Differenze legate al sesso nelle risposte comportamentali del pesce zebra (Danio rerio) indotte da stimoli ambientali, sociali e artificiali

Zebrafish (Danio rerio, Cyprinidae) is a popular freshwater aquarium fish. Its social behaviour appears complex and little is known about sex-related shoaling (fish aggregation for social reason) preference and mate choice. The aim of this project is studying the potential influence of the artificial environment on social and reproductive preferences, with a focus on visual communication. Understanding this, could be also important for the husbandry of this species in aquariums. In this study 40 animals were involved in two non-invasive experiments using a cross-maze and a video-tracking software (EthoVision XT) methodology. These experiments were approved by the ethical commission regarding the experiments on animals and no animal was harmed or killed during the trials. In pre-test period of the first experiment two groups, one for males (n=10) and the other one for females (n=10), were kept in sex-isolated aquariums for 7 days, with a different habitat colour for each one: green for males and red for females. After that, each group was maintained separated and 8 behavioural tests, with focal observations about colour and social preference, were conducted. In the second experiment, 2D social stimuli (manipulated by Photoshop) were used in 9 behavioural tests to study social and sexual behaviour of other two groups, one for males (n=10) and the other one for females (n=10). Significant differences were found in social and reproductive preference between males and females. For instance, females showed more sexual attraction than males and avoided phenotypically similar females. Males spent more time close to another male and less with a female and they were not choosy for social and reproductive partners. This methodology could be apply to study social and sexual preference in other aquatic species too, with a focus on fish keeping and conservation. Lastly, altered social behaviour, specially inter-sex interactions, could be a very important indicator of how is the impact in particular ecological issues (e.g. pollution, rising water temperature, habitat destruction, invasive species) of aquatic ecosystems.

INTRODUZIONE: Lo Zebrafish (Danio rerio) è una specie ittica tropicale; viene considerato un organismo modello a livello sperimentale, con numerose applicazioni in diversi ambiti. I meccanismi alla base delle preferenze sociali e riproduttive appaiono complessi. In letteratura, la maggior parte dei lavori pubblicati riguardo le interazioni tra conspecifici focalizzano l'attenzione sulla comunicazione chimica, mediata da segnali dispersi nel mezzo acquatico. Lo scopo di questa ricerca è stato quello di studiare la possibile influenza dell'ambiente sperimentale sulla preferenza ai colori, ai partner sociali (shoaling) e a quelli riproduttivi (mate choice), approfondendo il ruolo svolto dalla comunicazione visiva. Inoltre si sono volute valutare le risposte comportamentali indotte, negli animali testati, da stimoli artificiali di tipo sociale. MATERIALI E METODI: Nel complesso sono stati utilizzati 40 individui sessualmente maturi, i quali sono stati sottoposti a diversi test comportamentali non invasivi all'interno di un cross-maze. Sono stati condotti due diversi esperimenti, utilizzando un software di video-tracking (EthoVision XT) per le misurazioni etologiche. I due gruppi del primo esperimento, uno per i maschi (n=10) e uno per le femmine (n=10), sono stati tenuti sessualmente separati in due diversi acquari per 7 giorni; ogni acquario disponeva di una determinata colorazione esterna: verde per i maschi e rosso per le femmine. Nella fase di osservazione sono stati condotti 8 diversi test comportamentali. Per il secondo esperimento sono state create alcune immagini 2D artificiali (manipolate tramite il software grafico Photoshop) rappresentanti conspecifici; queste sono state utilizzate come stimoli sociali e sessuali nei 9 test comportamentali eseguiti con gli individui di altri due gruppi, uno per i maschi (n=10) ed uno per le femmine (n=10). RISULTATI E DISCUSSIONE: Nonostante non siano state del tutto chiarite le preferenze ai colori e l'effettiva influenza della colorazione ambientale sulle varie risposte comportamentali, sono state riscontrate significative differenze nelle scelte sociali e riproduttive tra maschi e femmine. Ad esempio, le femmine hanno mostrato una preferenza più forte, rispetto ai maschi, verso individui di sesso opposto; inoltre, hanno evitato lo shoaling con femmine fenotipicamente più simili a loro. I maschi, invece, hanno speso più tempo vicino ad altri maschi e meno tempo vicino alle femmine; comunque, in generale, sono risultati meno selettivi verso i partner sociali e sessuali. Approfondire le conoscenze sulle interazioni sociali e riproduttive potrebbe essere importante, oltre che per un corretto mantenimento in ambiente protetto, anche per la conservazione delle specie in natura, permettendo di migliorare la valutazione dell'impatto faunistico di vari problemi ambientali. Inoltre, questa metodologia potrebbe essere applicata per lo studio dell'ecologia comportamentale di altre specie acquatiche, oppure per approfondire altri aspetti etologici dello stesso Danio rerio.