Greve și tresări ale știucului nordic (Esox lucius) o comparație a activității musculare și a cinematicii

Jurnalul de biologie experimentală

REZUMAT

Esox lucius
ştiucă
grevă
tresărire
capturarea prăzii
start rapid
S-începe

Introducere

Pornirile rapide sunt mișcări de înot care implică o scurtă explozie de activitate de accelerare mare. Pornirile rapide au fost identificate în mai multe contexte comportamentale, inclusiv evadări (de exemplu, Weihs, 1973; Webb, 1976), greve de hrănire (de exemplu, Webb și Skadsen, 1980; Rand și Lauder, 1981), viraje post-hrănire (Canfield și Rose, 1993 ).) și interacțiunile sociale (Fernald, 1975). Datorită importanței sale în hrănire și evadare, comportamentul de pornire rapidă este strâns legat de supraviețuire și s-a constatat că evoluează rapid odată cu modificările presiunii prădătorilor (O'Steen și colab., 2002).

Comportamentul focal de pornire rapidă pentru cercetare a fost răspunsul de evadare C-start. Comportamentul C-start include, în general, o îndoire în formă de C, îndepărtată de direcția stimulului (etapa 1), urmată de o lovitură propulsivă a cozii (etapa 2) și adesea înot ulterior (etapa 3) (Weihs, 1973). C-starturile au fost examinate într-o gamă largă de specii (revizuite de Domenici și Blake, 1997), prin ontogenie (de exemplu, Taylor și McPhail, 1985; Fuiman, 1994; Hale, 1996, 1999) și din punct de vedere ecologic (O'Steen et. al., 2002) și contextele evolutive (de exemplu, Zottoli, 1978; Hale și colab., 2002; O'Steen și colab., 2002). Deoarece comportamentul de evacuare C-start este controlat de o populație mică de neuroni reticulospinali și datorită simplității și accesibilității circuitelor sale neuronale (de exemplu, Faber și colab., 1989; Fetcho, 1991; Zottoli și Faber, 2000; Eaton și colab., 2001), a devenit un sistem model pentru examinarea controlului neuronal al mișcării.

În timp ce C-startul a fost studiat din perspective diverse, un al doilea tip de comportament de pornire rapidă numit S-start (Hoogland și colab., 1956; Webb, 1976) a fost un focus de cercetare asupra dinamicii musculare (Frith și Blake, 1995; Johnston și colab., 1995; Spierts și Van Leeuwen, 1999) și cinematică (Harper și Blake, 1990, 1991), dar nu a fost studiată într-o gamă largă de impozite și nici nu a fost stabilită baza sa neuronală. Cu toate acestea, faptul că comportamentul a fost identificat la taxoni ca fiind filogenetic îndepărtat și ecologic distinct ca știuca (de exemplu, Hoogland și colab., 1956; Webb și Skadsen, 1980) și crapul (Spierts și Van Leeuwen, 1999) sugerează că comportamentul poate fi folosit de o gamă largă de specii. S-a dovedit că comportamentul S-start apare atât în greve de hrănire, cât și în tresări de evacuare (revizuite de Domenici și Blake, 1997). În timpul răspunsului de tresărire S-start, peștele formează o formă "S" cu o îndoire în coadă contralaterală către îndoirea principală a corpului rostral. Date recente de electromiografie privind comportamentul de evacuare S-start la speciile Esocidae moscelunge (Esox masquinongy) au demonstrat că tresărirea S-start este generată printr-un model calitativ diferit de activitate musculară decât C-start (Hale, 2002). Acest rezultat sugerează că pornirea S este un tip independent de răspuns la tresărire de la pornirea C și nu este generat de același circuit neuronal.

Tipul S-start al comportamentului de pornire rapidă a fost identificat ca funcționând în greve de hrănire la mai multe specii de esocide (Webb și Skadsen, 1980; Rand și Lauder, 1981; Harper și Blake, 1991). Înainte de mișcarea propulsivă a loviturii, corpul peștilor ia o formă S cu o îndoire majoră către o parte rostral și către partea opusă caudal. Începerea S a grevei a fost împărțită în două categorii pe baza perioadei de timp în care curba S este menținută (Webb și Skadsen, 1980). În timpul loviturilor de tip A, lovitura începe cu peștele într-o poziție dreaptă și cotul S are loc ca parte a loviturii. În schimb, în timpul loviturii de tip B, lovitura este inițiată dintr-o poziție în formă de S. S-au făcut distincții suplimentare în loviturile S-start în funcție de profilurile de accelerație ale mișcării și de numărul de lovituri ale cozii care urmează cotului S înainte de capturarea prăzii (Harper și Blake, 1991).

Rolul pornirii rapide S-start în comportamentul de lovire este unic. În timp ce C-starturile au fost identificate în viraje post-hrănire, în acest context, acestea funcționează probabil ca o manevră defensivă departe de suprafața apei (Canfield și Rose, 1993) unde sunt disponibile pradă, dar peștii sunt, de asemenea, mai vulnerabili la prădători. Spre deosebire, în timpul loviturilor S-start, S-bendul are loc înainte de capturarea prăzii și, prin urmare, este o parte integrantă a evenimentului de captură a prăzii.