18.618696.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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