Contribución de la personalidad en la variación fonotípica y un impacto sobre la biología del pez cebra

Abstract

En esta tesis doctoral se evaluó la variación individual sobre la personalidad animal, empleando el pez cebra (Danio rerio), una especie modelo con aplicaciones en diversos campos de la investigación. Se utilizó la prueba de toma de riesgo en grupos para separar los individuos con patrones alternativos de respuestas y generar un programa de selección individual. Para ello estudiamos: (i) el efecto que la selección por personalidad tiene en la morfología (ii) la consistencia de la personalidad en el tiempo y a través de contextos y sus implicaciones en la flexibilidad de comportamientos y (iii) el efecto que la personalidad provoca en la fitness individual. Para el estudio del efecto que la selección por personalidad tiene en la morfología del individuo, se realizó un programa bidireccional de selección de líneas de familias empleando la prueba de toma de riesgo en grupos para separar los individuos con comportamientos extremos. Los resultados del incremento del porcentaje de individuos con la personalidad objeto de selección en cada una de las líneas demuestran el éxito del programa. Sin embargo los resultados también reflejan que las líneas responden de manera diferente a la selección. La línea R mostró un incremento significativo en el porcentaje de individuos en la generación 1(G1) comparado con la G0, y no mostró incrementos en G2 comparado con G1, por el contrario la línea P mostró un decrecimiento en G1 comparado con G0 y un incremento en G2 comparado con G1. Los datos de las variables morfológicas demuestran que la selección por personalidad selecciona a su vez por rasgos morfológicos. La línea P mostró un mayor diámetro de orbitas oculares que la línea R. Este resultado demuestra que los individuos con mayor disposición a explorar ambientes nuevos están equipados con adaptaciones morfológicas que le permiten una mejor evaluación del ambiente. Sin embargo la diferencia solo se observó en animales machos mostrando que la mejor visión esta asociada a la mayor disposición a explorar mostrada por los machos de D. rerio. Los resultados demuestran que D. rerio es consistente en el comportamiento en el tiempo y a través de contextos. Los resultados de la reprueba de toma de riesgo en grupos aplicada 10 meses después de la primera prueba demuestran que el 75% de los individuos de ambas conductas son consistentes en sus respuestas de comportamientos. Ambas líneas mostraron consistencia entre contextos, sin embargo mostraron diferencias en la fortaleza de la consistencia. La línea P mostró mayor consistencia que la línea R. Los datos reflejan diferencias en la respuesta a estímulos ambientales y formación de rutinas que demuestran la diferencia en flexibilidad de comportamientos en las líneas. La línea R mostró una mayor flexibilidad de comportamientos que la línea P mostrando que esta línea prospera mejor bajo fluctuaciones ambientales, en tanto la línea P muestra un mejor desempeño cuando las condiciones ambientales son estables. En cuanto al efecto de la personalidad en la fitness se realizó un estudio del éxito reproductivo de hembras y machos de la G1 del programa de selección. Los datos demuestran que la personalidad tiene un efecto en la dinámica reproductiva de D. rerio. Los datos de las variables reproductivas estudiadas demuestran que la línea P presenta mejores valores reproductivos que la línea R. Además, los resultados demuestran que la personalidad paterna tiene un efecto en la fitness mostrada por las crías en esta especie. En conclusión demostramos la importancia de incluir evaluaciones de la personalidad en los programas de selección realizados en acuicultura así como en otros estudios realizados habitualmente con pez cebra.

In this PhD thesis, zebra fish (Danio rerio), a well-established animal model used in the biological sciences, were used to evaluate individual variation in animal personality. The risk taking in groups assay was used to screen animals with different response patterns and to generate an individual selection program. For that purpose we studied: (i) the effect of personality selection on morpholo-gy, (ii) the consistency of personality over time and through contexts and their implications on phe-notypic plasticity and (iii) the effect of personality on individual fitness. To study the effect of personality selection on individual morphology, we performed a two-way (bidirectional) selection program for family lines using screening for risk taking in groups to identi-fy individuals at behavioural extremes. An increase in the percentage of individuals with each per-sonality in the respective selected lines highlighted the success of the program. However, results also showed that lines respond differently to selection. The R line showed a significant increase in the percentage of individuals in the generation 1(G1) compared to G0, and did not show any in-crease in G2 compared to G1 whereas in contrast P lines showed a decrease in G1 compared with G0 and an increase in G2 compared to G1. Morphometric data from each generation supported personality selection where the P line showed a greater ocular orbital diameter. This result suggests that proactive individuals may be equipped with morphological adaptations related to a better as-sessment of their environment. However, the difference was only observed in males suggesting that increased ocular precision may be associated with increased willingness to explore novel environ-ments in males of D. rerio. The results demonstrate that personality traits in D. rerio are consistent over time and across con-texts. The results of the repeated test of risk taking in groups applied 10 months after the initial test show that 75% of individuals are consistent in their behavioural responses. Both lines showed con-sistency across contexts; however they showed differences in the strength of consistency. The P line showed greater consistency than the R line. Data reflected differences in response to environmental stimuli and training routines that demonstrated differences in behavioural flexibility between the lines. Line R showed greater behavioural flexibility than line P, reinforcing the idea that these indi-viduals may thrive best under environmental fluctuations. In contrast line P showed better perfor-mance when environmental conditions were stable. As for the effect of personality on fitness, a study of reproductive success of males and females of the G1 generation was performed. Data showed that personality had an effect on the reproductive dynamics of D. rerio. Reproductive data demonstrated that P line individuals show better reproductive performance that the R line. Fur-thermore, the results show that paternal personality has an effect on the fitness reflected in the off-spring of this species. In conclusion we demonstrate the importance of including personality assessments in selection programs conducted in aquaculture as well as in other studies usually performed with zebra fish.