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

PRISCILA FERNANDES SILVA - repositorio.ufrn.br · 5 APRESENTAÇÃO Essa tese será apresentada na forma de três manuscritos. Iniciaremos o texto com uma introdução geral que dará

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PRISCILA FERNANDES SILVA

INFLUÊNCIA DO TIPO DE ABRIGO E DA FREQUÊNCIA DE OFERTA

ALIMENTAR NO COMPORTAMENTO DO CAMARÃO Macrobrachium

rosenbergii (De Man 1879).

NATAL

2014

Tese apresentada a Universidade Federal do Rio

Grande do Norte, para obtenção do título de

Doutor pelo Programa de Pós-Graduação em

Psicobiologia.

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PRISCILA FERNANDES SILVA

INFLUÊNCIA DO TIPO DE ABRIGO E DA FREQUÊNCIA DE OFERTA

ALIMENTAR NO COMPORTAMENTO DO CAMARÃO Macrobrachium

rosenbergii (De Man 1879).

NATAL

2014

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

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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.

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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

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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

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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.

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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.

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Keywords: agonistic behavior, light cycle, juvenile, shelter, feeding, welfare.

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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.

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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

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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

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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

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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 semi-

intensivo 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

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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

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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. García-

Guerrero 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

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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).

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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

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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

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assim, poderemos ter como resultado, um melhor aproveitamento na produção e melhor

qualidade de vida para animais como decorrência da aplicação desses conhecimentos.

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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).

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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.

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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.

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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

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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.

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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, 59078-

970, 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

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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

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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

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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

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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

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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;

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(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

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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

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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.

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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

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-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6

Weight Gain (g)

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

Da

vid

's S

co

re

Fig.1 Spearman correlation between animal’s dominance score and weight gain (rs = 0,51, p ˂ 0,05)

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Feeding Tray Arrived

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

Da

vid's sco

re

Fig. 2 Spearman correlation between animal’s dominance score and number of times animal arrived

on feeding tray (rs = 0,55, p ˂ 0,05)

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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,

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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.

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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

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35

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.

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36

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.

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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

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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

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43

by shelter availability, competition and shelter structure as well as influence the

exhibition of other behaviors.

In many aspects, the environment of a farm is different from the natural

environment. So even though the species has a high potential to adapt to the condition

of captivity, the absence or exacerbation of certain stimuli can alter the expression of

behaviors and affect negatively the development of animals. Another important aspect

to be considered is the animal’s welfare. A production can be considered sustainable

when supplies the needs of the animals resulting in good welfare (Broom, Galindo and

Murgueitio, 2013). Vertebrates and terrestrial species have received more attention in

this area, but the interest in welfare of invertebrates including crustaceans has been

increased (Bekoff, 2007; Broom, 2007).

Shelters are consistently used in intensive nursery systems and in some grow-out

ponds (Karplus and Sagi, 2010). However there is still limited information about how

shelter type influences the behavior of prawns. So our aim is to characterize the

behavior of Macrobrachium rosenbergii juveniles associated with two different types of

shelters, with emphasis on agonistic behavior and compare differences between time

schedules and light phases.

Methods

Animals and laboratory conditions

Macrobrachium rosenbergii, in the post-larval stage, were obtained from a commercial

hatchery and distributed in external tank nurseries. At two months old, 64 juveniles

were transferred to the laboratory. For each experiment were used eight aquariums (50 x

30 x 40 cm) with approximately 30 liters of water, sand substrate, constant aeration and

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a closed system of water recirculation through biological filters. The aquariums received

four prawns each (27 prawns/m²). Animals were housed in artificial lighting in a 12 h

controlled photoperiod with white fluorescent light bulbs (32W) for the light phase and

red fluorescent light bulbs (15 W) for the dark phase. To characterize the behavioral

profile throughout the 24 h cycle, four aquariums were submitted to an artificial light

cycle equivalent to natural light (light phase from 6:00 am to 6:00 pm and dark phase

from 6:00 pm to 6:00 am) and the others were exposed to an inverted light cycle (light

phase from 6:00 pm to 6:00 am and dark phase from 6:00 am to 6:00 pm). Aquariums

were divided into four quadrants (1, 2, 3 and 4) using vertical lines drawn 12.5 cm apart

on the front surface of the glass. An imaginary line in the middle of the aquarium

separated the front and back halves of the structure totalizing eight quadrants. The

spatial position of each individual was recorded during behavioral observations to

measure its movement. After recording their weights, the prawns were allowed to

acclimatize to artificial conditions for 10 days before observations for each treatment

started.

Experimental design

To compare the effect of two different types of shelter we conducted two experiments.

For each type of substrate eight aquariums were used, half maintained at light cycle and

the other half in the inverted cycle. Before the period of observation animals were

weighted and marked with color tags on their carapace for individual observation. The

tag was lost during ecdisis, but was placed back after two days. The animals were

observed over a 30 days period, interspersed, totaling 10 days of observation for each

treatment. Observations occurred four times per day: one, four, seven and ten hour after

photoperiod transition; and lasted 10 min per aquarium with instantaneous record at

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each minute. Behavior was recorded using two methods: instantaneous focal animal

method to record behaviors related to the behavioral activity profile and continuous

focal animal method in order to record agonistic behaviors. Agonism was also recorded

through instantaneous focal method, if the behavior occurred at the sampling instant.

Prawns were fed twice a day, one and seven hours after photoperiod transition, for both

phases, immediately before behavioral recordings. Food was placed in trays and

removed only before the next feeding time. The amount of ration 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, Medeiros, Silva and Arruda, 2012). The

following categories were recorded: (1) exploring the substrate, when the prawn uses

pereopod chelae to investigate the substrate, stationary or moving; (2) pellet ingestion,

the prawn uses pereopod chelae to handle and ingest the pellet; (3) inactivity, the animal

remains stationary on the substrate; (4) burrowing, the prawn uses pereopod chelae and

pleopods to remove the substrate and form a cavity, where it remains afterwards; (5)

swimming, the prawn moves horizontally or vertically in the water column; (6)

crawling, the prawn moves along the substrate; (7) auto-grooming, the prawn uses

pereopod chelae to groom the body. Exploring the substrate, swimming and crawling

are behavioral components of locomotor activity. Agonism was also recorded when the

interaction happened at the moment of register. 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;

(2) move away, when one prawn moves away from another; (3) rush, expressed as rapid

movement of one prawn towards another; (4) abdomen flexing, rapid flexion of

abdomen which results in a movement upwards and backwards through the water; (5)

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cheliped extension, parallel forward extension of both chelipeds towards another prawn;

(6) meral spread, an elevated body position while 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 surrounds 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 their extending chelipeds. To obtain the displacement frequency of

each prawn we recorded the frequency each prawn changed the position over the period

of observation. At the end of each experiment prawns were weighted again to obtain

weight gain.

Brick shelter

In this experiment the eight aquariums received one brick with four holes (diameter: 9.5

cm; lenght: 3.5 cm) (Fig. 1). The shelter was placed randomly in the substrate. During

observation we recorded if the prawns were in the shelter.

Polyethylene tubes

For this experiment we uses tubes made of panels of polyethylene (diameter: 9.5 cm;

lenght: 3.5 cm), commonly used as security fence (Fig.1). Each aquarium received four

tubes distributed one per quadrant. During observation we recorded if the prawn were in

the shelter.

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Data analysis

According to Kolmogorov-Smirnov normality test, the data did not show a normal

distribution. Mann-Whitney test was used to compare permanence between shelter

types, behaviors distribution between shelter types and also to compare frequency of

permanence in the shelter between light cycle phases. Kruskal-Wallis test was used to

compare behaviors between time schedules in each treatment. When significant

differences were found the post-hoc Multiple Comparisons test was applied.

Significance level of p < 0.05 was adopted for all the tests.

Agonistic interactions between each group of four animals were analyzed to

establish the dominance rank order. The method used was David's Score, which ranks

each animal according to agonistic interactions between all individuals in the group

taking account the number and the result of interaction between dyads (Gammel, De

Vries, DouMnhall, Carlin and Hayden, 2003). Spearman’s correlation was used to

correlate individual dominance score with frequency of permanence in the shelter by the

animal. The significance level was p <0.05. Correlations were considered significant

when Sperman’s rs were equal or greater than 0.5.

Fig. 1. From left to right: materials used as shelter and its distribution in experimental

aquariums.

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Results

In this study we intended to verify if animals differ in the use of two different types of

shelter. To answer this question we analyzed the frequency of permanence in each

shelter type, differences between light phases and behavioral activities. We also

investigated individual differences in frequency of permanence according to prawn’s

position in a dominance rank. The results showed that prawns used brick shelter in a

significantly higher frequency than fence shelter (Mann-Whitney test, U = 762981.0, P

˂ 0.001) (Fig. 2).

For each type of shelter we compared permanence between light and dark

phases of 24 h cycle. Animals in aquariums with fence shelter used it more during the

light phase (Mann-Whitney test, U = 182299.0, P ˂ 0.05). But when living with brick

shelters permanence was higher at night (Mann-Whitney test, U = 192996.0, P ˂ 0.05).

We also observed differences in the schedules along the day, but only to fence shelter.

The difference was observed between the first time of the light phase and the first time

Fig. 2. Frequency of shelter use between treatments. Different letters indicate

statistical differences (P ˂ 0.05).

Median

25%-75%

Min-Max Brick Fence

Shelter type

-2

0

2

4

6

8

10

12

Fre

qu

en

cy o

f sh

elte

r use

a b

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of dark phase, and also between the third time of light phase and the first time of dark

phase; one hour after the photoperiod transition to dark phase animals presented the

lowest frequency of permanence (Kruskal-Wallis test, H = 28.62027, P ˂ 0.05). For

brick shelter no difference was observed (Kruskal -Wallis test, H = 7.999331; P ˃ 0.05).

The recorded behaviors differed in its distribution between types of shelters.

Behaviors such as crawling (Mann-Whitney test, U=685151.5, P ˂ 0.05) and swimming

(Mann-Whitney test, U=686804.0, P ˂ 0.05) were more frequent when prawns were

using brick shelters. Exploration (Mann-Whitney test, U=655998.0, P ˂ 0.05), feeding

(Mann-Whitney test, U=672326.5, P ˂ 0.05) and auto-grooming (Mann-Whitney test,

U=602536.0, P ˂ 0.05) presented higher frequencies in treatment with fence shelter.

Inactivity (Mann-Whitney test, U=730469.0, P ˃ 0.05) and burrowing (Mann-Whitney

test, U=749016, P ˃ 0.05) did not differ between treatments. We also obtain animal’s

displacement in the aquarium through the record of its position in the aquarium every

minute of the period of observation. The frequency of displacement was higher when

prawns were associated with fence shelter.

Agonistic behavior was recorded through two methods. During the ten minutes

period of observation we recorded agonism using the continuous focal animal method,

but during the instantaneous record if prawns were involved in an agonistic interaction

it was also recorded. Agonism was more frequent in the treatment with fence shelter

through instantaneous method (Mann-Whitney test, U=732140.0, P ˂ 0.05) and also

through continuous method (Mann-Whitney test, U= 41667.0, P ˂ 0.05) (Fig. 3).

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After data collection each prawn was ranked inside their group according to

David’s score. We verify if prawns position influence the use of shelter by them. The

results showed a positive correlation between permanence in fence shelter and

individual David’s score (rs = 0.073612, P ˂ 0.05); the same was obtained between

brick shelter and David’s score (rs = 0.103701, P ˂ 0.05). However, since the rs value

was too low we did not considered the correlation significant.

Discussion

The two types of chosen materials differed in their characteristics and

consequently was expected influence the behavior of individuals in a different way. The

results confirmed our hypothesis; we recorded a higher frequency of permanence of

prawns in brick shelter. There are two possible factors that can explain this result, which

are not mutually exclusive. The first is that the bricks used were of brown color

generating a dark area where animals could remain. M. rosenbergii has a preference for

dark substrates, which could be related to a preference of reduced levels of reflected

Median

25%-75%

Min-Max Brick Fence

Shelter type

-2

0

2

4

6

8

10

12

Fre

qu

en

cy o

f ag

on

ism

(co

ntin

uo

us fo

ca

l an

ima

l me

tho

d)

a

b

Fig. 2. Frequency of agonistic behavior between shelter types. Different letters

indicate statistical difference (P ˂ 0.05).

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light and/or a perception of dark colors as a refuge zone (Juarez, Holtschmit, Salmeron

and Smith, 1987; Mariappan & Balasundaram, 2003). For another species of the genus,

Macrobrachium nobilii, darkness is important for habitat selection by the animal. Both

adults and juveniles preferred dark shelters than light colored ones and never used

transparent shelters (Mariappan & Balasundaram, 2003).

Another possible factor is that prawns present a preference for certain

characteristics of this material, including color, which may be due to its efficiency to

prevent the detection of individuals by their conspecifics and predators. Crustaceans

vary in the strategies used to avoid predators and agonistic encounters with others.

Among the most common strategies are burying in the substrate, use of refuge areas and

decreased activity at certain times of the day (Nunes, Goddarg and Gesteira, 1996;

Lammers, Warburton and Cribb, 2009). Data shows that Macrobrachium species fit in

the last two strategies (Mariappan & Balasundaram, 2003; Lammers, Warbuton and

Cribb, 2009). The refuge areas used do not always offer a shelter; rocks and vegetation,

in particular, increase habitat complexity and impede the detection of the individual by

others. Visual and chemical communication plays a major role in interactions between

individuals in many species of crustaceans, including M. rosenbergii (Juarez,

Holtschmit, Salmeron and Smith, 1987). Objects inserted in the tank can block or

redirect these signals in water. Once the prawn cannot find another individual, the

interaction between them will not occur (Cenni, Parisi and Gherardi, 2010). This is in

agreement with our results, which show a decrease in the frequency of agonistic

interactions in aquariums with bricks as shelter. Brick can act as a more effective

blocker of cues dissemination than fence.

Prawns differ in use of shelter between light phases. When associated with fence

shelter, prawns used more the shelter during the light phase of 24 h cycle. With brick,

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shelter use was higher at dark phase. This result confirms the impact of shelter type on

prawn behavior. The way behavioral activities are distributed along the day varies

between species ranging from those with an activity profile completely opposite

between the light and dark phases to those species that have a similar frequency of

behaviors between phases.

Age is another factor which influences activity levels and use of shelter

(Mariappan and Balasundaram, 2003; Balasundaram, Jeyachitra and Balamurugan,

2004). M. nobilii and M. malcolmsonii spent more time in shelter during the light

phase, however juveniles spent more time outside when compared to adults. Shelter

type also influences its behavior, i.e. time spent within shelter was higher when it was

pvc pipes than when it was tiles in both phases of daily cycle of 24 h (Balasundaram,

Jeyachitra and Balamurugan, 2004).

Besides sheltering behavior, other behavioral activities varies according to

shelter type. Crawling behavior and swimming were more frequent when prawns used

bricks as shelters. Displacement, exploration, auto-grooming and feeding presents

higher frequency in presence of fence shelter. Inactivity and burrowing did not differ

between shelter types. Despite behaviors such as crawling and swimming involved

movement of animal, displacement was lower in presence of brick shelter, which

indicated that the animal tends to remain in a more restricted area of the aquarium,

without changing its quadrant. Lobsters, Homarus americanus, in the presence of

pieces of concrete bricks spent more time stationary near shaded areas produced by the

bricks (Cenni, Parisi and Gherardi, 2010). M. rosenbergii using fence shelter exhibit

higher levels of displacement and exploratory behavior. Environment exploration can be

related to reducing the vulnerability of the animal. In areas with low quality refuge, M.

australiense explored the habitat more frequently. When vulnerable, it is advantageous

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for the animal quickly identify potential hazards present in that environment, improving

their chances of survival (Lammers, Warburton and Cribb, 2009).

Another possible explanation for our result of exploratory behavior is associated

with our result of feeding. The unfilled structure of fence shelter allows the chemical

stimulus of the ration to spread more efficiently in aquarium. Studies have identified a

relationship between these behaviors, once during exploration the prawn use its

pereopods to scavenging the substrate where it can find the food (Lima, Pontes and

Arruda, 2009; Silva, Medeiros, Silva and Arruda, 2012).

The effects of habitat complexity and shelter availability can be distinct. An

object placed in the tank could increase environment complexity without providing

shelter for the animals. Studies have demonstrated the role of habitat complexity in

reduces agonistic interactions, but some of these studies point out that habitat

complexity alone can generate this result. Once shelter is an important resource, fights

for access will be common (Baird, Patullo and Macmillan, 2006; Lammers, Warburton

and Cribb, 2009). In our study, bricks produced a better result than fence shelter in

reducing the frequency of agonistic interactions, probably by the combination of shelter

availability and increase in habitat complexity. To evaluate possible differences in

shelter use between individuals, each prawn received a position in a dominance rank,

within their group, through David’s score method. After that a test was carried out to

verify if there was a correlation between prawn’s position with frequency of shelter use,

nonetheless no correlation was found. This result can be related with developmental

stage of prawns. Juveniles tend to be more active than adults in many species of

crustaceans, and spend less time in refuges or shelters (Kenyon, Loneragan and Hughes

1995; Balasundaram, Jeyachitra and Balamurugan, 2004; Silva, Medeiros, Silva and

Arruda, 2012). Shelter is important to attract mates and can be a more valuable resource

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for animals in reproductive stage. Furthermore the number of shelters available was

sufficient for all the prawns in the aquarium, even though at no time we observed all

shelters occupied.

Added substrates can increase the production of benthic species since they use a

two dimensional area and there will be more space for the animals, reducing the

negative effects of population density and agonistic behavior (Tidwell, Coyle and

Schulmeister 1998; Arnold, Sellars, Crocos, German and Coman, 2006; Daly, Swingle

and Eckert, 2009). But, besides added substrate, we confirmed in this study the

importance of shelter availability and the need for attention in the selection of shelter

type. Once the characteristics of the chosen material can affect animal’s behavior.

Many studies have reported the harmful effects of some management practices

that farming systems currently use. The more commonly chosen species are those that

have increased resistance to such effects. However these species also has a limit, which

has been continuously tested in management. Inappropriate strategies can generate

stress and injuries, affecting growth and survival. To produce a captive condition with

higher welfare is necessary to know the species, their physiology and behavior. Interest

in the welfare of invertebrates has grown over the years. But there is still a need for

information on the species kept in captivity so that appropriate measures are taken.

Higher welfare conditions can be achieved through methods such as environmental

enrichment. In this sense we emphasize shelter use in M. rosenbergii breeding, mainly

brick shelter, once it can increase habitat complexity and reduce agonistic interactions

allowing the development of the animal with better quality of life.

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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.

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7. MANUSCRITO 3 – Behavior of Macrobrachium rosenbergii under diferent feeding

frequencies.

Priscila Fernandes Silva, Karina Ribeiro, Maria de Fátima Arruda.

Manuscrito a ser submetido ( Applied Animal Behaviour Science)

1. Introduction

One of the main mechanisms by which animals acquire resources is aggression. Body size

is usually associated with the outcome of aggressive interactions and therefore with the capacity

of an individual to acquire and maintain a resource (Moore, 2007; Yoshino et al., 2011). In M.

rosenbergii, evidence suggests that social factors such as competition and dominance play a

major role in heterogeneous growth. These social mechanisms are based on agonistic

interactions between individuals (Cobb et al., 1982; Karplus et al., 1992; Karplus, 2005).

Agonistic interactions between individuals can result in loss to the production, due to damages

caused to the animals and decrease survival and this may lead to growth rate variations and

other culture inefficiencies.

The availability of limiting resources, as food, can potentially influence the intensity of intra

and interspecific interactions (Duarte et al., 2010). Food distribution in the environment varies.

It can be found clumped or dispersed in time and space. Resources dispersal in time could lead

to a change in the type of competition observed, from exploitation competition to interference

competition, with higher levels of aggression (Bryant and Grant, 1995; Goldeberg et. al., 2001).

The existence of a dominance hierarchy is another factor influencing competition for food.

Dominant animals have advantage in accessing food, they can defend and monopolize it

keeping the subordinates away from food patches through agonistic behaviors (Weir et al.,

2004). Intraspecific competition can result in damage and mortality (Wenngren and Ólafsson,

2002).

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In farming systems the way food is distributed, i.e. feed amount, feeding times and

frequency are determined mostly by farmer’s operational criteria. This practice does not

consider important aspects of species physiology and behavior (Pontes et. al., 2008). Feed

management is an important aspect of farming once that implies high costs if performed

improperly resulting in water quality deterioration, environmental pollution and poor welfare

for animals (Mohanty 2001, Smith et al., 2002). The frequency which the ration is offered is a

relevant component of feeding management. Many researches tested and suggest different

feeding frequencies to different species or even to the same one (Velasco et al., 1999; Smith et

al., 2002; Lima et al., 2009). The marine shrimp Litopenaeus vannamei fed three, four or seven

times a day shows a frequency of ingestion inversely proportional to the number of daily

feedings (Pontes et al., 2008). In other condition it was observed a positive effect on shrimp

growth when feed frequency was increased (Tacon et al., 2002). Many studies discuss feeding

strategies for M. rosenbergii, however most of the discussion is focused on the type of food and

the quantity supplied, but not on feeding frequency. Feed offered more times along the day can

reduce the animal’s hunger or the motivation to feed. In individuals kept in captivity the

moment of feed offer may be associated with an increase in aggression. A low level of hunger

could reduce the intensity of competition and aggression (Jensen et al., 2009; D’Eath et al.,

2011).

The commercial interest in M. rosenbergii is growing along the years, as well the

number of studies focusing on its management, and how to minimize the impact of agonistic

behavior and heterogeneous growth, characteristics which are inherent to the species. Based on

that, we intend to verify the effects of three different frequencies of feed offer on the behavior of

juvenile M. rosenbergii. We expected that behaviors related to the presence of food such as

ingestion would increase and the frequency of agonistic interactions decrease when feed is

offered more times throughout the day.

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2. Material and methods

2.1. Experimental condition

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. For each

experimental treatment, 28 prawns at two months old were transferred to the laboratory and

distributed in four aquariums (100 x 50 x 60 cm) with population density of 14 prawns/m². The

aquariums contained approximately 200 liters of water, sand substrate, constant aeration and a

closed system of water recirculation through biological filters. Aquariums were divided into

four quadrants (1, 2, 3 and 4) using vertical lines drawn 25 cm apart on the front surface of the

glass. An imaginary line in the middle of the aquarium separated the front and back halves of

the structure totalizing eight quadrants. The spatial position of each individual was recorded

during behavioral observations to measure its movement. Animals were housed in artificial

lighting in a 12/12 h controlled photoperiod. To control water quality, physical-chemical

parameters were monitored and maintained as follows: temperature (24.8 ± 0.8), pH (7.4 ± 0.2)

and dissolved oxygen (7.7 ± 0.8).

2.2. Experimental Procedure

After recording their weights, the prawns were allowed to acclimatize to artificial

conditions for 10 days before observations for each treatment started. Animals were submitted

to three different feeding frequency treatments: two, three and four times a day. The

experiments were not simultaneous and for each, new animals were obtained. For all treatments

observations occurred for 30 days, five days per week, four times per day at one, five, seven and

eleven hours after photoperiod transition. For the treatment in which feed offer was twice a day,

the time offer were one and seven hours after light phase transition. In the treatment where the

offer occurred three times a day, the schedules were one, seven and eleven hours after phase

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transition. And when feed offer was four times a day, feed was available in the four hours of

observation, one, five, seven and eleven hours after the phase transition. We used commercial

granule ration with 42% of crude protein. The quantity and nutritional quality of food offered

per day did not vary between treatments.

Observations lasted 15 min per aquarium and started immediately after feed offer.

During the first five minutes agonistic behavior was recorded using the continuous focal animal

method. In the next ten minutes behavior related to the behavioral activity profile and the

position of the animal in one of the eight quadrants were observed using the instantaneous focal

animal method, with record at each minute. Food was placed in trays and removed only before

the next feeding time. Approximately after one hour of feed offer, the remnants were removed

from the tray. For all treatments the amount of food offered was equivalent to 10% of the total

biomass, partitioned according to the frequency. We recorded latency to access feeding tray and

latency to start ingestion per individual, we also recorded when an individual remained more

than thirty seconds on the tray, after feed offer.

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, when the prawn uses pereopod chelae to investigate the substrate, the

animal may be stationary or moving; (2) pellet ingestion, the prawn uses pereopod chelae to

handle and ingest the pellet; (3) inactivity, the animal remains stationary on the substrate; (4)

burrowing, the prawn uses pereopod chelae and pleopods to remove the substrate and form a

cavity, where it remains afterwards; (5) swimming, the prawn moves horizontally or vertically

in the water column; (6) crawling, the prawn moves along the substrate; (7) auto-grooming, the

prawn uses pereopod chelae to groom the body. Exploring the substrate, swimming and

crawling are behavioral components of locomotor activity. Agonism was also recorded when

the interaction happened at the moment of sampling.

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, one

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prawn moves toward another; (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

abdomen which results in a movement upwards and backwards through the water; (5) cheliped

extension, parallel forward extension of both chelipeds towards another prawn; (6) meral

spread, an elevated body position while 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 surrounds 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 their extending chelipeds.

To obtain the movement frequency of each prawn we recorded the frequency each

prawn changes the position over the period of observation. At the end of each treatment prawns

were weighted again to obtain weight gain.

2.3. Data analysis

Data were submitted to a normality test (Kolmogorov-Smirnov). According to the

result, analyzes between feeding frequencies were performed with ANOVA or Kruskal-Wallis

test, and when significant differences were found the post-hoc multiple comparisons test was

applied. Friedman test compared behaviors frequency in each feeding regime; the Wilcoxon

matched pairs test was also used when significant differences were found between them.

Significance level of p < 0.05 was adopted for all the tests.

3. Results

3.1. Feed response

To evaluate the response of prawns to feed frequency in different treatments we

compared the frequency of food ingestion, latencies for each animal to reach the feeding tray

and to start eating as well as the weight gain of animals. Feed ingestion was lower to animals

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65

fed four times a day, but this result was not statistically significant (H = 1.40, d.f. = 2, P ˃ 0.05)

(Fig.1). The recorded latencies were also influenced by feed frequency. The higher latency to

reach feeding tray was observed in animals fed four times a day, prawns fed three times arrived

faster (F 2,101= 3.7682, d.f. = 2, P ˂ 0.05) (Fig.2). Animals took longer to start feeding as the

feed frequency increased (H = 6.12, d.f. = 2, P ˃ 0.05) (Fig.2). At the end of the experiment

animals gained around 1 g. The average and standard deviation of weight gain for animals at

treatments was: 1,04 g ± 0,45; 0,9 ± 0,41; 0,92 ± 0,44; respectively for feeding frequencies two,

three and four times a day. Growth was slightly higher when food was distributed in two

offerings. However this difference was not significant (F 2,80= 58567, d.f. = 2, P ˃ 0.05) (Fig.3).

In general, prawns did not remain for more than 30 s at the feeding tray. That was only observed

once in the treatments two times a day (38 s) and once at feeding frequency three times a day

(197 s).

Median

25%-75%

Min-Max 2 3 4

Feed offer

-2

0

2

4

6

8

10

12

Fe

ed

ing

estio

n

(ep

iso

de

/10

min

ute

s)

Fig.1. Frequency of feed ingestion between treatments (feed offer). No statistic difference was

observed.

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66

3.2. Behavioral activity profile

Prawns were observed during the light phase of the day, given that in farms food

delivery mainly occurs at this phase; also in a previous study we did not observe difference in

feeding ingestion between light phases (Silva and Arruda, 2014). The display of behaviors can

2 3 4

Feed offer

0,5

1,0

1,5

We

igh

t Ga

in (g

)

Fig.2. Latencies to access food and to start feeding. Different letters represent statistic differences.

Fig.3.Weight gain between treatments (feed offer).

Median

25%-75%

Min-Max 2 3 4

Feed offer

0

200

400

600

800

1000

La

ten

cy to

sta

rt ea

ting

(s)

aab b

Mean

Mean±SE

Mean±SD 2 3 4

Feed offer

0

200

400

600

800

1000

La

ten

cy to

acce

ss fe

ed

ing

tray (s

)

a

b

ab

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67

vary with time of day and we also expected that in presence of a stimulus such as food,

activities related to search increase. Crawling and swimming are common activities of

behavioral profile, which are associated with the movement of the animal in the environment

and can be related to the location of food. During the exploration of the substrate animal may

find, capture and handle the food before consume it. Crawling (H = 264.2880 d.f. = 2, P ˂

0.001) and swimming (H = 101.9745, d.f. = 2, P ˂ 0.001) were more frequent when animals

were fed four times a day. On the other hand exploration (H = 19.03230, d.f. = 2, P ˂ 0.05) was

lower when feeding has occurred four times a day. For all the behaviors above there was no

difference between feeding frequencies two and three times a day. Observing how many times

prawns change their position between quadrants, we obtained animals’ displacement throughout

the day. The displacement (H = 45.01733, d.f. = 2, P ˂ 0.05) was also affected by the feeding

showing a similar pattern to crawling and swimming. Animals moved more in the tank when

food was offered four times a day, and showed no difference between two and three feeding

frequencies. Inactivity (H = 29.55073, d.f. = 2, P ˂ 0.001) was lower at feeding frequency four

when compared with two times a day, but not between four and three or three and two times per

day. Auto-grooming (H = 36.29463, d.f. = 2, P ˂ 0.001) was lower at feeding frequency four,

without difference between three and two times per day. Burrowing (H = 5.965318, d.f. = 2, P ˃

0.05) was the less observed behavior and did not showed any difference between feeding

frequencies.

Analyzing the distribution of behaviors in each feeding frequency separately, significant

differences were observed when animals were fed two times (Friedman X2 (7; 1061) = 4191.540

P ˂ 0.05); three times (Friedman X2 (7; 1073) = 4037.884 P ˂ 0.05) and four times per day

(Friedman X2 (7; 1015) = 366.599, P ˂ 0.05). The results showed a similar profile for all

treatments. Auto-grooming presents the higher frequency, followed by exploration and

crawling. At feeding frequency two times a day non-significant difference was observed only

between swimming and inactivity (Wilcoxon T = 19715.0, Z = 1.06355, P ˃ 0.05); the same

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68

was found at feeding frequency three times a day (Wilcoxon T = 27754.0, Z = 0.76930, P ˃

0.05).

3.3. Agonistic behavior

In our experiments prawns were observed through two different observation methods.

On the first five minutes of each window of observation, agonistic interactions were recorded

continuously, in the subsequent ten minutes were recorded instantaneously every 60 seconds.

Due to the difference in behavioral recordings data were analyzed separately. The frequency of

agonistic interactions differed between treatments in both moments, but not in the same way. In

the first five minutes of observation agonism significantly higher at feeding frequency three

times a day. Only when compared to feeding frequency four times a day (H = 7.387733, d.f. =

2, P ˂ 0.05) (Fig.4). In the next ten minutes agonism was significantly higher at feeding

frequency two times a day, when compared to four times a day (H = 52.83281, d.f. = 2, P ˂

0.05) (Fig. 5). Observing the results along the fifteen minutes, at feeding frequency four times a

day we obtained the lowest frequency of agonistic interactions, when animals fed two times a

day a tendency to higher frequency of agonism was observed.

Median

25%-75%

Min-Max 2 3 4

Feed offer

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ag

on

ism (c

on

tinu

ou

s/5

min

ute

s)

a

ab

b

Fig.4. Frequency of agonistic interactions in the first five minutes of observation,

compared between feed offer.

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4. Discussion

When assessing the frequency of food ingestion and weight gain, the response of

animals did not show great differences between feeding frequencies. Ingestion was slightly

lower at feeding frequency four times a day which resulted in lower weight gain at this

treatment. Our first hypothesis, therefore, was not confirmed. Litopenaeus vannamei fed three,

four or seven times a day presents higher feeding ingestion when fed three times, the weight

gain did not differ between three and four times, but decreased at seven feeding frequency

(Pontes et al., 2008). When shrimps of species Penaeus monodon were fed three, four, five and

six times no effect were observed on growth rate (Smith et al., 2002).

We observed that as the food is offered more times along the day, the intensity of

animal’s response tends to decrease. Animals took longer to respond to food at feeding

frequency four times a day. Latencies to reach the feeding tray and consume the ration were

higher at this feeding frequency. Motivation to feed can be assessed by some factors as latency

to start feeding, time spent feeding and frequency of feed intake (Martins et al., 2011). M.

rosenbergii showed higher motivation to feed when food was offered only two times a day.

When fed three times the time to achieve the tray was shorter when compared to those fed

Median

25%-75%

Min-Max 2 3 4

Feed offer

0

2

4

6

8

Agonis

m (epis

odes/1

0 m

inute

s)

a

ab b

Fig.5. Frequency of agonistic interactions in the last ten minutes of observation, compared between

feed offer.

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twice, however the time until the initial intake was longer. Animals that did not have the

opportunity to display a particular behavior, due to the absence of a stimulus, may present an

increase in the behavior frequency when the stimulus reappears (Dawkins, 1990).

Auto-grooming was the most exhibited behavior in all feeding frequencies, but when

compared between treatments prawns fed four times a day displayed less this behavior.

Crawling was also a predominant behavior in the three treatments. Its frequency was higher at

feeding four times a day, the same was observed to swimming and displacement. Prawn’s

displacement in the aquarium results from behaviors related to individual’s locomotion such as

crawling and swimming. So the similarity between the data was expected. The exploratory

behavior was last frequent at feeding frequency four times a day as food ingestion were.

Exploration of environment is an important component of animal’s daily activity, during

exploration prawns uses its pereopods and claws to scavenging the substrate, and when it

encounters an item the animal can manipulate or discard it. In the marine shrimps L. vannamei

and Farfantepenaeus subtilis exploratory behavior increased when food was offered, this

reinforces the association of this behavior with food acquisition (Pontes et. al., 2006; Lima et.

al., 2009; Silva et. al., 2012). Prawns spent more time inactive when fed two or three times a

day. As emphasized above, crawling and swimming, prawn’s displacement and also but to a

lesser extent substrate exploration are behaviors associated with locomotion. On the other hand,

during behaviors such as auto-grooming and inactivity, prawns remain stationary i.e. without

moving around the aquarium. So when food was available four times a day M. rosenbergii tends

to spend more time in locomotor activities, which may also result in a higher energy

expenditure.

To perform an activity the animal uses time and energy, which cannot be allocated to

different activities simultaneously. If this activity does not involve feeding the individual needs

to have energy reserves (Cuthill and Houston, 1997). In this way analyzes of a species daily

feeding pattern have to take into account the distribution pattern of other behaviors. When

feeding distribution is modified, time and energy invested in others behavior also changes. An

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efficient feeding management system should take into consideration the animal’s expression of

all behaviors (Pontes et. al., 2008).

The partitioning of food in two, three or four times a day influenced agonistic behavior.

In the first five minutes after feed offer agonistic interactions were more frequent when feed

was delivered three times; the other two treatments produced similar results. However,

observing the subsequent ten minutes, the more partitioned feed offer the lower the frequency of

agonistic interactions. Based on latency and ingestion data, motivation to feed decreases as feed

frequency increases. In a contest for food animal’s motivational state is an important factor

influencing the investment on fight. Even if one contestant has the potential to win and hold the

resource it can choose not to, the resource involved may not be so valuable at that moment

(Laidre and Elwood, 2008).

Individuals competing for a resource often differ in their competitive ability which

could lead to differences in success. Food distribution in time and space can influence the

intensity of interference competition and its results (Hakoyama and Iguchi, 1997). M.

rosenbergii juveniles submitted to three different feeding frequencies did not present variation

in feed ingestion and weight gain. However agonistic interactions decrease when feed was

offered four times a day. The way species respond to manipulations of feeding conditions will

depend of the predictability of food they were adapted to (Roger, 1993; Roger et. al., 1994).

Studies which investigated feeding management in shrimps and prawns has presented different

results, but there is a consensus about the importance of the differences on the behavior between

species, once those differences could have an impact in the success of the husbandry system.

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.

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75

8. DISCUSSÃO GERAL

Neste trabalho investigamos o comportamento de juvenis da espécie de camarão

de água doce Macrobrachium rosenbergii, submetidos a condições semelhantes à de

viveiro. Esta espécie tem sido cultivada em diversos países o que tem incentivado o

desenvolvimento de pesquisas sobre sua fisiologia, comportamento, bem como sobre o

aprimoramento das técnicas de manejo deste camarão em viveiros. É inegável o

potencial de M. rosenbergii para a carcinicultura, entretanto características da espécie

exigem estratégias apropriadas para garantir o sucesso da produção. Usando o estudo do

comportamento animal como ferramenta, buscamos contribuir para o desenvolvimento

destas estratégias. Para isso investimos no conhecimento sobre o perfil comportamental

de M. rosenbergii juvenis e na caracterização da sua resposta comportamental a

manipulações relacionadas ao alimento e abrigo, recursos valiosos para espécie.

Dentre as principais características de M. rosenbergii consideradas limitantes

para o cultivo estão o comportamento agonístico e crescimento heterogêneo (Karplus,

2005). Estas características são observadas em todas as fases do desenvolvimento do

animal. Machos adultos apresentam três morfotipos que diferem na sua morfologia,

fisiologia e comportamentos. Entre eles há uma hierarquia de dominância onde o macho

de quela azul domina o macho de quela laranja, o qual domina o macho de quela

pequena. Em fêmeas estas diferenças e relações não são observadas. Juvenis já

apresentam diferença no tamanho corporal, alguns indivíduos crescem mais e

rapidamente os quais são chamados saltadores e outros apresentam crescimento mais

lento, são chamados de retardatários (Ra’anan & Cohen 1984, Karplus, Hulata,

Wohlfarth & Halevy, 1987). Poucos dados discutem como esta diferença, na fase de

juvenil, pode influenciar o comportamento dos animais e as relações entre eles.

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76

É sabido que mecanismos sociais tem sido considerados como principais

reguladores do crescimento em M. rosenbergii e consequentemente da heterogeneidade

observada. São eles: competição direta, supressão do apetite, alteração na eficiência de

conversão do alimento e altos níveis de atividade locomotora (Karplus, 2005).

Investigamos o efeito de alguns destes mecanismos em grupos de quatro indivíduos

distribuídos num ranque de dominância. Os resultados mostraram que não houve uma

correlação entre a posição no animal no ranque de dominância com a frequência de

ingestão do alimento, embora juvenis dominantes tenham chegado com mais frequência

à bandeja de alimentação e obtiveram maior ganho de peso ao final do experimento.

Indivíduos subordinados não apresentaram maiores níveis de atividade locomotora.

Apesar de não termos realizado nenhuma medida neste sentido, nossos dados

corroboram o mecanismo de alteração na eficiência de conversão como principal

responsável pela heterogeneidade no crescimento dos animais (Karplus et al., 1992).

O perfil de atividades comportamental de M. rosenbergii é semelhante ao

exibido por outras espécies de crustáceos (Pontes, 2006; Silva et al., 2012). Os

comportamentos de limpeza e exploração são bastante frequentes, seguidos por natação,

rastejamento, parado e alimentação. O comportamento cavar foi pouco observado em

todos os experimentos. Quando comparamos a frequência dos comportamentos entre as

fases de claro e escuro do ciclo de 24 h, não identificamos um padrão

atividade/inatividade entre elas. Todos os comportamentos foram exibidos nas duas

fases com algumas variações. Em muitas espécies, juvenis e adultos diferem na

distribuição das atividades, animais adultos tendem a exibir maiores períodos de

inatividade, enquanto juvenis tendem a ser mais ativos. Além da idade fatores

ambientais também influenciam a distribuição dos comportamentos (Kenyon,

Loneragan & Hughes, 1995).

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Na segunda etapa do nosso estudo observamos o comportamento dos camarões

associados a dois diferentes tipos de abrigo. Esperávamos que com abrigo disponível o

animal passasse a maior parte da fase de claro entocado. Nossos resultados mostraram

que não só a fase do ciclo de luz, mas também o tipo de abrigo influenciaram nesta

reposta. Apenas camarões associados ao abrigo de tela exibiram uma maior frequência

de permanência na fase de claro. Camarões nos aquários com tijolo permaneceram mais

no abrigo na fase de escuro. O tipo de abrigo foi um fator de grande influência no

comportamento dos camarões, provavelmente devido as características estruturais dos

materiais escolhidos. Apesar de não termos investigado a preferência dos animais pelo

tipo de abrigo, observamos uma maior frequência de uso do abrigo de tijolo. Além

disso, o tijolo levou a uma diminuição na frequência das interações agonísticas. Este

resultado se deve a estrutura do tijolo que fornece uma barreira mais eficiente para a

disseminação de pistas químicas, visuais e até tácteis que informam o indivíduo da

presença do coespecífico (Cenni, Parisi & Gherardi, 2010).

Para que um indivíduo alcance o sucesso reprodutivo ele deve investir na

aquisição de recursos. Em muitas espécies os animais competem pelo acesso a esses

recursos. Essa competição pode envolver comportamentos agressivos e o

estabelecimento de uma hierarquia de dominância, onde o dominante teria vantagem no

acesso ao recurso. Quando classificamos os juvenis nesse segundo experimento numa

hierarquia de dominância e correlacionamos a frequência de uso do abrigo com sua

posição no ranque, não identificamos uma correlação significativa. Diferente da etapa I

onde o dominante alcançou com maior frequência a bandeja de alimentação, não

observamos uma vantagem no acesso ao abrigo dos indivíduos nos postos mais altos da

hierarquia.

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78

Além da habilidade competitiva e status de dominância, a distribuição do

recurso no ambiente também interfere no sucesso do indivíduo (Bryant & Grant, 1995;

Goldeberg, Grant & Lefebvre, 2001). Quando ofertamos a mesma quantidade de

alimento em frequências diferentes ao longo do dia, a resposta dos camarões ao

alimento foi alterada. Ao contrário do que era esperado, camarões alimentados quatro

vezes ao dia apresentaram uma redução na frequência de ingestão. A latência para

chegar ao alimento e consumi-lo foi maior nesse tratamento. Frequência de ingestão,

tempo se alimentando e tempo para iniciar a alimentação são medidas para a motivação

do animal com relação ao alimento (Martins, Conceição & Schrama, 2011). Assim,

camarões alimentados quatro vezes ao dia estão menos motivados para buscar o

alimento. Esta diminuição na motivação para alimentação pode ter influenciado o

resultado do comportamento agonístico. Camarões alimentados quatro vezes ao dia

exibiram uma frequência mais baixa de interações agonísticas. O quanto o indivíduo

investe num confronto por um recurso depende também da motivação do animal para

adquirir esse recurso (Laidre & Elwood, 2008).

Como dito anteriormente, o comportamento agressivo de M. rosenbergii tem

sido apontado como um dos principais fatores limitantes ao sucesso do seu cultivo.

Nossos resultados mostraram que medidas simples de manejo, baseadas o

comportamento da espécie podem diminuir o impacto do agonismo e consequentemente

melhorar a sobrevivência e a qualidade dos camarões obtidos ao final da produção. Na

tabela abaixo encontra-se de forma resumida os resultados e conclusões obtidos para as

nossas hipóteses.

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79

Quadro:.hipóteses e resultados obtidos.

HIPÓTESE 1: Há diferenças no acesso ao alimento e no crescimento entre indivíduos dominantes

e subordinados

PREDIÇÕES RESULTADOS CONCLUSÃO

Predição 1: dominantes

apresentarão maior frequência

de chegada à bandeja, de

ingestão do alimento e maior

ganho de peso.

Não foi observada correlação entre

a frequência de ingestão do

alimento e a posição no ranque de

dominância. Entretanto dominantes

chegaram mais vezes à bandeja de

alimentação e tiveram maior ganho

de peso.

Parcialmente corroborada

Predição 2: a latência de

chegada à bandeja e de

consumo do alimento será

menor para os dominantes.

Não houve diferença entre

dominantes e subordinados com

relação às latências na resposta ao

alimento

Não corroborada

Predição 3: indivíduos

subordinados exibirão

frequências mais altas de

atividades associadas a

locomoção, como natação,

rastejamento e exploração

Não foi observada correlação entre

os níveis de atividade locomotora e

a posição dos indivíduos no ranque

de dominância.

Não corroborada

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.

PREDIÇÕES RESULTADOS CONCLUSÃO

Predição 1: atividades

relacionadas à locomoção são

mais frequentes na fase de

escuro.

A exploração foi mais frequente na

fase de claro. Rastejamento,

natação e parado foram mais

frequentes na fase de escuro. Não

foi identificado um padrão

atividade/inatividade entre as fases

do ciclo.

Não corroborada

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Predição 2: as interações

agonísticas são mais intensas

na fase de escuro, já que os

comportamentos de

ritualização/avaliação seriam

pouco eficientes nesta fase.

Comportamentos indicadores de

um alto nível de agressividade,

como atacar e flexão abdominal,

foram mais frequentes na fase de

escuro.

Corroborada

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.

Apenas quando o abrigo disponível

era a tela, este padrão foi

observado. No abrigo de tijolo a

frequência de permanência foi mais

alta na fase de escuro.

Parcialmente corroborada

HIPÓTESE 3: o tipo do abrigo (tijolo ou rolo feito com tela) interfere no seu uso pelo animal e no

comportamento de Macrobrachium rosenbergii.

PREDIÇÕES RESULTADOS CONCLUSÃO

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.

A frequência de permanência no

abrigo foi mais elevada quando o

abrigo disponível era tijolo.

Corroborada

Predição 2: a frequência de

interações agonísticas será mais

baixa no abrigo de tijolo

quando comparado ao abrigo de

tela.

As interações agonísticas forma

mais frequentes quando os

camarões estavam associados ao

abrigo de tela.

Corroborada

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HIPÓTESE 4: a oferta do alimento modifica a expressão dos comportamentos em Macrobrachium

rosenbergii.

PREDIÇÕES RESULTADOS CONCLUSÃO

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.

Camarões alimentados quatro

vezes ao dia apresentaram a

menor frequência de ingestão do

alimento.

Não corroborada

Predição 2: comportamentos

relacionados à busca e captura

do alimento serão mais

frequentes nos horários em que

o alimento for ofertado.

Natação e rastejamento,

comportamentos relacionados a

busca do alimento, foram mais

frequentes quando os animais

foram alimentados quatro vezes

ao dia. Entretanto a exploração

foi menos frequente neste

tratamento.

Parcialmente corroborada

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.

Camarões alimentados quatro

vezes ao dia apresentaram a

menor frequência de interações

agonísticas.

Corroborada

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Nesse estudo vimos que o tipo do recurso, sua qualidade e como ele está

distribuído no ambiente afetam o comportamento animal. Além disso, as diferenças

individuais podem ser relevantes nas respostas observadas. O conhecimento desses

aspectos permite ao pesquisador e ao produtor desenvolver estratégias de manejo

adequadas. Neste sentido o comportamento animal tem sido utilizado como importante

ferramenta no manejo de diversas espécies. Através da abordagem comportamental é

possível alcançar uma condição de bom bem-estar para os animais, garantindo seu

desenvolvimento saudável, o que contribui para a sustentabilidade da atividade e

beneficia a produção animal.

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9. CONCLUSÃO

- Macrobrachium rosenbergii, na fase de juvenil, apresenta hierarquia de dominância a

qual beneficia os dominantes para o acesso ao alimento. No entanto, quando o alimento

ofertado era abundante a frequência de ingestão não diferiu entre os indivíduos.

- A hierarquia de dominância não influenciou o uso do abrigo. Todos os indivíduos,

independente da sua posição no ranque de dominância, utilizaram o abrigo com

frequência semelhante.

- Juvenis são ativos nas duas fases do ciclo de luz. Entretanto na presença do abrigo de

tela, os animais utilizaram mais o abrigo na fase de claro.

- A presença do abrigo de tijolo e a oferta do alimento numa frequência maior ao longo

do dia, diminuíram a frequência das interações agonísticas.

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