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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.41.2022.tde-06122022-164756
Document
Author
Full name
Diego Pereira Nogueira da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Gomes, Fernando Ribeiro (President)
Iannini, Carlos Arturo Navas
Japyassú, Hilton Ferreira
Mauro, Patricia Izar
Title in Portuguese
Efeitos do aumento de temperatura e estresse térmico prolongado na fisiologia e comportamento da rã-touro (Lithobates catesbeianus): correlações entre a fisiologia do estresse e personalidade animal
Keywords in Portuguese
Amphibia
Ecofisiologia
Estresse
Mudanças climáticas
Personalidade animal
Abstract in Portuguese
Mudanças ambientais antropogênicas, em especial, mudanças climáticas, são um dos principais fatores associados com a grande crise de biodiversidade que vêm sido observada nas últimas décadas. Sabe-se que o aumento de temperatura global está associado com respostas de estresse tanto a nível hormonal quanto comportamental, observadas em diversas espécies na natureza, e que animais ectotermos se encontram especialmente vulneráveis. Recentemente, o estudo da personalidade animal (diferenças interindividuais consistentes de comportamento) e sua importância para entender como animais lidam com estressores e as implicações disso para a conservação vem ganhando bastante atenção. Neste trabalho foi investigada a existência de personalidade e como esta interage com a fisiologia do estresse em rãs-touro (Lithobates catesbeianus) quando elas são submetidas a temperaturas elevadas por períodos prolongados. Para cada animal, foram medidas a exploração e boldness múltiplas vezes antes e depois dos animais serem submetidos às temperaturas elevadas e também medimos as concentrações de corticosterona (CORT) e testosterona (T) ao longo do experimento. A temperatura elevada se mostrou um potente estressor para a rã-touro. Animais submetidos ao estressor tiveram maiores concentrações de CORT e menores concentrações de T durante toda a duração do experimento (∼7 semanas). Além disso, indivíduos foram consistentes tanto para medidas de boldness quanto para exploração, havendo existência de personalidade. Porém, não foi encontrada uma síndrome comportamental entre esses dois eixos comportamentais. A personalidade se mostrou responsiva ao aumento de temperatura, diminuindo a consistência a longo termo para as variáveis exploratórias e aumentando a consistência de boldness. Finalmente, animais com maiores concentrações de CORT e menores concentrações de T exploraram seu ambiente mais rápido e se expuseram menos a riscos (mais tímidos), e animais mais tímidos também tiveram uma maior perda de condição corpórea ao longo do experimento. Esses resultados podem indicar que animais mais tímidos estariam mais vulneráveis às mudanças climáticas nessa espécie, com possíveis impactos negativos do aumento de temperatura à reprodução e sobrevivência desses indivíduos. Esta foi a primeira vez que correlações entre personalidade e diferenças proximais subjacentes foram demonstradas em uma espécie de anfíbio. Dado que anfíbios atualmente são o grupo de vertebrados mais ameaçados pelas mudanças climáticas, estudos investigando interações da personalidade com mudanças ambientais se mostram promissores para auxiliar em programas de conservação e manejo de espécies ameaçadas.
Title in English
Effects of elevated temperatures and prolonged thermal stress on physiology and behaviour of the American bullfrog (Lithobates catesbeianus): correlations between stress physiology and animal personality
Keywords in English
Amphibia
Animal personality
Climate change
Ecophysiology
Stress
Abstract in English
Anthropogenic environmental change, particularly, climate change, is one of the most important factors associated with the great biodiversity crisis observed in the past few decades. It is known that rises in average global temperature are associated with stress responses at the hormonal and behavioural levels in several species in the wild, and that ectotherms are especially vulnerable to these changes. Recently, the study of animal personality (consistent interindividual differences in behaviour) e its importance to understand how animals cope with stressors, and the implications of this behavioural consistency for conservation has gained a lot of attention. In this work, I investigated the existence of personality differences and how they interact with stress physiology in the American bullfrog (Lithobates catesbeianus) when animals are exposed to elevated temperatures for long periods of time. For each animal, I measured exploration and boldness multiple times before and after exposure to high temperatures, and I also measured plasma concentrations of corticosterone (CORT) and testosterone (T) throughout the experiment. Elevated temperatures were shown to be a potent stressor for the bullfrogs. Animals exposed to thermal stress had higher levels of CORT and lower levels of T throughout the entire experiment (∼7 weeks). Furthermore, individuals were consistent both in measures of boldness as well as exploration, indicating the existence of personality traits. However, there was no evidence for a boldness-exploration behavioural syndrome. Personality differences were responsive to increases in temperature, with long-term (across contexts) consistency being lowered for exploratory variables and increased for boldness. Finally, animals with higher plasma concentration of CORT and lower concentration of T explored their environment faster and were more risk-averse (shy), and shy individuals also had a larger loss of body condition throughout the experiment. These results might indicate that shyer animals are more vulnerable to climate change in this species, with possible negative impacts arising from elevated temperatures in reproduction and survival in a natural setting. This was the first time that differences in personality were correlated with possible underlying proximate mechanisms in a species of amphibian, which are notably understudied in personality literature. Given that amphibians are currently the most vulnerable vertebrate group in the context of climate change, studies investigating interactions between personality differences and environmental change are likely to be very promising in aiding programmes for management and conservation of endangered species.
 
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Diego_Silva.pdf (1.82 Mbytes)
Publishing Date
2023-03-27
 
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