Risposte allo stress nei pesci e adattamento del comportamento
Uno studio rivela come gli ormoni dello stress influenzano il comportamento e l'apprendimento dei pesci.
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Indice
- La Risposta allo Stress
- Abilità cognitive e Flessibilità Comportamentale
- Effetti dello Stress sulla Flessibilità Comportamentale
- Indagare gli Effetti dello Stress sui Pesci
- La Specie Sottostudio: Neolamprologus pulcher
- Impostazione Sperimentale
- Le Fasi dell'Esperimento
- Analisi del Comportamento
- Risultati dello Studio
- Discussione dei Risultati
- Conclusione
- Fonte originale
Lo stress è una parte comune della vita per tutti gli esseri viventi. Gli animali, come gli umani, affrontano varie sfide che possono farli stressare. Queste sfide possono venire dall'ambiente, come temperature estreme, o da altri esseri viventi, come predatori o conflitti con altri. Quanto bene un animale risponde allo stress è fondamentale per la sua sopravvivenza. Una risposta adeguata può aiutarlo a affrontare queste sfide e garantirgli una vita più lunga.
La Risposta allo Stress
Quando gli animali affrontano stress, i loro corpi spesso reagiscono aumentando i livelli di alcuni ormoni, noti come Glucocorticoidi. In molti animali, il cortisolo è l'ormone principale coinvolto in questa risposta allo stress. Aiuta a preparare il corpo a affrontare situazioni stressanti. Il cortisolo può influenzare il cervello e il modo in cui gli animali si comportano e pensano. Una volta che lo stressor è scomparso, i livelli di cortisolo dovrebbero tornare alla normalità. Se rimangono alti troppo a lungo, può far male alla salute dell'animale e influenzare la sua capacità di pensare chiaramente.
Abilità cognitive e Flessibilità Comportamentale
Per gli animali adattarsi ai comportamenti in situazioni in cambiamento, hanno bisogno di forti abilità cognitive. Questo include imparare dalle esperienze e riuscire a controllare le proprie reazioni naturali. In parole semplici, gli animali devono essere in grado di controllare i propri impulsi e pensare criticamente su come agire in diverse situazioni. Questa abilità, nota come flessibilità comportamentale, è fondamentale per la sopravvivenza in ambienti imprevedibili.
Il Ruolo degli Ormoni dello Stress nell'Apprendimento
Ricerche mostrano che il cortisolo influisce su quanto bene gli animali apprendono e ricordano le cose. In specifici studi, si è scoperto che il cortisolo può influenzare il modo in cui gli animali rispondono a nuove esperienze. Ad esempio, i roditori hanno dimostrato che gli ormoni dello stress giocano un ruolo chiave nella formazione della memoria e nell'apprendimento.
Effetti dello Stress sulla Flessibilità Comportamentale
Alcuni studi hanno esaminato come lo stress influisce sulla capacità degli animali di adattare il proprio comportamento. I ricercatori cambiano spesso il tipo o la durata dello stress che gli animali subiscono per vedere come impatta il loro comportamento successivamente. Alcuni lavori si sono concentrati su come diversi tipi di stress possano influenzare il pensiero e l'adattamento in varie specie.
Indagare gli Effetti dello Stress sui Pesci
In questo studio, abbiamo esaminato come un certo trattamento, chiamato antagonista del recettore dei glucocorticoidi (mifepristone), abbia influenzato una specifica specie di pesci, il Neolamprologus pulcher. Abbiamo somministrato questo trattamento a pesci adulti prima di testare come avessero adattato il loro comportamento in risposta a un predatore. Il mifepristone aiuta a bloccare gli effetti degli ormoni dello stress, e volevamo vedere se influenzava la capacità dei pesci di adattare il loro comportamento dopo aver affrontato una minaccia.
La Specie Sottostudio: Neolamprologus pulcher
Il Neolamprologus pulcher è un pesce sociale che vive in gruppi. Questi gruppi di solito hanno una coppia dominante che si riproduce insieme ad altri pesci che li aiutano a crescere i piccoli. I pesci devono essere furbi su come rispondere quando arriva il pericolo, come quando appare un predatore.
Impostazione Sperimentale
Per esplorare le nostre domande, abbiamo condotto un esperimento in un ambiente controllato. I pesci sono stati messi in vasche dove potevano vedere un predatore, un tipo di cichlide noto per cacciarli. L'esperimento è stato progettato per vedere come navigavano in un labirinto per trovare rifugio dopo essere stati esposti a un potenziale pericolo.
Preparare i Pesci
Abbiamo selezionato un numero di pesci maschi e femmine e li abbiamo contrassegnati per l'identificazione. Sono stati mantenuti in condizioni costanti fino all'esperimento. Abbiamo anche usato diversi predatori adulti per garantire un ambiente realistico durante i test.
Le Prove del Labirinto
Durante le prove, abbiamo creato un labirinto che aveva due percorsi possibili per i pesci per raggiungere il loro rifugio. I pesci avrebbero incontrato prima un predatore, il che avrebbe attivato la loro risposta allo stress. Abbiamo poi testato per vedere se avrebbero ricordato come raggiungere la sicurezza e se potevano trovare percorsi alternativi quando il percorso diretto era bloccato.
Le Fasi dell'Esperimento
L'esperimento era composto da diverse fasi:
- Fase di Abituazione: I pesci sono stati introdotti nel loro nuovo ambiente e hanno avuto tempo per adattarsi.
- Fase Pre-trattamento: Sono stati testati sulla loro capacità di usare il percorso più breve per il rifugio dopo aver visto il predatore.
- Fase di Trattamento: I pesci hanno ricevuto l'antagonista del recettore dei glucocorticoidi o un trattamento di controllo, permettendoci di vedere come il trattamento potesse influenzare il loro comportamento.
- Fase Post-trattamento: Abbiamo ripetuto il test sui pesci per vedere se la loro capacità di ricordare il percorso più corto era stata influenzata.
- Prove di Deviamento: Infine, abbiamo valutato la loro flessibilità bloccando il percorso diretto e osservando come navigavano per trovare percorsi alternativi.
Analisi del Comportamento
Osservando i pesci e registrando i loro movimenti, abbiamo raccolto informazioni su diversi aspetti del loro comportamento. Abbiamo notato quanto velocemente raggiungevano il rifugio, le loro Risposte alla paura e quanto bene si adattavano alle sfide.
Risultati dello Studio
Dopo aver analizzato i dati, abbiamo trovato alcune intuizioni chiave:
Memoria e Motivazione
La maggior parte dei pesci trattati con l'antagonista del recettore dei glucocorticoidi ha usato con successo il percorso più breve per il rifugio dopo il trattamento. Questo indica che il trattamento non ha avuto un effetto negativo sulla loro memoria o motivazione a trovare riparo.
Flessibilità Comportamentale
Tuttavia, quando si trattava delle prove di deviamento, i pesci che avevano ricevuto l'antagonista GR hanno commesso più errori nel cercare percorsi alternativi. Questo suggerisce che bloccare gli effetti degli ormoni dello stress ha reso più difficile per loro adattare il proprio comportamento in risposta a condizioni in cambiamento.
Comportamento Relativo alla Paura
In termini di risposte alla paura, i pesci trattati con l'antagonista GR hanno mostrato una costante diminuzione delle loro reazioni spaventate nel corso delle prove. Al contrario, i pesci di controllo hanno mostrato livelli variabili di paura durante l'esperimento, mostrando un recupero più rapido dallo stress dell'esposizione al predatore.
Discussione dei Risultati
Questi risultati dimostrano una connessione importante tra le risposte allo stress, le abilità cognitive e come gli animali possano adattare i loro comportamenti per sopravvivere in ambienti in cambiamento.
Implicazioni dello Studio
Capire come gli ormoni dello stress influenzano l'apprendimento e il comportamento è fondamentale, soprattutto in ambienti naturali dove gli animali devono adattarsi costantemente. Questa ricerca fa luce sul ruolo delle risposte allo stress nella formazione di comportamenti chiave per la sopravvivenza.
Direzioni per la Ricerca Futura
Ulteriori studi sono necessari per approfondire come queste risposte allo stress si sviluppano nel tempo e come influenzano il comportamento a lungo termine. Questa ricerca potrebbe anche informare gli sforzi di conservazione e le strategie di gestione degli animali.
Conclusione
Il nostro studio evidenzia l'intricato rapporto tra stress e comportamento negli animali. Mostra come le risposte allo stress possano influenzare funzioni cognitive come memoria e flessibilità, vitali per adattarsi alle sfide ambientali. Maggiore ricerca in quest'area ci aiuterà a capire come gli animali navigano nel loro mondo e rispondono alle minacce.
Titolo: Does the stress axis mediate behavioural flexibility in a social cichlid, Neolamprologus pulcher?
Estratto: Behavioural flexibility plays a major role in the way animals cope with novel situations, and physiological stress responses are adaptive and highly efficient mechanisms to cope with unpredictable events. Previous studies investigating the role of stress responses in mediating behavioural flexibility were mostly done in laboratory rodents using stressors and cognitive challenges unrelated to the ecology of the species. To better understand how stress mediates behavioural flexibility in a natural context, direct manipulations of the stress response and cognitive tests in ecologically relevant contexts are needed. To this aim, we pharmacologically blocked glucocorticoid receptors (GR) in adult Neolamprologus pulcher using a minimally invasive application of a GR antagonist. GR blockade prevents the recovery after a stressful event, which we predicted to impair behavioural flexibility. After the application of the GR antagonist, we repeatedly exposed fish to a predator and tested their behavioural flexibility using a detour task, i.e. fish had to find a new, longer route to the shelter when the shortest route was blocked. While the latencies to find the shelter were not different between treatments, GR blocked fish showed more failed attempts during the detour tasks than control fish. Furthermore, weak performance during the detour tasks was accompanied by an increase of fear related behaviours. This suggests that blocking GR changed the perception of fear and resulted in an impaired behavioural flexibility. Therefore, our results support a causal link between the capacity to recover from stressors and behavioural flexibility in N. pulcher with potential consequences for an effective and adaptive coping with changing environments.
Autori: Stefan Fischer, Z. Ferlinc, K. Hirschenhauser, B. Taborsky, L. Fusani, S. Tebbich
Ultimo aggiornamento: 2024-04-26 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.07.556642
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.07.556642.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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