Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2016 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/26501 |
Resumo: | Tese de mestrado, Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016 |
| id |
RCAP_dfd6a14ccaa9d7a46b74773f6ca7102f |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.ul.pt:10451/26501 |
| network_acronym_str |
RCAP |
| network_name_str |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafishComportamento socialEfeitos genéticos indiretosOxitocinaPeixa-zebraTeses de mestrado - 2016Departamento de Biologia AnimalTese de mestrado, Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016Perceber de que forma os conspecíficos influenciam um único indivíduo e como é que as interações que são estabelecidas entre indivíduos ocorrem em resposta a alterações do ambiente social é ainda um desafio no campo das neurociências e do comportamento. As interações entre indivíduos, ou seja, comportamento social, encontram-se presentes e estendem-se a um vasto número de espécies, desde as mais simples às mais complexas. São estas interações que permitem aos animais percecionarem informação do ambiente social, influenciando assim o fitness do próprio e dos indivíduos com que estabelecem ligações produzindo efeitos significativos no decorrer do desenvolvimento e no processo evolutivo e filogenético. Da forma em que o ambiente social influencia o fitness dos indivíduos, o comportamento social pode evoluir por diversas razões: (1) pode promover vantagem na taxa de sobrevivência; (2) reduz a probabilidade de transmissão de doenças e parasitas; (3) evoluir devido a efeitos de competição reprodutiva entre indivíduos do grupo. As interações estabelecidas entre organismos sociais e a sua adaptação conferem-lhes efeitos significativos como proteção contra predação, procura de recursos ou parceiros, além de permitir uma redução dos custos de energia. Esta adaptação dos indivíduos ao ambiente social, nomeadamente plasticidade fenotípica permite que os animais enfrentem os diversos obstáculos adaptando-se às condições pré-existentes. A plasticidade fenotípica é um mecanismo importante na evolução das espécies que permite o aumento das interações sociais e com isto aumentar o fitness do indivíduo e da própria espécie. A ponte principal de comunicação entre animal e ambiente é o comportamento e é com esta função inapta que os animais respondem a novas situações modificando o seu comportamento levando a adaptações morfológicas, psicológicas e que se traduzem numa linha cronológica de eventos importante da vida e desenvolvimento dos indivíduos. A recolha de informação do ambiente é uma ação comum a todos animais desde os mais simples aos mais complexos e que se expressa desde cedo no desenvolvimento podendo ter ações importante para a sua vida. O ambiente além de modificar o comportamento, modifica também um conjunto de mecanismos como por exemplo o cérebro que adapta o comportamento ao ambiente social. Como mencionado anteriormente, o comportamento dependente essencialmente das interações que são estabelecidas entre outros e estas interações levam a que os animais se adaptem ao ambiente. Resumidamente a variação fenotípica exercida nos animais deve-se a duas componentes, ambiente social e efeitos genéticos (i.e., efeitos genéticos indiretos e diretos), que promovem uma larga variabilidade hereditária. Focando nos efeitos genéticos indiretos, estes descrevem a influência dos genes expressos por conspecíficos no fenótipo do indivíduo focal e deste modo o ambiente cria uma rede genética que poderá levar a alterações genótipo-fenótipo alterando o processo evolutivo. Sabe-se que são diversas as moléculas envolvidas na regulação do comportamento social e que modulam a sua resposta. Nomeadamente, a oxitocina, um nonapéptido envolvido na criação de ligações entre macho e fêmea (pair bonding) e cuidado parental em humanos estende-se a outros vertebrados como peixes e aves. A isotocina, homóloga à oxitocina em peixes encontra-se envolvida na modulação de comportamentos sociais complexos como comportamento de cardume e preferência social. A oxitocina e os seus homólogos são secretados no cérebro e entram na corrente sanguínea através do sistema hipotálamo-neuro-hipofisário, um sistema conservado em todos os vertebrados em que alterações nos seus componentes encontram-se ligados a diversas desordens neurológicas. A produção de oxitocina ocorre nos neurónios parvocelulares e magnocelulares na área pré-ótica. Diversos estudos demonstraram a importância e função da oxitocina e dos seus recetores na regulação da cognição e comportamento social. Em ratinho, é sabido que mutações na oxitocina promovem deficits sociais como reconhecimento social e memória. Tendo por base o grande fator que o ambiente social acarreta no desenvolvimento do comportamento nos animais, o presente trabalho centra-se nos efeitos do ambiente social, nomeadamente, o efeito da oxitocina no desenvolvimento das capacidades cognitivas do peixe-zebra. Como tal foi usada uma linha mutada para o recetor da oxitocina que por eliminação de um aminoácido impede a ligação da oxitocina ao recetor, impedindo deste modo a sua libertação. De modo a avaliar a performance cognitiva, foram realizados três testes comportamentais: reconhecimento social, preferência social e aprendizagem social. Uma vez que este estudo se centra no ambiente social, foram formados quatro grupos (1) 1 wild-type + 5 wild-type; (2) 1 knockout + 5 knockout; (3) 1 wild-type + 5 knockout; (4) 1 knockout + 5 wild-type. Cada grupo com seis larvas foi formado com apenas quatro dias, uma vez que, entre o quinto e o sexto dia os indivíduos começam a adquirir capacidades olfativas e visuais. Desta forma, o ambiente é específico do grupo em que o indivíduo se encontra inserido e não por outros fatores externos. Entre os três e os quatro meses, os indivíduos realizam os testes comportamentais sendo necessário a realização de genotipagem à priori de modo a distinguir nos grupos de tratamento o indivíduo focal dos parceiros sociais. Relativamente ao reconhecimento social, este permite analisar a capacidade de os indivíduos conseguirem discriminar um conspecífico estranho de um conspecífico familiar recorrendo à memória de curto prazo, capacidade esta adquirida desde o desenvolvimento inicial. A preferência social é o segundo teste realizado e visa testar componentes de aproximação e afastamento social, e por último a aprendizagem social testa a capacidade de os indivíduos adquirirem informação do ambiente e usarem-na de modo a otimizarem o seu fitness. Os testes foram gravados com auxílio a câmaras e os vídeos analisados com um programa de vídeo-tracking (Ethovision®, Noldus). Dos resultados obtidos, diferentes medidas foram analisadas. Para o reconhecimento social foram calculados índices de preferência e de tempo de exploração; na preferência social foi determinado o tempo passado junto aos parceiros sociais; por último na aprendizagem social foi medido o número de escolhas corretas bem como o tempo de latência. Na preferência social, os dados revelaram a primeira evidência dos efeitos genéticos indiretos nos mutantes de oxitocina. Estes, quando num ambiente social de wild-type apresentam um comportamento semelhante ao do grupo controlo sugerindo uma reversão do fenótipo. Quanto ao wild-type no ambiente knockout o mesmo não se observa sugerindo que diferentes ambientes apresentam diferentes forças seletivas nos indivíduos. Os resultados revelaram que apenas os animais wild-type, independentemente do ambiente, conseguiram discriminar um conspecífico estranho de outro familiar passando mais tempo junto ao indivíduo estranho mostrando assim evidência de memória a curto prazo. Uma vez que o protocolo foi realizado três vezes, os resultados sugerem também a existência de memória a longo prazo com um espaçamento temporal de 48 horas. Por último a aprendizagem social não mostrou nenhuma evidência uma vez que a taxa de escolhas corretas se encontrou abaixo dos 50% indicando uma não aprendizagem. Tal resultado pode ter-se devido ao facto de os demonstradores encontrarem-se no mesmo lado a uma distância relativamente curta, não acarretando nenhum custo-benefício para o indivíduo focal a investigação de um ou de outro. Por último através de câmaras com vista de cima e de lado foi testada a dinâmica de grupo, uma vez que diferentes ambientes promovem diferentes interações entre os indivíduos. Gravações de 10 minutos permitiram analisar a coesão do grupo revelando que os mutantes da oxitocina apresentam uma maior coesão de grupo enquanto o ambiente wild-type torna o grupo mais disperso. Através da análise da coesão do grupo do indivíduo wild-type no ambiente knockout, os dados sugerem que basta um único indivíduo para modificar a dinâmica interna do grupo.Understanding how conspecifics influence individual behaviour and how these interactions occur in response to changes in the social environment is a major challenge in social neuroscience. Social behaviour is dependent on the interactions that animals establish between them. These interactions may influence the fitness of other individuals, and have profound effects in their life history and on the evolutionary process. In fish species, behaviours such as antipredator response, enhancement of foraging activity, mating opportunity and also the presence of dominance within the groups are influenced by the social context. Indirect Genetic Effects (IGE) describe the influence of the social partners´ genes on the phenotype of a focal individual, providing a tool to describe interactions in the social environment. Oxytocin-like peptides have been implicated in the regulation of social behavior across taxa, affecting a diversity of behaviours across functional contexts. It is well known that oxytocin and its homologue isotocin affect pro-social behaviour and influence the modulation of complex behaviour. Using the Zebrafish, Danio rerio as a model organism, this study focused on the indirect genetic effects induced by oxytocin-like peptides, mainly by assessing the performance of zebrafish of different genotypes (WT vs. OXTR-/-) raised in different social environments (WT groups vs. OXTR-/- groups) in different social behaviour paradigms, such as shoal preference, social recognition and social learning, and also by measuring group cohesion; relevant variables that may influence the Darwinian fitness. The results suggest an effect of the social environment in the focal individual’s behaviour (IGE). When analyzing group cohesion, different dispersion index revealed different social values in the environment suggesting that some environments provide more benefits than others. Thus, we have shown that social environment is a major factor in the development of social behavior, and that social features can revert phenotypes induced by specific genes (OXTR-/-).Oliveira, Rui F., 1966-Varela, SusanaRepositório da Universidade de LisboaRibeiro, Diogo Miguel Gonçalves2019-10-30T01:30:13Z201620162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/26501TID:201623781enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-14T15:16:47ZPortal AgregadorONG |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| title |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| spellingShingle |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish Ribeiro, Diogo Miguel Gonçalves Comportamento social Efeitos genéticos indiretos Oxitocina Peixa-zebra Teses de mestrado - 2016 Departamento de Biologia Animal |
| title_short |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| title_full |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| title_fullStr |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| title_full_unstemmed |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| title_sort |
Indirect genetic effects of oxytocin in the development of social behaviour in zebrafish |
| author |
Ribeiro, Diogo Miguel Gonçalves |
| author_facet |
Ribeiro, Diogo Miguel Gonçalves |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Oliveira, Rui F., 1966- Varela, Susana Repositório da Universidade de Lisboa |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Ribeiro, Diogo Miguel Gonçalves |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Comportamento social Efeitos genéticos indiretos Oxitocina Peixa-zebra Teses de mestrado - 2016 Departamento de Biologia Animal |
| topic |
Comportamento social Efeitos genéticos indiretos Oxitocina Peixa-zebra Teses de mestrado - 2016 Departamento de Biologia Animal |
| description |
Tese de mestrado, Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016 |
| publishDate |
2016 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2016 2016 2016-01-01T00:00:00Z 2019-10-30T01:30:13Z |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/10451/26501 TID:201623781 |
| url |
http://hdl.handle.net/10451/26501 |
| identifier_str_mv |
TID:201623781 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
eng |
| language |
eng |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
| eu_rights_str_mv |
embargoedAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação instacron:RCAAP |
| instname_str |
Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação |
| instacron_str |
RCAAP |
| institution |
RCAAP |
| reponame_str |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| collection |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| repository.name.fl_str_mv |
|
| repository.mail.fl_str_mv |
|
| _version_ |
1777303321087836160 |