A comprehensive study of sleep-wake behavior in the burrowing owl (Athene cunicularia)
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/55790 |
Resumo: | O ciclo sono-vigı́lia é homeostaticamente regulado e universalmente conservado no reino animal, sendo a coordenação bem equilibrada desse processo um imperativo para sobrevivência. Todavia, muitos aspectos desse processo vital ainda permanecem pouco compreendidos. Motivados pelo grande potencial dos estudos comparativos que buscam elucidar várias questões nesta área, o presente trabalho apresenta um estudo comportamental pormenorizado sobre o ciclo sono-vigı́lia da coruja buraqueira (Athene cunicularia). A originalidade deste estudo fundamenta-se numa mistura eclética e parcimoniosa da literatura primária e de observações pessoais sugerindo que a coruja buraqueira representa um caso raro de catemeralidade em aves - traço comportamental intrinsecamente ligado ao sono polifásico. A fim de fornecer evidências mais diretas e quantitativas sobre essa hipótese, filmamos um total de 7 corujas por dia em um viveiro ao ar livre; e anotamos, com 1 segundo de precisão, o seu repertório comportamental tendo com base um etograma especificamente elaborado para descrever os comportamentos relacionados ao ciclo sono/vigı́lia. Para analisar tal conjunto de dados, utilizamos várias abordagens complementares, incluindo a seleção de modelos circulares, análises quantitativas, probabilidades de transições de estado, e estatı́sticas multivariadas. Globalmente, os resultados obtidos a partir dessas análises indicam que as corujas buraqueiras fragmentam suas atividades diárias em picos de curta duração, de forma irregular e não aleatória, sendo em sua maioria expressas por movimentos de cabeça. Esse padrão comportamental manteve-se dia e noite havendo ligeiras alterações em cada hora do dia e um expressivo aumento de atividade durante o crepúsculo, corroborando, pois, a noção latente de que a coruja buraqueira é uma ave catemeral. Vale a pena destacar que a marcação das poses vigilante e de repouso mostrou ser uma estratégia valiosa para se obter uma compreensão mais profunda do ciclo sono-vigı́lia das corujas buraqueiras. À luz da complexa natureza da privação de sono em aves, ficamos surpreendidos ao constatarmos que as corujas buraqueiras exibem rebote do sono, ainda que nossos resultados tenham se baseado em indicadores comportamentais. Tudo isso nos permite concluir que o fato das corujas buraqueiras apresentarem um padrão de sono fragmentado, amplamente distribuı́do ao longo de 24 horas, não as isenta da necessidade de compensação do sono. Este é o primeiro estudo a documentar um efeito rebote após perı́odo de privação de sono induzida experimentalmente em corujas. |
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A originalidade deste estudo fundamenta-se numa mistura eclética e parcimoniosa da literatura primária e de observações pessoais sugerindo que a coruja buraqueira representa um caso raro de catemeralidade em aves - traço comportamental intrinsecamente ligado ao sono polifásico. A fim de fornecer evidências mais diretas e quantitativas sobre essa hipótese, filmamos um total de 7 corujas por dia em um viveiro ao ar livre; e anotamos, com 1 segundo de precisão, o seu repertório comportamental tendo com base um etograma especificamente elaborado para descrever os comportamentos relacionados ao ciclo sono/vigı́lia. Para analisar tal conjunto de dados, utilizamos várias abordagens complementares, incluindo a seleção de modelos circulares, análises quantitativas, probabilidades de transições de estado, e estatı́sticas multivariadas. Globalmente, os resultados obtidos a partir dessas análises indicam que as corujas buraqueiras fragmentam suas atividades diárias em picos de curta duração, de forma irregular e não aleatória, sendo em sua maioria expressas por movimentos de cabeça. Esse padrão comportamental manteve-se dia e noite havendo ligeiras alterações em cada hora do dia e um expressivo aumento de atividade durante o crepúsculo, corroborando, pois, a noção latente de que a coruja buraqueira é uma ave catemeral. Vale a pena destacar que a marcação das poses vigilante e de repouso mostrou ser uma estratégia valiosa para se obter uma compreensão mais profunda do ciclo sono-vigı́lia das corujas buraqueiras. À luz da complexa natureza da privação de sono em aves, ficamos surpreendidos ao constatarmos que as corujas buraqueiras exibem rebote do sono, ainda que nossos resultados tenham se baseado em indicadores comportamentais. Tudo isso nos permite concluir que o fato das corujas buraqueiras apresentarem um padrão de sono fragmentado, amplamente distribuı́do ao longo de 24 horas, não as isenta da necessidade de compensação do sono. Este é o primeiro estudo a documentar um efeito rebote após perı́odo de privação de sono induzida experimentalmente em corujas.The well-balanced coordination of the sleep-wake cycle is a mandatory, homeostatically regulated, and universally conserved requirement for animal survival. Yet, many aspects of this vital process remain poorly understood. Motivated by the great potential of comparative studies to clarify various conundrums in this research area, the present study provides a comprehensive behavioral account of the sleep-wake cycle in the burrowing owl (Athena cunicularia). The originality of this endeavor rested on an eclectic and parsimonious mix of primary literature and intimate, personal observations suggesting that this owl species may represent a rare of cathemerality in birds, a behavioral trait intrinsically linked to polyphasic sleep. To provide more direct and quantitative evidence for this hypothesis, we videotaped a total of 7 owls over a daily cycle (24h) in an outdoor aviary, and scored their behavioral repertoire, with one- second precision, according to an ethogram tailored to organize specific behaviors into sleep/wake-related categories. To analyze this dataset, we used various complementary approaches, including circular model selection, computation of scalar quantities, probabilities based on state transitions, and multivariate statistics. Overall, the results obtained from this analysis indicate that burrowing owls fragment their daily life into short-lived, irregular, albeit non-random, bursts of activity, mostly expressed by head movements. This behavioral pattern was sustained day and night, with minor alterations, except for twilight hours, during which an expressive increase in wakefulness was detected, demonstrating that the latent notion of burrowing owls being a cathemeral bird is accurate. Moreover, the scoring of vigilant and rest poses proved to be a valuable strategy to gain a deeper understanding of the sleep-wake profile of burrowing owls. In light of the complex nature of sleep loss in birds, we were surprised to discover that burrowing owls exhibit sleep rebound even though our results are based on behavioral indicators. This leads us to the following conclusion: the fact that burrowing owl species present a fragmented sleep pattern largely distributed over 24 hours does not exempt them from the need for sleep compensation. Indeed, this is the first study documenting sleep recovery after a period of experimentally induced sleep deprivation in owls.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e FarmacologiaUFMGJerome Baronhttp://lattes.cnpq.br/7044465149117355Cintia Aparecida de Souza Garcia Piton2023-07-04T21:57:55Z2023-07-04T21:57:55Z2022-02-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/55790enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2023-07-04T21:57:56Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/55790Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2023-07-04T21:57:56Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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