Influência do tipo de abrigo e da frequência de oferta alimentar no comportamento do camarão Macrobrachium rosenbergii (De Man 1879)

Texto

(1)PRISCILA FERNANDES SILVA. INFLUÊNCIA DO TIPO DE ABRIGO E DA FREQUÊNCIA DE OFERTA ALIMENTAR NO COMPORTAMENTO DO CAMARÃO Macrobrachium rosenbergii (De Man 1879).. Tese apresentada a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, para obtenção do título de Doutor pelo Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia.. NATAL 2014.

(2) PRISCILA FERNANDES SILVA. INFLUÊNCIA DO TIPO DE ABRIGO E DA FREQUÊNCIA DE OFERTA ALIMENTAR NO COMPORTAMENTO DO CAMARÃO Macrobrachium rosenbergii (De Man 1879).. Tese apresentada a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, para obtenção do título de Doutor pelo Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia.. Orientadora: Maria de Fátima Arruda de Miranda Co-orientadora: Karina Ribeiro. NATAL 2014.

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(4) AGRADECIMENTOS. Deixo aqui o meu agradecimento a todos que contribuíram direta ou indiretamente para realização desse trabalho. À minha família. Em especial ao meu pai José, minha mãe Célia e minha irmã Fabíola, meus principais incentivadores, meus melhores exemplos, meus maiores amores. À minha orientadora, Profa. Maria de Fátima Arruda. Por toda sua paciência e equilíbrio. Por sua visão prática e otimista. Por seu apoio e incentivo. Por todos os ensinamentos teóricos e práticos sobre o comportamento animal, sobre ciência, sobre a academia, sobre a Vida. À minha co-orientadora Profa. Karina Ribeiro, pela disponibilidade e colaboração. Ao Prof. Arrilton Araújo, pelas orientações, discussões e pelos momentos alegres no LBC. A Thiago, meu companheiro de todas as horas, por seu apoio incondicional. E a todos da família Miranda Moreira pelo carinho e incentivo. A todos os colegas do Laboratório de Estudos do Comportamento do Camarão, pela ajuda ao longo do trabalho. A todos do Laboratório de Biologia Comportamental (LBC). Pelos momentos de discussões, distrações e pelas amizades conquistadas. Ao Prof. Francisco Seixas, por toda contribuição no meu aprendizado. Ao Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia, seus professores e funcionários. À CAPES e ao CNPq pelo apoio financeiro para o desenvolvimento dessa pesquisa..

(5) SUMÁRIO. RESUMO ....................................................................................................................... 1 ABSTRACT ................................................................................................................... 3 1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 6 2. HIPÓTESES E PREDIÇÕES ................................................................................... 15 3. OBJETIVOS .............................................................................................................. 17 4. METODOLOGIA GERAL ...................................................................................... 18 4.1. Condição experimental .............................................................................. 18 4.2. Comportamentos registrados ...................................................................... 19 4.3. Relações de dominância .............................................................................. 19 5. MANUSCRITO 1 - Social status and individual behavioral differences in Macrobrachium rosenbergii ………………………………………………………….. 20 6. MANUSCRITO 2 - Influence of shelter type on the behavior of Macrobrachium rosenbergii (De Man 1879) juveniles. ……………………………………………….. 41 7. MANUSCRITO 3 - Behavior of Macrobrachium rosenbergii under diferent feeding frequencies. ................................................................................................................... 60 8. DISCUSSÃO GERAL .............................................................................................. 77 9. CONCLUSÃO …………………………………………………………………….. 84.

(6) RESUMO Macrobrachium rosenbergii é uma espécie de camarão de água-doce que apresenta crescimento heterogêneo regulado por fatores sociais. É sabido que as condições de viveiro podem intensificar o agonismo, causando danos aos animais, diminuição na sobrevivência, além de gerar uma redução no seu bem-estar. Nosso objetivo foi investigar o comportamento de M. rosenbergii na fase de juvenil em função de diferentes tipos de abrigo e de frequência de oferta do alimento. Para isso, juvenis foram observados em laboratório em três etapas. Na etapa I, caracterizamos o perfil comportamental. Camarões foram mantidos em oito aquários (27 camarões/m²), marcados e observados em quatro horários ao longo do dia para registro do comportamento nas duas fases do ciclo de luz. Na etapa II (2 experimentos), avaliamos a utilização de abrigos (tijolos ou rolo em tela de polietileno) pelos animais e sua influência no agonismo. Para classificação dos animais no ranque de dominância o método utilizado foi o David’s Score. Na etapa III (3 experimentos), avaliamos a variação na frequência de oferta do alimento sobre o comportamento, em particular o agonismo. Os resultados da etapa I mostraram que juvenis não apresentam um perfil atividade/inatividade entre as fases do ciclo de luz, ou seja, os animais alternam momentos de atividade nas duas fases do ciclo. Identificamos uma hierarquia social com relações de dominância, na qual dominantes apresentaram vantagem no acesso ao alimento e maior ganho de peso. Mesmo assim a frequência de ingestão do alimento não diferiu entre dominantes e subordinados. Na etapa II, o tipo de abrigo influenciou o comportamento. O abrigo de tijolo gerou uma maior frequência de permanência bem como uma redução na frequência de interações agonísticas. Na etapa III, a distribuição do alimento de forma mais frequente ao longo do dia, diminuiu a motivação dos animais para a alimentação, bem como para o confronto. Desta forma, concluímos que a 1.

(7) utilização de abrigos que diminuam a detecção dos indivíduos pelos coespecíficos, bem como o aumento na frequência de alimentação reduzem o agonismo. Tal resultado acarreta numa melhora da qualidade de vida dos camarões e na sua qualidade como produto final. Palavras-chave: comportamento agonístico, ciclo de claro e escuro, juvenil, abrigo, alimentação, bem-estar animal.. 2.

(8) ABSTRACT Macrobrachium rosenbergii is a freshwater prawn which presents agonistic behavior and heterogeneous growth. It is known that captive conditions can intensify agonism causing injuries and decreased survival, generating a condition of poor welfare. Based on this, we aim to investigate the behavior of M. rosenbergii in the juvenile phase according to different types of shelter and frequencies of feed offer, emphasizing their agonistic behavior. For this, juveniles were observed in the laboratory in three steps. At step I we characterized the behavioral profile; prawns were kept in eight aquariums (27 prawns/m2), identified and observed four times along both phases of 24 h light cycle. At step II (2 experiments), we evaluated the use of shelters (brick or polyethylene rolls) and their influence on agonism by the animals. For classification of animals in dominance rank, the method used was David's Score. At step III (3 experiments), we evaluated different frequencies of feed offer on the behavior of individuals, in particular agonism. Results showed that juveniles do not present a pattern activity/inactivity between the phases of the light cycle. We identified a dominance hierarchy among individuals taking advantage of access to food by the dominant, which showed greater weight gain although the frequency of intake did not differ between individuals. The type of shelter influenced the behavior of animals. Brick shelter generated a higher frequency of permanence and a reduction in the frequency of agonistic interactions. The distribution of food more frequently throughout the day, decreased the motivation of animals for food, as well as to fight. Prawns fed four times showed lower frequency of feed intake and agonistic interactions. Thus, we conclude the shelters which reduce animal’s detection by coespecifics and offer the food four times along the day reduce agonistic behavior. This result causes na improvement in life quality of the prawns and also in its quality as final product. 3.

(9) Keywords: agonistic behavior, light cycle, juvenile, shelter, feeding, welfare.. 4.

(10) APRESENTAÇÃO. Essa tese será apresentada na forma de três manuscritos. Iniciaremos o texto com uma introdução geral que dará base para as discussões específicas de cada manuscrito. Seguinte à introdução geral, descrevemos a metodologia geral que engloba os aspectos comuns dos três manuscritos. O manuscrito 1, intitulado “ Social status and individual behavioral differences in Macrobrachium rosenbergii ”, discute o perfil de atividades do camarão na fase de juvenil, enfatizando as diferenças individuais e as relações de dominância. O manuscrito 2, intitulado “ Behavior of Macrobrachium rosenbergii under different feeding frequencies ”, avalia o comportamento do camarão submetido a três diferentes frequências de oferta do alimento. O manuscrito 3, intitulado “Influence of shelter type on the behavior of Macrobrachium rosenbergii (De Man 1879) juveniles”, avalia o comportamento do camarão associado a dois diferentes tipos de abrigo. Por fim, apresentamos uma discussão geral destacando os resultados mais relevantes do trabalho.. 5.

(11) 1. INTRODUÇÃO Macrobrachium rosenbergii é uma espécie de camarão de água doce bastante conhecida mundialmente. Espécies do gênero Macrobrachium estão distribuídas nas zonas tropicais e subtropicais do planeta e podem ser encontradas em lagos, rios, pântanos e áreas estuarinas. M. rosenbergii é uma das maiores espécies do gênero, é nativa do Sul e Sudeste da Ásia, bem como do Norte da Oceania e de ilhas ocidentais do Pacífico (New, 2002). Apesar de passar a maior parte do seu ciclo de vida na água doce, pode ser considerada uma espécie dependente de estuário, já que precisa de água salobra para se reproduzir (Loebmann, Mai & Lee, 2010). É uma espécie resistente a condições adversas e por isso se tornou a espécie de camarão de água doce mais utilizada em cultivos no mundo (Iketane et al. 2011). Atualmente pode ser encontrado em todos os continentes e no Brasil é a espécie de água-doce predominantemente cultivada (New 2000; Valenti 2007). Dentre as principais características de M. rosenbergii podemos destacar a variedade de tamanhos entre os indivíduos de uma população, principalmente entre machos adultos (Karplus, 2005). Numa população sexualmente madura desta espécie podemos encontrar três morfotipos de macho, os quais diferem nas suas características morfológicas, fisiológicas e comportamentais. Os machos de quela azul, que possuem quelas longas, azuis e espinhosas; machos de quela laranja, que apresentam quelas de tamanho intermediário, sem espinhos e geralmente laranjas, podendo ter partes azuis; e por fim os machos pequenos que tem suas quelas pequenas, finas e claras (Barki, Karplus & Goren 1991a). Barki, Karplus e Goren (1991b) registraram a formação de uma hierarquia de dominância entre estes morfotipos, onde o macho de quela azul é dominante em relação ao macho de quela laranja, que por sua vez, domina o macho de 6.

(12) quela pequena. Esta ordem dos morfotipos na hierarquia provavelmente está relacionada ao tamanho dos indivíduos, o que é comum entre crustáceos. Diferenças na morfologia de machos adultos podem ser observadas em diferentes espécies e geralmente estão associadas à escolha de parceiros durante a reprodução. Em crustáceos a presença de machos grandes com apêndices, como quelípedes bem desenvolvidos, sugere a monopolização das fêmeas durante seu período receptivo (Thiel, Chak & Dumont, 2010). Segundo Sagi e Ra’anan (1985) a estratégia reprodutiva de machos de M. rosenbergii difere entre os morfotipos e o macho de quela azul alcança maior sucesso no acesso e guarda das fêmeas e também na fertilização. O tamanho do indivíduo nesta espécie parece ser um dos fatores mais importantes na determinação do seu papel no contexto social, mas não só o tamanho corporal. Barki, Karolus e Goren (1992) classificaram machos de M. rosenbergii de quela laranja e azul em três tamanhos: grande, médio e pequeno. Os pesquisadores então distribuíram os animais em grupos de seis indivíduos com um representante de cada morfotipo e tamanho. Os resultados mostraram que machos de quela azul sempre dominavam os machos de quela laranja, mesmo quando tinham comprimentos de corpo semelhantes. Os autores então consideraram o comprimento das quelas e observaram que machos pequenos de quela azul dominavam machos grandes de quela laranja quando a assimetria entre as quelas era pequena. Desta forma o estudo aponta o efeito do morfotipo como principal determinante na hierarquia, já que este efeito levaria em conta não só o tamanho das quelas, mas também suas diferenças de coloração, que também é um indicador de status social em outras espécies. Em juvenis de M. rosenbergii há evidências de uma diferenciação na taxa de crescimento entre os indivíduos. Ra’anan e Cohen (1984) observaram que juvenis mantidos em grupo, após um período de tempo, apresentam duas classes de tamanho 7.

(13) diferentes: os saltadores que apresentam uma taxa excepcional de crescimento e os retardatários que surgem na presença dos saltadores e apresentam crescimento bastante reduzido. Estes animais que cresceram mais e mais rapidamente provavelmente se tornarão machos de quela azul ou laranja após a maturação sexual, já os retardatários se desenvolveriam em machos de quela pequena. Os autores também observaram animais mantidos em isolamento, os quais apresentaram uma taxa de crescimento mais homogênea ao longo do tempo. Estes resultados levaram os autores a apontar o controle social ao invés da variação genética, como maior força atuante sobre as taxas de crescimento na espécie. De acordo com Karplus (2005) quatro mecanismos sociais podem ser apontados como reguladores do crescimento em crustáceos: a competição direta por alimento onde indivíduos dominantes ou mais agressivos acessariam primeiro o alimento impedindo que os demais o consumissem; supressão do apetite - após a formação de uma hierarquia de dominância aqueles indivíduos subordinados teriam uma taxa de ingestão menor mesmo com alimento abundante no ambiente; eficiência de conversão do alimento diferenciada – os subordinados teriam uma taxa de conversão alimentar pouco eficiente; e por fim o aumento da atividade locomotora – subordinados passariam mais tempo se deslocando na tentativa de escapar dos dominantes e gastariam assim mais energia. Todos estes mecanismos envolvem interações agonísticas entre os animais. Em adultos de M. rosenbergii, pesquisas já mostram que o macho de quela azul tem prioridade no acesso aos recursos (Sagi & Ra’anan, 1985; Barki et al., 1992). Em juvenis ainda há pouca informação sobre como as diferenças individuais atuam na população. Animais jovens ainda não apresentam morfotipos, mas diferenças nas taxas de crescimento já podem ser observadas nesta fase, as quais podem se manter até a fase adulta. E ainda que discretas estas diferenças podem acarretar na formação de uma 8.

(14) hierarquia de dominância entre os indivíduos. Brown et al. (2003) observaram grupos de quatro animais juvenis de M. rosenbergii em laboratório. Os pesquisadores caracterizaram as interações agonísticas, as relações de dominância e subordinação, a consistência destas relações ao longo do tempo e como estas interações estariam relacionadas com as taxas metabólicas latentes dos indivíduos no momento da formação do grupo. Dentro dos grupos estudados foi possível observar a formação de uma hierarquia onde um ou dois indivíduos eram dominantes e os demais subordinados. Entretanto esta hierarquia não era linear, na maioria dos casos um subordinado recebia a maior parte das agressões. O índice de dominância dos indivíduos não sofreu alterações ao longo do tempo. Os animais mostraram uma tendência maior a perder nos conflitos no dia anterior a ecdise, mas o seu índice era rapidamente restabelecido em no máximo dois dias após a muda. Como dito anteriormente M. rosenbergii é a espécie de camarão de água doce mais cultivada atualmente. Os dados atuais sobre o cultivo desta espécie mostram o uso de diferentes estratégias de criação. M. rosenbergii tem sido cultivado em viveiros de cimento ou terra, em gaiolas, plantações de arroz e em policultivo com diferentes espécies de peixe de água doce (New, 2002; Hossain & Kibria, 2006; Cuvin-Aralar, Aralar, Laron & Rosario, 2007; Uddin et al., 2009). A densidade populacional nestes cultivos também varia e em viveiros e gaiolas tende a ser mais alta (Cuvin-Aralar et al., 2007). Com relação a densidade populacional, três tipos de sistema podem ser encontrados: extensivo, semi-intensivo e intensivo. O cultivo extensivo utiliza baixa densidade de animais (1 – 4/m²), geralmente é feito em reservatórios ou campos de arroz, o alimento artificial não é utilizado, nem são feitas fertilizações. O cultivo semiintensivo é o mais comum em zonas tropicais, a densidade populacional é mais alta (4 – 20/m²), o viveiro é fertilizado e a ração é ofertada como complementação do alimento 9.

(15) natural, a qualidade da água e mortalidade dos animais é monitorada. O sistema de cultivo intensivo é feito em viveiros de terra ou concreto, onde os animais são estocados a uma densidade igual ou maior que 20/m². Este tipo de sistema exige altas taxas de renovação. de. água,. aeração. constante,. ração. nutricionalmente. completa. e. monitoramento rigoroso da qualidade de água (New, 2002). Densidades populacionais mais altas do que a natural podem interferir na expressão comportamental dos indivíduos e no seu desenvolvimento. Algumas técnicas tem sido utilizadas para auxiliar o cultivo em altas densidades. O uso de substratos verticais tem minimizado os impactos negativos da densidade em algumas espécies, o que pode se dever ao aumento na produção de alimento natural agregado a estes substratos no viveiro, ou a maior disponibilidade de espaço para os indivíduos (Moss & Moss, 2004; Arnold et al., 2006a). O uso de telas verticalmente distribuídas ou canos de PVC em tanques de cultivo contribuiu para o maior crescimento e sobrevivência de P. monodon submetido à altas densidades, quando comparado com os tratamentos sem adição de substrato (Arnold, Sellars, Crocos & Coman, 2006a; Arnold, Coman, Jackson & Grove, 2009). Tidwell e Coyle (2008) testaram o uso de diferentes tipos de tela no cultivo de M. rosenbergii. Os resultados não diferiram entre os tipos de tela utilizados, mas, que o peso médio dos camarões foi 41 % maior nos tratamentos com as telas e a produção de kg/ha foi 80% melhor. Os autores apontam que a adição de substrato permitiria que os camarões se mantivessem separados uns dos outros, o que diminuiria as interações intra-específicas e o estresse. Segundo Baird, Paullo e Macmillan (2006) a complexidade do habitat reduz o número de interações entre os indivíduos através da diminuição na percepção do coespecífico. O uso de abrigos é um método que pode reduzir as interações agonísticas entre indivíduos. Entretanto se o abrigo for um recurso limitante no ambiente o efeito pode 10.

(16) ser contrário (Baird et al., 2006). De qualquer forma o abrigo é um recurso importante para crustáceos, por isso seu uso tem sido considerado para aquicultura e alguns trabalhos apontam de fato seu efeito na diminuição das interações agonísticas. M australiense como outras espécies do gênero apresenta a formação de uma hierarquia de dominância, onde o dominante defende seu território atacando o subordinado que se aproximar e o subordinado por sua vez, evita o dominante. Para que esses comportamentos ocorram é preciso que os indivíduos possam detectar a presença do outro. Baseando-se nesta predição, Lammers, Warbutton e Cribb (2009b) observou que a disponibilidade de refúgio reduziu a resposta dos indivíduos dominantes a presença dos subordinados, o que consequentemente diminuiria as interações entre eles. GarcíaGuerrero e Molina (2008) distribuíram juvenis de M. americanum em duas diferentes densidades populacionais com e sem abrigo (98 camarões/m² com e sem abrigo e 196 camarões/m² com e sem abrigo). Tubos de plástico (15 cm) serviram como abrigo. Os resultados mostraram que a presença do abrigo aumentou a sobrevivência e favoreceu o crescimento dos animais. O melhor resultado foi encontrado na densidade 98 camarões/m² com abrigo, onde provavelmente a competição por espaço e alimento foi menor. Os autores também apontam que o abrigo permite que os animais se protejam após a ecdise. Crustáceos em geral apresentam uma diferença na distribuição das suas atividades entre as fases de claro e escuro do ciclo de 24 h. Muitas espécies se mostram mais ativas durante a noite. Durante o dia o risco de predação é maior e o que observamos são diferentes estratégias entre as espécies para evitar o predador. No camarão Farfantepenaeus subtilis o comportamento de enterramento é o mais freqüente na fase de claro do ciclo de luz (Silva, Medeiros, Silva & Arruda, 2012). Já em L. vannamei a inatividade é o comportamento predominante na fase de claro enquanto a natação 11.

(17) predomina na fase de escuro (Pontes, Arruda, Menezes & Lima, 2006). Macrobrachium australiense passa a maior parte da fase de claro inativo e em áreas de vegetação, o que diminuiria sua exposição a possíveis predadores (Lammers et al., 2009a). Há pouca ou nenhuma informação na literatura sobre o ritmo de atividades exibido por M. rosenbergii ao longo do dia. Provavelmente esta espécie deve apresentar o mesmo padrão de outras espécies de palaemonídeos, que reduzem sua atividade e aumentam o uso do refúgio durante o dia (Lammers, Warbuttin & CRibb, 2009b). Tão pouco se sabe como o padrão de atividades se mantém em função da presença de coespecíficos ou da disponibilidade de alimento. O manejo do alimento é um importante fator na produção, eficiência na conversão do alimento e diminuição do desperdício, daí a necessidade de desenvolvimento de estratégias baseadas no comportamento alimentar do animal (Zheng, Dong & Tian, 2008). Crustáceos em ambiente natural se alimentam de uma variedade de organismos como bactérias, plâncton, algas, sedimento, moluscos, peixes e outros crustáceos (Figueiredo & Anderson, 2009). Nas fazendas de cultivo desses animais o regime de alimentação varia em função da espécie, da densidade e da fase de vida do animal, dentre outros fatores. Nos sistemas de cultivo semi-intensivo e intensivo, principalmente com espécies de camarão marinho, o alimento artificial é utilizado como complemento ao alimento natural e a oferta é feita em bandejas distribuídas ao longo do viveiro. É através destas bandejas que a avaliação do consumo do alimento é feita. Se não há sobras na bandeja, a taxa de alimentação deve aumentar, mas se houver sobras, a quantidade de ração para a próxima oferta deve diminuir (New, 2002). Esta forma de manejo alimentar é amplamente utilizada, embora seja feita de forma empírica, não levando em conta características comportamentais dos animais (Pontes & Arruda, 2005 a, b). 12.

(18) O alimento artificial representa aproximadamente 55% do custo operacional em cultivos de camarão. Práticas apropriadas de manejo do alimento maximizam o crescimento e sobrevivência dos camarões, enquanto o manejo incorreto leva a uma produção subótima, promove o surgimento de enfermidades e problemas na qualidade da água que afetam negativamente a produção, bem como os ecossistemas adjacentes (Mohanty, 2001). A atenção dirigida ao manejo alimentar é crescente, entretanto, aspectos relacionados ao comportamento frente as práticas atuais, ainda é pouco investigado. Aguzzi, Company e Sardá (2004) afirmam que o perfil de alimentação exibido pela espécie pode ser o resultado de interações complexas entre o seu ritmo comportamental e características moduladoras do ambiente. M. rosenbergii torna-se onívoro ao longo do seu desenvolvimento. Após o estágio larval os animais passam a ser menos seletivos e exploram os recursos alimentares disponíveis no ambiente (Barros & Valenti, 1997). A maior parte dos estudos sobre alimentação de M. rosenbergii estão voltados para alimentação de larvas, as necessidades nutricionais da espécie e as práticas utilizadas nos sistemas de policultivo. A obtenção destas informações e sua a plicabilidade. tem. permitido. o. sucesso de M. rosenbergii na atividade. Mas alguns aspectos permanecem pouco conhecidos. Não há dados, por exemplo, sobre o comportamento do animal frente a oferta do alimento, melhores horários de alimentação ou diferenças na resposta alimentar entre as fases do ciclo de 24 h. Tão pouco há informações sobre o impacto da freqüência de oferta do alimento no comportamento de juvenis. Lima, Pontes e Arruda (2009) submeteram L. vannamei a três diferentes frequências de oferta do alimento (três, quatro e sete vezes) ao longo de sete horários fixos durante o dia. A ingestão foi mais frequente quando a oferta foi feita três vezes ao dia, principalmente as 12 e 14 h. Quando o alimento era ofertado sete vezes os camarões 13.

(19) passaram a maior parte do tempo inativos. Segundo Pontes, Lima e Arruda (2008) a latência de chegada a bandeja e de ingestão do alimento, em juvenis de L. vannamei, foi menor quando o alimento era ofertado três vezes ao dia. Os autores também registraram as latências quando a oferta foi feita quatro e sete vezes. O ganho de peso foi semelhante nos animais alimentados três e quatro vezes e maior do que naqueles onde a oferta foi feita sete vezes. Smith, Buford, Tabrett e Ward (2002) registraram o crescimento e a sobrevivência de P. monodon, mantidos em tanques e alimentados três, quatro, cinco ou seis vezes ao dia. Os resultados não mostraram diferença significativa nos parâmetros observados entre as freqüências. Nhan, Wille, Hung e Sorgeloos (2010) investigaram a resposta de M. rosenbergii em estágio larval, alimentados duas ou seis vezes ao dia com náuplios de Artemia. A freqüência mais alta de oferta levou a um desenvolvimento mais rápido das larvas. Segundo os autores ofertar o alimento várias vezes ao dia garante que ele esteja sempre disponível no ambiente. O estudo do comportamento tem se mostrado um importante aliado na elaboração do manejo adequado de espécies mantidas em cativeiro. M. rosenbergii é uma espécie de interesse comercial que possui características peculiares, como a heterogeneidade no crescimento e o comportamento agressivo. Entretanto, pouco é sabido sobre a resposta comportamental dos juvenis à oferta do alimento e a densidade populacional elevada numa condição artificial, bem como do papel do abrigo nesta condição. Esta pesquisa busca agregar tais informações ao conhecimento já existente sobre a espécie, colaborando para a otimização do seu manejo. Além disso, é crescente a necessidade de considerar o bem-estar dos indivíduos, respeitar suas necessidades e garantir seu crescimento de maneira saudável. Mais uma vez reforçamos o papel da investigação comportamental para alcançar esse objetivo. Só. 14.

(20) assim, poderemos ter como resultado, um melhor aproveitamento na produção e melhor qualidade de vida para animais como decorrência da aplicação desses conhecimentos.. 15.

(21) 2. HIPÓTESES E PREDIÇÕES Hipótese 1: Há diferenças no acesso ao alimento e no crescimento entre indivíduos dominantes e subordinados. (Artigo 1) Predição 1: dominantes apresentarão maior frequência de chegada à bandeja e de ingestão do alimento e ganho de peso quando comparados aos indivíduos subordinados. Predição 2: a latência de chegada à bandeja e de consumo do alimento será menor para os dominantes. Predição 3: indivíduos subordinados exibirão frequências mais altas de atividades associadas à locomoção, como natação, rastejamento e exploração, acarretando em maior gasto energético e menor ganho de peso.. Hipótese 2: como as demais espécies de crustáceos, M. rosenbergii apresenta diferenças no perfil de atividades entre as fases de claro e de escuro do ciclo de 24 horas. Predição 1: atividades relacionadas à locomoção são mais frequentes na fase de escuro (Artigo 1). Predição 2: as interações agonísticas são mais intensas na fase de escuro, já que os comportamentos de ritualização/avaliação seriam pouco eficientes nesta fase (Artigo 1). Predição 3: os animais permanecem inativos na fase de claro; havendo disponibilidade de abrigo, M. rosenbergii passará a maior parte da fase de claro nesses locais (Manuscrito 2).. 16.

(22) Hipótese 3: o tipo do abrigo (tijolo ou rolo feito com tela) interfere no seu uso pelo animal e no comportamento de Macrobrachium rosenbergii (Manuscrito 2). Predição 1: a frequência de permanência no abrigo será mais alta quando os camarões estiverem associados ao abrigo de tijolo, uma vez que as características deste material (coloração escura, barreira entre as câmaras) são mais atrativas para os animais. Predição 2: a frequência de interações agonísticas será mais baixa no abrigo de tijolo quando comparado ao abrigo de tela.. Hipótese 4: a oferta do alimento modifica a expressão dos comportamentos em Macrobrachium rosenbergii (Manuscrito 3). Predição 1: considerando o limite fisiológico da espécie, espera-se que quanto maior a frequência de oferta alimentar, maior a frequência de ingestão desse alimento. Predição 2: comportamentos relacionados à busca e captura do alimento serão mais frequentes nos horários em que o alimento for ofertado. Predição 3: as interações agonísticas devem diminuir à medida que a oferta do alimento for mais frequente, já que alguns indivíduos vão se saciar nas primeiras ofertas e não competirão pelo recurso nas demais.. 17.

(23) 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivo geral Caracterizar o comportamento de Macrobrachium rosenbergii em função de: diferentes tipos de abrigo e diferentes frequências de oferta alimentar. 3.2. Objetivos específicos - Caracterizar o comportamento de Macrobrachium rosenbergii juvenis nas fases de claro e de escuro do ciclo de 24h. - Verificar a existência de hierarquia de dominância em juvenis. - Verificar se a posição do indivíduo na hierarquia de dominância interfere no comportamento. - Verificar se a posição na hierarquia de dominância afeta o crescimento dos juvenis. - Verificar se o tipo de abrigo interfere no seu uso pelos camarões. - Analisar como o tipo de abrigo interfere na distribuição de atividades comportamentais desses animais. - Analisar como o tipo de abrigo interfere nas interações agonísticas. - Comparar a distribuição de atividades comportamentais em três diferentes frequências de alimentação. - Avaliar como a frequência da oferta do alimento interfere nas interações agonísticas.. 18.

(24) 4. METODOLOGIA GERAL 4.1. Condição experimental Esta pesquisa foi desenvolvida no Laboratório de Estudo do Comportamento de Camarão, localizado no Departamento de Fisiologia da UFRN. Os animais utilizados nos experimentos foram obtidos de larvicultura comercial ainda no estágio de pós-larva e transferidos para viveiros na Escola Agrícola de Jundiaí – UFRN, localizada no município de Macaíba – RN. Os animais permaneceram lá até atingirem o estágio juvenil, quando foram transportados para o laboratório. As unidades experimentais utilizadas foram aquários (50 x 30 x 40 cm) com aproximadamente 30 L de água, para as etapas I e II. Para a etapa III foram utilizados aquários maiores (100 x 50 x 60 cm) com aproximadamente 200 L de água. Todos os aquários continham substrato de areia, aeração constante e sistema fechado de recirculação de água através de filtros biológicos. Os filtros são constituídos por camadas sucessivas de: lã de vidro, areia de granulometria maior, areia de granulometria menor, conchas de ostras, lã de vidro, areia de granulometria maior, areia de granulometria menor e carvão ativado. O alimento utilizado foi ração comercial peletizada, no equivalente a 10% da biomassa, ofertada em bandejas. O laboratório é dividido em duas salas, ambas com sistema de luz artificial e fotoperíodo controlado de 12 h, uma delas apresentando a fase de claro das 06:00 às 18:00 e escuro das 18:00 às 06:00 e a outra sala sob ciclo de luz invertido apresentando a fase de escuro das 07:00 às 19:00 e claro das 19:00 às 07:00. Isto permite que os aquários sejam observados nas fases de claro e escuro. Para observação no escuro uma luminária com lâmpada vermelha (15 W) foi utilizada. O atraso de uma hora entre as fases possibilitou que um observador realizasse o registro em todas as janelas de 19.

(25) observação, nas duas fases do ciclo de luz. A qualidade da água foi monitorada e os parâmetros físico-químicos mantidos nos níveis ideais para a espécie.. 4.2 Comportamentos registrados. Os comportamentos característicos do perfil de atividades foram: exploração, rastejamento, natação, ingestão do alimento, limpeza, parado e cavando (Silva et al., 2012). Os comportamentos agonísticos registrados ao longo das observações, foram adaptados de Barki et al. (1991) sendo eles: afastar (AFA), flexão abdominal (FABD), aproximar (APF), perseguir (PER), estender quelípedes (EQUE), estender o meru (EME), levantar o corpo (LEV), golpear (GOLP), abraço (ABR), atacar (ATA), atacar com dáctilos (ATADACT). Durantes as interações agonísticas também foi registrado quais eram os animais envolvidos e a duração em segundos da interação.. 4.3 Relações de dominância. Como Macrobrachium rosenbergii é uma espécie que apresenta uma hierarquia de dominância entre os indivíduos de um grupo, nós testamos como essa hierarquia se estabelece nas duas densidades populacionais. O método utilizado foi o David’s Score, que calcula o ranque de dominância de um indivíduo baseado nos resultados das suas interações com os outros indivíduos do grupo.. Os aspectos específicos da metodologia de cada experimento serão apresentados no seu respectivo manuscrito.. 20.

(26) 5. ARTIGO 1 - Social status and individual behavioral differences in Macrobrachium rosenbergii. Priscila Fernandes Silva* and Maria de Fátima Arruda Departamento de Fisiologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 59078970, Natal, RN, Brazil. Aceito: Marine and Freshwater Behavior and Physiology.. Abstract Adult Macrobrachium rosenbergii males appear in three distinct morphotypes associated with dominance hierarchy. Juveniles can also differ but only in body size. We examined whether juveniles present a size-related dominance hierarchy and whether it could be related to individual behavioral profile. Behaviors were recorded in groups of four prawns for 30 days in the laboratory, four times during light and dark phases of the 24 h cycle. Dominance ranks were analyzed using David’s score method. Observed behaviors differed between light phases. In most groups, two individuals obtained a positive score and the other two a negative score; they were therefore considered dominants and subordinates respectively. There was no correlation between dominance and general behavioral activities. Dominants had greater weight gain and faster access to food. The precocious relation between growth and dominance suggests dominant juveniles are more likely to become blue claw adult males, the morphotype with greater reproductive success.. Keywords: prawn, Macrobrachium rosenbergii, juvenile, agonistic behavior, activity profile, dominance hierarchy, feeding, growth 21.

(27) Introduction Before sexual differentiation in the prawn species Macrobrachium rosenbergii, juvenile prawns present distinct growth rates. Two types of juveniles can be observed in a population, the jumpers and the laggards. Jumpers have higher growth rates and will probably become orange claw and blue claw males. Laggards demonstrate slow growth and mostly become small males as adults (Ra’anan & Cohen 1984, Karplus et al. 1987). In M. rosenbergii, evidence suggests that social factors play a major role in heterogeneous growth (Ra’anan & Cohen 1984). Four social mechanisms may act as growth regulators in crustaceans: direct competition, appetite suppression, altered food-conversion efficiency and increased motor activity (Karplus 2005). All mechanisms are mediated by agonistic interactions between individuals. In direct competition, more aggressive or dominant individuals have an advantage in acquiring food. In appetite suppression, subordinate individuals ingest less food in the presence of dominants, smaller individuals have less efficient food conversion and subordinate animals have higher levels of locomotor activity to avoid dominant individuals (Cobb et al. 1982, Karplus et al. 1992, Karplus 2005). Agonistic behavior is a fundamental component of resource acquisition. In crustaceans, as in other species, intrinsic and extrinsic factors affect the result of aggressive interactions (Bergman & Moore 2003). Body size can play a major role in determining the outcome of competition (Lammers et al. 2010). It may thus serve as an honest signal of an individual’s competitive ability and can affect status within a population. During competition, larger individuals have a greater chance of acquiring and maintaining resources over time (Wacker et al. 2012). In addition, it was observed that individuals in some species increase their growth rate after acquiring dominant positions in the group (Nakano 1995, Heg et al. 2004, Riebli et al. 2011). They may 22.

(28) then suppress the growth of smaller individuals (Karplus 2005). Thus we can predict a positive feedback mechanism that reinforces individual positions in a dominance rank order. Numerous studies in recent years have revealed wide variability in the behavior of individuals of the same species, even of the same breed and reared under the same conditions (Sih et al. 2004, Miranda-de la Lama et al. 2011, Hoogenboom et al. 2013). Aggressive behavior and dominance can be associated with other characteristics of individual behavior. Such differences in a behavior result in differences in their reproductive success and, consequently, in fitness (Dingemanse & Réale 2005, Alvaréz & Bell 2007). Most studies in M. rosenbergii have addressed adult agonistic behavior or management. There is little knowledge about the behavioral profile and activity distribution of juveniles in this species. There is also a lack of comprehensive information on how these factors integrate and influence the social status of the individual in the population. Animals do not differ from one another in the juvenile phase with respect to the morphotype but differ in size. In some groups, this difference is very subtle. Previous studies have already shown differences in the outcomes of agonistic interactions between individuals (Brown et al. 2003). Based on the above information it is important to investigate whether individual juveniles differ in the expression of behavior and how these differences might interfere with their development and life history. M. rosenbergii is largely used nowadays in research and also in aquaculture. However there is still a lack of information about the juvenile phase. For example, what is the relevance of agonistic behavior during this phase and how is it distributed across the day? Most available data have focused in adult behavior and in the difference 23.

(29) between morphotypes. Our goal here was therefore to characterize the behavioral activity profile of juvenile Macrobrachium rosenbergii, to establish a dominance rank order among individuals and to test for a relationship between dominance status and the behavioral activity profile. We also compared growth rates among individuals with different dominance scores. Our hypothesis was that the dominance hierarchy would influence the expression of individual behavior. We postulated that subordinates would spend more time in locomotor activity. We also predicted that dominant juveniles would have greater access to food and higher food ingestion (as demonstrated in adults, Barki et al 1992) and would also have faster growth rates than subordinate individuals.. Methods Experimental animals and conditions Macrobrachium rosenbergii were obtained from a commercial hatchery while they were still in the post-larval stage. The post-larvae were distributed in external tank nurseries. At two months old, 32 prawns were transferred to the laboratory, where they were weighted and distributed in eight aquaria (50 x 30 x 40 cm) with approximately 30 liters of water, sand substrate, constant aeration and a closed system of water recirculation through biological filters. No shelters were provided for the animals. The average initial weight was 1.7 ± 0.9 g and the body length was 6.4 ± 1.0 cm. The four prawns placed together in an aquarium did not differ in weight by more than 5%. Animals were housed uder 32W white fluorescent light on a 12 h controlled photoperiod for the light phase and 15W red fluorescent light for the dark phase. The light sources were distributed evenly across the laboratory. To characterize the behavioral profile throughout the 24 h cycle, four aquaria were distributed in a room submitted to an artificial light cycle 24.

(30) equivalent to natural light (light phase from 06:00 to 18:00 and dark phase from 18:00 to 06:00). The others were exposed to an inverted light cycle in another room (light phase from 19:00 to 07:00 and dark phase from 07:00 to 19:00). This difference of one hour between cycles allowed a single observer to record the behaviors. Physicochemical parameters were monitored to control water quality. Temperature was measured with a glass thermometer (Jad BT02; Jad Aquarium, Guandong, China) and maintained at 24.8 ± 0.8ºC. To measure the dissolved oxygen we used Dissolved oxygen - Marine and Freshwater Test (Labcon tests, Camboriu, Brazil) the mean and standard deviation were 7.7 ± 0.8 mg L-1. For pH and ammonia the tests used were pH Test – Freshwater and Toxic Ammonia – Freshwater (Labcon Tests, Camboriu, Brazil) The pH was maintained at 7.4 ± 0.2 and ammonia at 0.0 mg L-1 .. Data collection The prawns were allowed to acclimatize to laboratory conditions and artificial light cycles for 10 days before recording started. Observations were made for five days per week, four times per day at one, four, seven and ten hours for 30 days after the photoperiod transition. Aquaria submitted to a light regime equivalent to a natural light cycle were observed only in the light phase whereas aquaria submitted to an inverted cycle were observed in the dark phase. There was a difference of one hour in the transition between phases in the rooms with different light cycles. This difference allowed a single observer to record the behavior of the animals. Behavior was recorded using two methods: 1) the instantaneous focal animal method to record behaviors related to the behavioral activity profile and 2) the continuous focal animal method to record agonistic behaviors. Observations lasted 15 min per aquarium with instantaneous data recorded each minute. This means that every minute / sample instant the behavior 25.

(31) displayed by each prawn was recorded. Individuals were differentiated by natural marks. Prawns were fed twice a day with commercial shrimp feed one and seven hours after the photoperiod transition for both phases and immediately before the behavioral recordings were taken. Food was placed in trays and removed only before the next feeding time. The amount of food offered was equivalent to 10% of the total biomass. Behaviors related to the behavioral activity profile were adapted from an ethogram of other species of shrimp (Silva et al. 2012). The following categories were recorded: (1) exploring the substrate - during which the prawn uses its pereopod chelae to investigate the substrate - the animal may be stationary or moving; (2) pellet ingestion - during which the prawn uses its pereopod chelae to handle and eat a pellet; (3) inactivity - during which the animal remains stationary on the substrate; (4) burrowing - during which the prawn uses its pereopod chelae and pleopods to remove the substrate and form a cavity in which it remains afterwards; (5) swimming - during which the prawn moves horizontally or vertically in the water column; (6) crawling - during which the prawn moves along the substrate; (7) auto-grooming - during which the prawn uses its pereopod chelae to groom the body. Exploring the substrate, swimming and crawling are behavioral components of locomotor activity. Agonistic behaviors were adapted from an ethogram that describes behaviors of M. rosenbergii adults (Barki et al. 1991a). We recorded the following behaviors: (1) approach – when one prawn moves toward another; 26.

(32) (2) move away - when one prawn moves away from another; (3) rush - rapid movement of one prawn towards another; (4) abdomen flexing - rapid flexion of the abdomen which results in a movement upwards and backwards through the water (also known as a tail flick or flip); (5) cheliped extension - parallel forward extension of both chelipeds towards another prawn; (6) meral spread - an elevated body position during which both chelipeds are raised horizontally with the merus spread perpendicular to the body; (7) complete lifting - oblique lifting of both the chelipeds and the anterior part of the body; (8) scissoring - the rapid bringing together of the two claws in a scissoring motion on the body of another prawn; (9) embrace - one prawn embraces another prawn with its chelipeds; (10) push - one prawn pushes one of its chelae against the body of another prawn; (11) chase - one prawn chases the other with its chelipeds extended.. Immediately after feed offer we recorded the latency to accessing the feeding tray and the latency to beginning food ingestion for each individual. At the end of the experiment, the prawns were weighed again to determine their weight gain. Prawns that died during the experiment were only replaced if death occurred within five days of the beginning of the experiment. Mortality occurred only in the last week of data collection when ten prawns died.. Data analysis 27.

(33) Agonistic interactions within each group of four animals were analyzed to establish the dominance rank order. The method used was the David's Score method, which ranks each animal according to agonistic interactions between all individuals in the group, taking into account the proportion of wins and losses of each individual and the weighted proportion of wins and losses of the individuals against the animals with which they have interacted (Gammel et al. 2003, Bang et al. 2010). An individual was classified as a “winner” when the opponent exhibited the “move away” response after a mutual approach and interaction. The retreating prawn was classified as a “loser”. A Kolmogorov-Smirnov test showed that the data was not distributed normally so a Kruskal-Wallis test was used to compare the frequencies of the different behaviors. When significant differences were found the post-hoc Multiple Comparisons test was applied. The Mann-Whitney test was used to analyze differences in behavior between light cycle phases. The Spearman’s correlation was used to correlate individual dominance scores with the frequencies of behaviors, weight gain and the number of times an animal arrived at the food tray. The weights of the animals and the latencies are presented as the mean and standard deviation. The significance level was set at p <0.05. Correlations were considered significant when Spearman’s r values were equal or greater than 0.5.. Results Behavioral activity profile and agonistic behavior Auto-grooming and exploration were the most frequent behaviors without a significant difference between them and burrowing was the least frequent (H = 115.023, df = 6, p ˂ 0.05). Other behaviors did not show differences in their frequencies when compared 28.

(34) with one another. When the two light phases were compared, ingestion (U = 48590.5, p > 0.05) and burrowing (U = 92.05, > 0.05) did not differ from one phase to another. Exploration (U = 416854.5, p < 0.001) and auto-grooming (U = 496984.5, p < 0.001) were more frequent in the light phase. Crawling (U = 128299.5, p < 0.05), swimming (U = 446984.5, p < 0.05) and inactivity (U = 79254.5, p < 0.05) were more frequent in the dark phase (Fig 1). Cheliped extension was the most frequent of the agonistic behaviors (H = 138.69, df = 10, p ˂ 0.05). The behavior of move away (U = 22550.0, p < 0.001) was more frequent in the light phase when the light cycle phases were compared. Approach (U = 499625.4, p ˂ 0.05), abdomen flexing (U = 15650; p ˂ 0.05) and push (U = 17072.50; p ˂ 0.05) behaviors were more frequent in the dark phase. Regarding the observed latencies, the average time prawns took to reach the feed tray in the light phase was 125 ± 180 s. In the dark phase it was 137 ± 165. The average time to consume food was 156 ± 190 s during the light phase and 174 ± 191 s in the dark phase of 24 h light cycle. The average final weight of prawns was 2.0 ± 0.9 g.. Fig. 1. Relative frequency of behaviors components of behavioral activity profile. 29.

(35) Dominance score and behavioral activity. The David's score of each individual was obtained within each observed group. Most groups presented the same pattern with two positive and two negative scores (Table 1). To establish whether there is a relationship between locomotor activity and dominance score, correlation tests were applied to the behaviors of exploration, crawling and swimming. The rs results obtained were: exploration (rs = 0.07, p ˂ 0.05), crawling (rs = 0.17, p ˂ 0.05), swimming (rs = -0.14, p ˂ 0.05) and so not significant. No correlation was found between the frequency of feed ingestion and David's score (rs= 0.439; p ˂ 0.05). Significant correlations were found between the animal’s score and weight gain (rs = 0.51, p ˂ 0.05) (Fig.2) and the number of times the animal arrived at the feeding tray (rs = 0.55, p ˂ 0.05) (Fig.3).. Table 1. David’s score result for each animal per aquarium. Aquarium. Animal 1. 2. 3. 4. A. 5,84. 1,77. -2,06. -3,61. B. 3,9. 0,54. -1,09. -1,81. C. 5,05. 0,27. -1,22. -1,51. D. 3,17. 1,9. -0,32. -3,06. E. 5,5. -0,2. -1,95. -2,03. F. 5,48. 1,72. -2,36. -3,92. G. 5,13. -0,19. -0,25. -3,26. H. 5,29. 0,67. -1,18. -3,12. 30.

(36) 8. 6. 4. 2. 0. David's Score. -2. -4. -6 -4. -3. -2. -1. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Weight Gain (g). Fig.1 Spearman correlation between animal’s dominance score and weight gain (r s = 0,51, p ˂ 0,05). 8. 6. 4. 2. 0. David's score. -2. -4. -6 -2. 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14. 16. 18. 20. 22. 24. 26. Feeding Tray Arrived. Fig. 2 Spearman correlation between animal’s dominance score and number of times animal arrived on feeding tray (rs = 0,55, p ˂ 0,05). 31.

(37) Discussion The results obtained did not show a clear pattern of activity/inactivity distribution between the light and dark phases of the day. We also were not able to identify a relationship between the behavioral activity profile and individual status on dominance hierarchy. Auto-grooming was the most observed behavior in M. rosenbergii juveniles and it occurred mainly in the light phase. Grooming is a behavior used to clean body parts in decapod crustaceans as a defense against fouling organisms (Bauer 1989, Bauer 2002, Barr et al. 2008). Time spent on this behavior varies among species. Auto-grooming is more frequent in species with a migratory life cycle such as those in the Macrobrachium genus. Changes between environments may increase grooming pressures, typically in animals exposed to freshwater and marine fouling agents (Maurik & Wortham 2011). It would therefore be advantageous to the individual to groom frequently. The juvenile animals also exhibited high frequencies of exploration. This behavior is an important component of the search for food and environmental recognition, and exploration often involves animal movement (Patullo & Macmillan 2005, Lima et al. 2009). In Farfantepenaeus subtilis, also during juvenile phase, the highest level of exploration coincided with the highest intake of food, despite the fact that the behavior did not differ between light phases (Silva et al. 2012). Swimming and crawling were exhibited more often during the dark phase; inactivity also followed this pattern. Food intake did not differ between phases, which means that prawns respond to food any time it is offered. This pattern was also observed in other species (F. subtilis and L. vannamei) exposed to artificial conditions. Behaviors such as exploration and crawling also show elevated levels during the offering of food, 32.

(38) and this trend is independent of the light phase (Pontes & Arruda 2005, Silva et al. 2012). Macrobrachium borelli exhibits increased foraging at night in its natural environment and this is associated with high general activity during this phase (Collins 1997). Chelae extension was the most common among agonistic behaviors. This behavior is characterized by the absence of physical contact between individuals. The chelae are often involved in communication in crustaceans, especially in agonistic behaviors (Mariappan et al. 2000). In M. rosenbergii, the positioning and movement of the chelae have great importance in agonistic interactions (Barki et al. 1991a). Their movement and positioning are components in the ritualization of conflict, an efficient way of avoiding direct confrontations that could cause damage to both opponents. Many species use signals, usually low intensity activities, at the beginning of an interaction. At this point, the individual can evaluate its opponent and decide whether to retreat or escalate (Gareth & Elwood 2009). When we compare agonistic behavior between light phases, approach, push and abdominal flexion were more frequent in the dark phase, whereas the behavior move away was more often displayed in the light phase. Abdominal flexion is an avoidance behavior, which allows the animal to move away quickly and to a greater distance from the opponent, so it is associated with a situation with a high aggressive component (Patullo et al. 2009). Push behavior is characterized by the fast movement of an individual towards another. The higher frequency of these behaviors in the dark phase could be related to situations in which there are elevated levels of aggression. Visual communication is potentially compromised during the dark phase with a concomitant reduction in the efficiency of visual displays. In consequence the conflict could evolve faster to more intense levels. 33.

(39) Classification obtained through David's score showed differences in the social rank of individuals within the groups in our lab. In most aquariums, two individuals obtained a positive score and were therefore considered dominants; the other two obtained negative scores and were considered subordinates. There was a great difference between the prawns in first and second rank positions. Using a dominance index that was calculated daily, juvenile M. rosenbergii showed a similar distribution in a group of four individuals, with one dominant, one intermediate and two subordinates (Brown et al. 2003). Our hypothesis proposed that juveniles of Macrobrachium rosenbergii would differ in some aspects of their behavioral activity profile and those differences would be related to dominance hierarchy. We expected that subordinates would spend more time performing locomotor activities and that dominants would be more successful at food acquisition and gain weight faster. These results partially corroborated our hypothesis. Exploration, swimming and crawling are components of locomotor activity in prawns. None of these behaviors showed a meaningful correlation with individual dominance scores. In crustaceans, increased energy expenditure on locomotor activity is a factor observed in subordinate individuals. This can reduce their growth rate (Karplus 2005). Our results did not show the influence of this factor in M. rosenbergii juveniles. There was also no substantial correlation between an individual’s level of food consumption and its dominance score. On the other hand, weight gain and feed tray arrival presented a meaningful and positive correlation with individual dominance score. The similar level of food acquisition among prawns was probably due to food availability once a sufficient amount of food was offered for all individuals so that it remained in the tray until the next food offering. Despite the fact that the dominants arrived first to the tray, they did not remain there for a long period of time, thereby 34.

(40) allowing access by other prawns. Although no metabolic measurements were made in this study, our results corroborate the mechanism of altered food-conversion efficiency for heterogeneous growth in crustaceans (Karplus et al. 1992). Behavioral differences among individuals have been observed in aggression and activity levels, site fidelity, shelter use and dominance status (Sih et al. 2004, Lammers et al. 2009, Hoogenboom et al. 2013). A correlation between some of these factors has also been recorded. For example, higher locomotor activity was recorded in Homarus americanus subordinates when compared to dominant individuals (Cobb et al. 1982). Few papers discuss the role of dominance hierarchy in M. rosenbergii juveniles. Most studies on this topic have been conducted in adult animals in which morphotype differentiation has already taken place. In juveniles, the hierarchy is not related to morphotype, so factors such as size and weight must play this role. In this work, we did not test the animals in a condition in which there was competition for resources, since food was offered in large quantities. Also, there were no shelters in the aquaria and prawns were not yet in the reproductive stage with a need to compete for mates. An experimental design with a competitive component could lead to different responses. Nevertheless, agonistic behavior and dominance hierarchy are important aspects in the whole life history of M. rosenbergii. It is known that juveniles that grow faster have more chance to become a dominant blue claw male which is the morphotype with higher reproductive success. Our results showed that in juvenile individuals there was a relationship between growth and dominance, so this individual profile emerges early in the individual development. When used in aquaculture, individuals spend most of their juvenile phase in the ponds. Their behavior may thus impact on management strategy.. 35.

(41) Acknowledgements We would like to thank the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível superior (CAPES) and the Department of Physiology of the Universidade Federal do Rio Grande do Norte for their support in developing this study.. References Bang A, Deshpande S, Sumana A, Gadagkar A. 2010. Choosing an appropriate index to construct dominance hierarchies in animal societies: a comparison of three indices. Anim Behav. 79: 631-636. Barki A, Karplus I, Goren M. 1991a. The agonistic behavior of the three male morphotypes of the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii (Crustacea, Palaemonidae). Behav. 116: 253-277. Barki A, Karplus I, Goren M. 1991b. Morphotype related dominance hierarchies in males of Macrobrachium rosenbergii (Crustacea, Palaemonidae). Behav. 117: 145-160. Barki A, Karplus I, Goren M. 1992. Effects of size and morphotype on dominance hierarchies and source competition in the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii. Anim Behav. 44: 547-555. Barr S, Laming PR, Dick JTA, Elwood RW. 2008. Nociception or pain in a decapod crustacean? Anim Behav. 75: 745-751. Bauer RT. 1989. Decapod crustacean grooming: functional morphology, adaptive value, and. phylogenetic. significance;. [cited. 2013. May. 14].. Available. from:. http://decapoda.nhm.org/pdfs/31534/31534.pdf.. 36.

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(46) 6. MANUSCRITO 2 - Influence of shelter type on the behavior of Macrobrachium rosenbergii (De Man 1879) juveniles. Priscila Fernandes Silva, Karina Ribeiro, Maria de Fátima Arruda. Manuscrito a ser submetido (Aquaculture Research). Introduction Macrobrachium rosenbergii is an important species for aquaculture worldwide. However this species has some features that can affect negatively the success of production. They present aggressive behavior and heterogeneous growth; in a juvenile population we can observe two types of individuals: the jumpers, with higher growth rates and the laggards, with slower rates of growth (Ra’anan and Cohen, 1984; Karplus et al., 1987). When adults, males can differ in three morphotypes defined based on morphological, physiological and behavioral characteristics. Females do not present morphotypes (Barki, Karplus and Goren, 1991a, b). Agonistic behavior, competition and dominance are the main social factors influencing the heterogeneous growth (Cobb, Tamm and Wang, 1982; Karplus, Hulata and Zafrir, 1992; Karplus, 2005). The adopted stocking density is a critical factor for the success of the production, once it can improve the final result of the production cycle but also is related with a higher incidence of cannibalism and heterogeneous growth in freshwater prawns (Cuvin-Aralar, Aralar, Laron & Rosario 2007; García-Guerrero & Molina 2008; Moraes-Valenti, Morais, Preto & Valenti 2010). Among the strategies to improve captive environment, the addition of artificial substrates and shelters has been an important tool in the reduction of negatives effects of population density, improving 41.

(47) growth rates and survival. Studies show that this is due to factors such as physical separation of animals, increased growth area for natural food, reducing time spent in agonistic interactions and the intensity of these interactions (García-Guerrero & Molina 2008; Tidwell & Coyle 2008; Cenni, Parisi and Gherardi , 2010). The most common type of added substrate is panels of polyethylene commonly used as construction/safety fence (Tidwell, 2003). To provide shelters to prawns different types of material have been used, such as bricks, pvc pipes, plants and tires (Muthy, Kumarswamy, Palaksha, Sujatha and Shankar, 2012). Added substrate and shelters present different advantages. Artificial substrates increase the available surface area and shelters can also be used as a substrate in addition to providing a place for animals to hide. However, this kind of material could interfere with harvest (New, 2002). Species of genus Macrobrachium including M. rosenbergii in natural environment are found associated with rocks and vegetation. Shaded areas and obstacles prevent detection and protect against predators besides avoiding interactions with conspecifics (Kutty and Valenti, 2010). In this sense, the choice of a shelter by the individuals depends on certain features such as space to hide, color and surface area (Mariappan & Balasundaram, 2003; Shivananda, Kumarswamy, Palaksha, Sujatha and Shankar, 2012). Behavior has repercussion on survival prospects; the best time and context to perform a particular behavior depends on the costs and benefits associated with that and other behaviors (Cuthill and Houston, 1997). Differences in behavior distribution i.e. behavioral routine are related to environment characteristics such as resource availability, light cycle, time schedule, habitat complexity, intraespecific competition and presence of predators (Cenni, Parisi and Gherardi, 2010; Lammers, Warburton, and Cribb, 2010; Silva, Medeiros, Silva and Arruda, 2012). Sheltering behavior is a component of behavioral routine of M. rosenbergii, and can be influenced 42.