Efectos positivos de las burbujas como predictor de alimentación en el comportamiento de la trucha arco iris de cultivo | Guangzhou BlueStream Ventures Group Co., Ltd.

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 11368 (2022) Citar este artículo

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El enriquecimiento ocupacional surge como una estrategia prometedora para mejorar el bienestar de los animales de granja. Esta forma de enriquecimiento tiene como objetivo estimular las habilidades cognitivas de los animales brindándoles más oportunidades para interactuar y controlar su entorno. La previsibilidad de los eventos diarios más destacados, y en particular la previsibilidad de la alimentación, es actualmente una de las estrategias de enriquecimiento ocupacional más estudiadas y puede tomar varias formas. En los peces, mientras que la predictibilidad temporal de la alimentación ha sido ampliamente investigada, la predictibilidad señalada (basada en una señal, como luz o sonido) ha recibido poca atención. Según el tipo de predictibilidad utilizada y la ecología de la especie, los efectos sobre el bienestar de los peces a menudo difieren. El presente estudio tuvo como objetivo determinar qué predictibilidad de alimentación sería la más apropiada para la trucha arco iris, el principal pez de cultivo continental en Europa, y cuáles podrían ser las consecuencias para su bienestar. Probamos cuatro condiciones de previsibilidad de alimentación: temporal (basado en la hora del día), señalado (basado en la difusión de burbujas), temporal + señalado (basado en el tiempo y la difusión de burbujas) e impredecible (tiempos de alimentación aleatorios). Los resultados conductuales y zootécnicos registrados fueron actividad de natación, comportamientos agresivos, ráfagas de aceleraciones y saltos, reactividad emocional y crecimiento. Nuestros resultados mostraron que la trucha arcoíris puede predecir las alimentaciones diarias basándose en el tiempo y/o las burbujas como predictores a las dos semanas de acondicionamiento, como lo demuestra su mayor actividad de natación antes de la alimentación o durante las pruebas de omisión de alimentación, lo que permitió reforzar su respuesta condicionada. La previsibilidad temporal por sí sola dio como resultado un aumento en los comportamientos agresivos previos a la alimentación, ráfagas de aceleraciones y saltos, lo que sugiere que el uso del tiempo como el único predictor de las alimentaciones en las prácticas de cría puede ser perjudicial para el bienestar de los peces. La previsibilidad señalada solo con burbujas resultó en menos comportamientos agonísticos previos a la alimentación, ráfagas de aceleraciones y saltos que en la condición de previsibilidad temporal. La combinación de previsibilidad temporal y señalizada provocó la respuesta condicionada más alta y el nivel de comportamientos de agresión previos a la alimentación, ráfagas de aceleraciones y saltos tendió a ser menor que para la previsibilidad temporal sola. Curiosamente, la actividad de natación de los peces durante la difusión de burbujas también reveló que las burbujas eran muy atractivas independientemente de la condición. El crecimiento y la reactividad emocional de la trucha arcoíris no se vieron afectados por la condición de previsibilidad. Concluimos, por lo tanto, que el uso de burbujas como predictor de alimentación podría representar un enfoque interesante para mejorar el bienestar de las truchas arcoíris en las granjas, al actuar como un enriquecimiento tanto ocupacional como físico.

Una forma potencial de mejorar el bienestar de los animales en cautiverio es darles la oportunidad de interactuar activamente con su entorno al enfrentar desafíos moderados, controlar algunos aspectos del entorno o anticipar eventos específicos, movilizando así sus habilidades cognitivas. Esta práctica pretende mejorar (o enriquecer) las condiciones de vivienda y se denomina enriquecimiento ocupacional (o cognitivo)1,2. Permitir que los animales en cautiverio predigan eventos positivos (p. ej., alimentación) y/o aversivos (p. ej., manejo) mediante el uso de paradigmas de condicionamiento clásico les ofrece la oportunidad de obtener un mayor conocimiento sobre su entorno, estar más preparados y enfrentar mejor los posibles problemas. cambios ambientales3,4,5. Existen diferentes tipos de previsibilidad (es decir, tener información sobre la regularidad de eventos diarios destacados6) basados en dos tipos principales: (i) previsibilidad temporal, cuando un evento ocurre en intervalos de tiempo fijos (temporalmente predecible); (ii) previsibilidad señalada, cuando una señal (CS, estímulo condicionado) precede a un evento positivo o negativo (EE. UU., estímulo incondicionado) que provoca una respuesta espontánea. La previsibilidad temporal se basa en la capacidad del animal para sincronizar sus procesos fisiológicos y de comportamiento para los diferentes eventos que encuentra en su entorno7. Este tipo de previsibilidad es inherente al reloj biológico del animal y, por lo tanto, es potencialmente más largo de evaluar que la previsibilidad señalada que se basa en el éxito del animal en el condicionamiento clásico.

La mayoría de los estudios sobre los efectos de la previsibilidad para los animales en cautiverio se han centrado en un evento positivo en particular, la entrega de alimentos. Estos estudios mostraron que esta previsibilidad provocó una actividad anticipatoria de alimentación (FAA), un posible indicador de emociones positivas debido a la activación de los circuitos neuronales de recompensa6,8.

En los peces, pocos estudios han investigado hasta ahora los efectos sobre el bienestar de la anticipación del alimento, siendo la previsibilidad temporal la condición más estudiada. Por ejemplo, se observó un mejor crecimiento para diferentes especies de peces (besugo, Sparus aurata9, lubina, Dicentrarchus labrax10 y bacalao del Atlántico, Gadus morhua11), cuando los alimentos se distribuyeron en un horario fijo de 2 a 4,5 meses. Para el bacalao del Atlántico, también se encontró que la previsibilidad temporal redujo los daños en las aletas de los peces11. Además, la previsibilidad temporal indujo FAA antes de la entrega del alimento, asociado con una actividad de natación total reducida durante los períodos sin alimentación para la dorada9. Sin embargo, también se ha informado que la previsibilidad temporal induce comportamientos agresivos en salmones (Salmo salar) y no tiene efecto sobre el crecimiento corporal12.

En contraste con la previsibilidad temporal de la alimentación, la previsibilidad señalada de la alimentación en la cría de peces y sus efectos sobre el bienestar animal ha sido poco estudiada. Ya se ha demostrado que muchos CS condicionan con éxito a los peces a la alimentación, como una luz13,14,15,16,17, una tarjeta18, el nivel del agua19 o un sonido20,21, pero sus efectos sobre el bienestar de los peces fueron menores o no se investigaron. . Mediante el uso de condicionamiento clásico durante dos semanas, los investigadores demostraron que la señalización de la entrega de alimento mediante un CS (luz) disminuyó los niveles de cortisol y condujo a un estado emocional positivo en la dorada17. Por el contrario, dar a la tilapia (Oreochromis mossambicus) la posibilidad de anticipar la alimentación mediante una señal visual (una tarjeta con franjas amarillas y negras) durante tres semanas pareció inducir niveles más altos de cortisol en plasma después de un estrés agudo18. En los salmones, dos meses de acondicionamiento de luz para la alimentación no tuvieron efectos o tuvieron efectos negativos en los parámetros de crecimiento16. Estas discrepancias entre estudios pueden depender de la ecología de la especie y del tipo o relevancia del estímulo utilizado. Además, los efectos variables observados entre las previsibilidades temporales y señaladas pueden estar relacionados con los roles contradictorios que desempeña el reloj biológico inherente de los peces y un estímulo neutral (y posiblemente irrelevante) que advierte la inminencia de la entrega de alimentos. A diferencia de los mamíferos en cautiverio, se han realizado pocos estudios en peces para concluir un efecto claro de la previsibilidad de la alimentación sobre el bienestar22. Por lo tanto, se necesita más investigación para identificar los enriquecimientos ocupacionales más apropiados para los peces de cultivo.

Para ampliar nuestro conocimiento sobre qué tipo de predictor (temporal y/o señalizado) es el más fácil de aprender para los peces de piscifactoría y las consecuencias sobre el bienestar de estos enriquecimientos ocupacionales, estudiamos la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), el principal pez continental de piscifactoría en Europa23 como modelo animal. Se aplicaron cuatro condiciones de previsibilidad de la alimentación durante dos semanas: temporal (basado en la hora del día), señalado (basado en la difusión de burbujas), temporal + señalado (basado en el tiempo y la difusión de burbujas) e impredecible (entrega de alimentación aleatoria). Se eligió la difusión de burbujas como estímulo condicionado (CS) por sus interesantes propiedades, ya que además de ser visible y audible para todos los peces en el tanque al mismo tiempo, también proporciona estimulación táctil a los peces y podría aplicarse fácilmente en los peces. granjas Para cada condición, se registró la actividad de natación del grupo de peces antes de la entrega del alimento para evaluar la eficiencia de cada predictor. Luego, se observaron varios indicadores de bienestar durante el período experimental: conductas agresivas, ráfagas de aceleraciones y saltos, reactividad emocional, anorexia inducida por el estrés -todos tendientes a indicar un bienestar pobre cuando aumenta-, y un mejor crecimiento que indica un buen bienestar. Al final del período de dos semanas, se realizaron pruebas de omisión de alimento para evaluar la actividad de los peces durante las omisiones y la frustración, medida por comportamientos agresivos24,25.

Peso del pez (Media ± SEM: BURBUJA + TIEMPO: 9,03 ± 0,37 g; BURBUJA: 9,89 ± 0,36 g; TIEMPO: 9,56 ± 0,31 g; ALEATORIO: 9,75 ± 0,45 g), tamaño corporal (Media ± SEM: 8,79 ± 0,16 cm; 9,21 ± 0,12 cm; 9,12 ± 0,14 cm; 9,11 ± 0,17 cm, respectivamente) y el factor K (media ± SEM: 1,33 ± 0,04; 1,26 ± 0,02; 1,27 ± 0,03; 1,28 ± 0,03, respectivamente) no fueron significativamente diferentes entre tratamientos al final del experimento (P = 0,40; P = 0,19; P = 0,36 respectivamente).

El día 1, la trucha exhibió una actividad similar en respuesta a la difusión de burbujas en el área de la burbuja, independientemente de su tratamiento (LMM: P = 0,13; Fig. 1A). Independientemente de los tratamientos, la actividad de natación del grupo (ver la sección de métodos para la descripción de la variable) fue mayor durante la última difusión de burbujas en comparación con la primera en el día 1 (LMM, χ2 = 10,71, df = 2, P = 0,005; Tukey, P = 0,01 ).

Mediana (cuartiles: 25 %, 75 %) del porcentaje de actividad del grupo de peces (% de píxeles diferentes entre dos imágenes sucesivas) en (A) el día 1 y en (B) el día 12 de acondicionamiento. Se mide la actividad en el área de la burbuja durante los 15 s de burbujas hasta los 5 s de intervalo de tiempo después de las burbujas para todos los tratamientos, correspondiente al período anterior a la alimentación esperada para los tratamientos BURBUJA + TIEMPO y BURBUJA (duración total del análisis de 20 s). El punto negro dentro de los recuadros representa el valor medio (pruebas post-hoc de Tukey).

En el último día de acondicionamiento (día 12), encontramos un efecto significativo del tratamiento (LMM, χ2 = 9.31, df = 3, P = 0.03; Fig. 1B) y el momento en que se difundieron las burbujas (LMM, χ2 = 10,29, df = 2, P = 0,006) sobre la actividad grupal. Sin embargo, los análisis post-hoc no revelaron ninguna diferencia significativa entre los tratamientos (Tukey, todos los P > 0,05), excepto una tendencia a una mayor actividad en los peces BUBBLE + TIME que en los peces TIME (Tukey, P = 0,08; Fig. 1B).

El día 12, la última difusión de burbujas indujo una mayor actividad en comparación con las primeras (Tukey, penúltimo: P = 0,05; penúltimo: P = 0,02). La ausencia de una actividad significativamente mayor en BUBBLE y BUBBLE + TIME en comparación con TIME y RANDOM en el último día de acondicionamiento probablemente se debió a un fuerte atractivo de los peces por las burbujas en todos los tratamientos. De hecho, la actividad del grupo fue significativamente mayor durante la difusión de burbujas que durante los períodos neutrales (es decir, un período de 6 min sin suministro de alimento o difusión de burbujas) en el área de la burbuja, independientemente de los tratamientos (LMM, χ2 = 1846,10, df = 1, P < 0,001; figura 2).

Mediana (cuartiles: 25 %, 75 %) del porcentaje de actividad del grupo de peces (% de píxeles diferentes entre dos imágenes sucesivas) en el área de la burbuja el día 12 de acondicionamiento. "Durante las burbujas" representa los 15 s de difusión de burbujas + 5 s de intervalo de tiempo para todos los tratamientos. El "período neutral" representa períodos de 6 minutos sin suministro de alimento ni difusión de burbujas. El punto negro dentro de los recuadros representa el valor medio (prueba post-hoc de Tukey).

En el día 1, el análisis de la actividad del grupo en todo el tanque durante los 6 minutos anteriores a las alimentaciones no mostró diferencias significativas entre los tratamientos (Fig. 3A). Los peces TIME exhibieron una actividad significativamente mayor antes de la última alimentación (alimentación 3) en comparación con la alimentación 1 (tratamiento de interacción x número de alimentación: LMM: χ2 = 20,35, df = 11, P = 0,04; Tukey, P = 0,03; Fig. 3A ).

Mediana (cuartiles: 25 %, 75 %) del porcentaje de actividad del grupo de peces (% de píxeles diferentes entre dos imágenes sucesivas) en todo el tanque durante el período de 6 minutos anterior a la entrega del alimento. Se dan los resultados para cada tratamiento y para las tres alimentaciones en (A) día 1 y (B) día 12 de acondicionamiento. F1, F2 y F3 corresponden a las tres alimentaciones analizadas. El punto negro dentro de los recuadros representa el valor medio. Diferentes letras latinas indican diferencias significativas entre tratamientos, y diferentes letras griegas indican diferencias entre alimentaciones (P < 0.05; pruebas post-hoc de Tukey).

En el día 12, la actividad del grupo durante este período de 6 minutos dependió tanto del tratamiento como de la alimentación (interacción grupo x número de alimentación: LMM: χ2 = 28,90, df = 6, P < 0,001; Fig. 3B). En este día, las dos condiciones en las que los peces pudieron aprender a anticipar la alimentación usando el tiempo como predictor (BURBUJA + TIEMPO y TIEMPO) exhibieron una mayor actividad antes de la alimentación 3 que en los peces BURBUJA (Tukey, P = 0,002; P = 0,03 respectivamente; Figura 3B). Los peces BURBUJA + TIEMPO también exhibieron una mayor actividad antes de la alimentación 3 que los peces ALEATORIOS (Tukey, P = 0,009), lo que indica que ambos tratamientos (BURBUJA + TIEMPO y TIEMPO), al final del condicionamiento, anticiparon la entrega de alimento usando el tiempo como predictor, siendo el pez BURBUJA + TIEMPO el más condicionado temporalmente (Fig. 3B).

El análisis de la frecuencia de comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos durante los 6 min anteriores a la alimentación reveló un efecto independiente del día (GLMM: χ2 = 10,89, df = 1, P < 0,001) y del tratamiento (GLMM: χ2 = 17,22, gl = 3, P < 0,001). El efecto de los días reveló que los peces provocaron interacciones agonísticas significativamente más altas, ráfagas de aceleraciones y saltos en el día 1 en comparación con el día 12 de acondicionamiento (Tukey, P < 0,001).

El efecto del tratamiento reveló que los peces TIME expresaron comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos significativamente más altos que los peces de BUBBLE (Tukey, P = 0,02) y RANDOM (Tukey, P <0,001). Aunque no significativa, se observó la misma tendencia entre los tratamientos TIEMPO y BURBUJA + TIEMPO (Tukey, P = 0,09; Fig. 4).

Mediana (cuartiles: 25 %, 75 %) del número de conductas agonísticas, ráfagas de aceleraciones y saltos anotados por minuto en todo el tanque durante los 6 minutos anteriores a la entrega de alimento en los cuatro tratamientos. El punto negro dentro de los recuadros representa el valor medio. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0.05; pruebas post-hoc de Tukey).

Aunque los análisis realizados durante el acondicionamiento no permitieron demostrar que las truchas aprendieron a utilizar las burbujas como predictor de alimentación, las omisiones de alimentación sí lo hicieron. Análisis de la actividad grupal en las tres ocasiones de omisión, durante el período que comprendió los 15 s de difusión de la burbuja, los 5 s de intervalo de tiempo antes de la alimentación esperada para los tratamientos BURBUJA + TIEMPO y BURBUJA, y los 25 s que comenzaron 5 s después de la final de las burbujas para todos los tratamientos, reveló un efecto de tratamiento solamente (LMM: χ2 = 30.33, df = 3, P < 0.001). Durante las omisiones de alimentación, la actividad medida en el área de la burbuja fue mayor en BURBUJA + TIEMPO y en BURBUJA que en TIEMPO (Tukey, P = 0,005 y P = 0,02 respectivamente, Fig. 5). Además, la actividad medida en BURBUJA + TIEMPO fue mayor que en ALEATORIO (Tukey, P = 0,03; Fig. 5).

Mediana (cuartiles: 25 %, 75 %) del porcentaje de actividad del grupo de peces (% de píxeles diferentes entre dos imágenes sucesivas) durante las omisiones de alimentación. La actividad se mide en el área de la burbuja durante la difusión de la burbuja hasta 30 s después de las burbujas (duración total del análisis de 45 s: 15 s de burbujas, los 5 s de intervalo de tiempo antes de la alimentación esperada para los tratamientos BURBUJA + TIEMPO y BURBUJA, y 25 s después la omisión Para los tratamientos TIME y RANDOM, el período de 25 s comenzó 5 s después del final de las burbujas). El punto negro dentro de los recuadros representa el valor medio. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0.05; pruebas post-hoc de Tukey).

La actividad grupal analizada durante el período de 6 min que siguió a cada omisión fue similar entre los tratamientos (LMM: P = 0,21). La actividad general del grupo fue significativamente menor durante la omisión 3 en comparación con las omisiones 1 y 2 (efecto del número de omisión: LMM: χ2 = 43,70, df = 2, P < 0,001; Tukey, P < 0,001). Sin embargo, durante este mismo período, los comportamientos agonísticos, el estallido de aceleraciones y los saltos difirieron entre los tratamientos (GLMM: χ2 = 15,40, df = 3, P = 0,002; Fig. 6A). Los peces del tratamiento BUBBLE provocaron significativamente menos comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos que los peces de los tratamientos TIME (Tukey, P = 0,003) y RANDOM (Tukey, P = 0,02). Este efecto del tratamiento pareció ser específico de los días en que ocurrieron las omisiones. De hecho, el día 12, al observar comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos durante períodos neutrales, no se encontraron diferencias entre los cuatro tratamientos (GLMM: P = 0.21; Fig. 6B).

Mediana (cuartiles: 25 %, 75 %) del número de conductas agonísticas, ráfagas de aceleraciones y saltos anotados por minuto durante (A) el período de 6 minutos después de cada una de las tres ocasiones de omisión de alimentación, cuando se agruparon, y (B) tres periodos neutros de 6 min libres de alimentaciones o burbujas el día 12. El punto negro dentro de los recuadros representa el valor medio. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (P < 0.05; pruebas post-hoc de Tukey).

Todas las medidas puntuadas durante la prueba del tanque nuevo (distancia total recorrida, velocidad máxima de natación, velocidad angular, tiempo dedicado a la tigmotaxis, número de gránulos consumidos) no fueron diferentes entre los grupos, lo que indica una reactividad emocional similar entre los tratamientos (LMM: P > 0,05 y χ2 = 0,93, df = 3, P > 0,05 para todos los parámetros de comportamiento medidos).

El presente trabajo profundiza nuestro conocimiento sobre cómo una especie de pez de cultivo, la trucha arcoíris, utiliza diferentes señales ambientales para predecir la entrega de alimento. Encontramos evidencia de que la trucha arcoíris anticipa la entrega de alimento a las dos semanas de acondicionamiento y que su anticipación se expresa de manera diferente según el tipo de predictor. Los peces del tratamiento BUBBLE-TIME pudieron usar tanto el tiempo como las burbujas para predecir la llegada de las comidas, como lo reveló su mayor actividad previa a la alimentación antes y después de la difusión de burbujas durante las omisiones de alimentos. Los peces para los que las alimentaciones fueron señaladas solo por difusión de burbujas (BURBUJAS) se condicionaron con éxito a las burbujas dada su mayor actividad durante las omisiones de alimentos después de la difusión de burbujas en comparación con los peces que se basaron solo en la previsibilidad temporal (TIEMPO). Además, los peces BUBBLE expresaron menos comportamientos de interacciones agonísticas, ráfagas de aceleraciones y saltos después de las omisiones de alimentación que los peces TIME y RANDOM. Para los peces que solo podían confiar en la predictibilidad temporal de las alimentaciones (TIME), la anticipación de la alimentación se manifestó tanto en una mayor actividad como en comportamientos agonísticos, aceleraciones repentinas y saltos antes de las comidas. No encontramos ningún efecto de los tratamientos sobre la reactividad emocional de los peces o sobre su tasa de crecimiento.

Durante los doce días de acondicionamiento, los primeros resultados centrados en la actividad de natación previa a la alimentación no nos permitieron observar que las truchas arcoíris tuvieran éxito en el uso de burbujas como predictor de la entrega de alimento. Inicialmente consideramos las burbujas como una señal neutral para anunciar la alimentación, pero observamos que los peces se sentían fuertemente atraídos por ellas, independientemente del predictor, lo que puede haber enmascarado cualquier efecto condicionante que podríamos haber observado durante este período. Por lo tanto, no podemos descartar que la difusión de burbujas represente un estímulo positivo destacado que pueda haber conducido a un alto nivel de actividad en todas las condiciones de previsibilidad. Esto probablemente se debió a una gran excitación generada por las burbujas, como lo indica el aumento de la actividad de los peces durante las burbujas en comparación con los períodos neutrales para una señal que inicialmente pensamos que era un estímulo neutral. Darwin26 argumenta que el fuerte vínculo entre los estímulos y los estados emocionales que pueden provocar puede ser heredado o aprendido por hábito. Desde la primera difusión de burbujas, los peces se sintieron inmediatamente atraídos por las burbujas, y esto siguió siendo cierto después de 12 días de acondicionamiento, lo que podría reclamar un estado similar a una emoción positiva inherente. Por lo tanto, la difusión de burbujas sería una recompensa en sí misma y se referiría al cuadrante uno (Q1) para estados afectivos positivos de alta excitación (por ejemplo, emoción, alegría) propuestos para el afecto central por 27 y reutilizados por 28 en el estudio que investiga los estados emocionales inducidos. por estímulos ambientales en dorada. La atracción inicial a la señal que anuncia el evento también ha sido reportada en salmones y mamíferos acondicionados a la luz antes de trasladarse al área del evento25,29. Lieberman30 afirma que esta atracción inicial por el estímulo condicionado sigue el proceso de aprendizaje asociativo que consta de dos fases: una sustitución inicial de la señal por el feed (respuesta refleja), y luego una fase de aprendizaje en la que se asocia la señal con el feed mediante procesos de anticipación y cognitivos15 . Luego se supone que la primera respuesta es reemplazada por la segunda como parte del proceso de habituación, un proceso cerebral que disminuye la fuerza de un reflejo ante múltiples exposiciones a un estímulo30, pero en nuestro caso, la trucha continuó siendo muy activa alrededor del cuerpo. burbujas antes de la alimentación. Dado que la trucha arco iris pudo aprender a predecir la alimentación después de una señal de luz en otro estudio31, el comportamiento de la trucha arco iris hacia las burbujas no parece ser una respuesta refleja, sino más bien un fuerte interés por las burbujas. Sin embargo, al considerar la actividad en el área de la burbuja después de la difusión de la burbuja en todos los tratamientos cuando se omitió la alimentación, observamos un mayor nivel de actividad en BUBBLE + TIME que en TIME y RANDOM, y los peces BUBBLE también mostraron una mayor actividad después de las burbujas que los peces TIME. Dado que todos los grupos experimentaron burbujas durante este período de análisis, este resultado revela que la mayor actividad no se debe simplemente a la agitación provocada por la difusión de burbujas, sino que los tratamientos BUBBLE + TIME y BUBBLE han aprendido a utilizar las burbujas como indicador de las alimentaciones después de 14 días. de condicionamiento (es decir, 70 ensayos). Nuestros resultados están de acuerdo con estudios en salmones que fueron acondicionados con éxito para recibir alimento después de una señal luminosa en 19 a 144 ensayos (19 ensayos: 11, 72–144 ensayos: 13, 56 ensayos: 22). El acondicionamiento de burbujas fue más efectivo cuando la difusión de burbujas se combinó con el tiempo. De hecho, la actividad antes de las tomas fue mayor en los tratamientos BURBUJA + TIEMPO que en los tratamientos ALEATORIOS en el día 12 (después de 60 ensayos), lo que sugiere un acondicionamiento más preciso cuando se agrega tiempo.

Las truchas arco iris en los tratamientos TIME y BUBBLE + TIME mostraron una mayor actividad previa a la alimentación (es decir, FAA, actividad anticipatoria de alimentación) que los peces en el tratamiento BUBBLE, lo que sugiere que pudieron usar el tiempo como predictor. Las truchas arcoíris del tratamiento BUBBLE + TIME fueron, sin embargo, las más condicionadas temporalmente a la alimentación, como lo demuestra su mayor FAA que en BUBBLE y RANDOM. Para lograr este FAA, requirieron cinco alimentaciones diarias durante 12 días, lo que está de acuerdo con estudios previos que muestran que los peces de cultivo requieren de 15 a 60 días para obtener un FAA estable con una o dos alimentaciones diarias (Salmo salar12; Rhombosolea tapirina32; Dicentarchus labrax10 ). En el día 12, FAA fue evidente en la quinta alimentación (F3 en la Fig. 3). La falta de diferencia entre los tratamientos antes de la primera y tercera alimentación ciertamente indica que, dado que todos los peces ayunaron durante la noche, estaban igualmente agitados debido al hambre, y las diferencias parecían más pronunciadas a medida que avanzaba el día para volverse claramente perceptibles en la última alimentación de el día, cuando los peces ya habían sido alimentados cuatro veces. La previsibilidad temporal de la alimentación también resultó en comportamientos más agresivos, ráfagas de aceleraciones y saltos antes de las comidas en comparación con las otras condiciones de previsibilidad. Heydarnejad y Purser33 demostraron que los comportamientos agonísticos pueden ser un indicador fiable de la anticipación del alimento en la trucha arcoíris. Nuestros resultados están de acuerdo con otros estudios de salmónidos que mostraron mayores interacciones agonísticas cuando la alimentación era predecible en el tiempo que cuando era impredecible (Salmo salar12; Oncorhynchus mykiss34). Los peces TIME solo podían confiar en su reloj biológico para predecir la entrega de alimento, y esta ventana de tiempo probablemente era menos obvia de identificar que una señal audible o visual clara, como la difusión de burbujas6. Por el contrario, los peces BUBBLE + TIME no exhibieron mayores comportamientos agonísticos previos a la alimentación, ráfagas de aceleraciones y saltos, que incluso tendieron a ser menos frecuentes que en TIME, lo que sugiere un papel específico para la difusión de burbujas en el establecimiento de la anticipación de la alimentación.

Como se mencionó anteriormente, las omisiones de alimentación revelaron que la difusión de burbujas como predictor de la alimentación es eficaz en la trucha arco iris, a pesar de su atractivo inicial, ya que los peces BUBBLE + TIME y BUBBLE se agitaron más en el área de la burbuja después de las difusiones de burbujas que los peces TIME y RANDOM. Además de eso, después de las omisiones de alimentación, los niveles de agresión, el estallido de aceleraciones y los saltos fueron más bajos para los peces BUBBLE en comparación con los peces TIME y RANDOM. Esto parece contradictorio con estudios previos que muestran que los salmónidos condicionados para asociar una luz con una recompensa exhiben fuertes comportamientos agresivos cuando se omite la recompensa24,25. Estos autores sugieren que las conductas agresivas pueden deberse a un estado de frustración definido como 'un estado motivacional aversivo precedido por la omisión de una recompensa esperada'35. Sin embargo, en estos estudios, se compararon comportamientos agresivos entre díadas de peces condicionados que no recibieron la recompensa esperada y peces que sí la recibieron. Aquí, comparamos la agresión en peces condicionados y no condicionados. El nivel más bajo de comportamientos agresivos, ráfagas de aceleraciones y saltos observados en los peces BUBBLE después de la omisión del alimento sugiere que estos peces pueden adaptarse rápidamente y están menos estresados por los cambios ambientales. También se puede suponer que las burbujas alivian la frustración de los peces por no ser alimentados debido a su atractivo inicial junto con su valencia positiva creada por el condicionamiento positivo y desviarían la atención de los peces de la alimentación perdida, actuando como una recompensa en sí misma. Por el contrario, los peces RANDOM y TIME aún mostraban altos niveles de expectativa, expresados aquí como comportamientos agresivos, estallidos de aceleraciones y saltos, que se sabe que son indicadores de un bienestar deficiente en los peces de cultivo36. Para los peces TIME, este resultado es similar a lo que observamos antes de las alimentaciones. Para los peces RANDOM, este aumento en los comportamientos agresivos después de las omisiones de alimentos en comparación con los períodos neutrales podría explicarse por un estado constante de expectativa y frustración, ya que no tenían ninguna pista para predecir cuándo estarían disponibles sus alimentos. Estos resultados son consistentes con nuestra hipótesis de que el enriquecimiento ocupacional, al dar a los peces la capacidad de anticipar los eventos en su entorno a través de un predictor destacado, conduciría a una menor agresión y por lo tanto a un mejor estado de bienestar, como también se ha demostrado en los mamíferos6,8.

En este experimento, encontramos tasas de crecimiento similares entre truchas arcoíris criadas bajo las cuatro condiciones de previsibilidad de alimentación. Esto está de acuerdo con los resultados obtenidos en salmones para los cuales la predictibilidad temporal de la alimentación no indujo ningún efecto sobre la tasa de crecimiento específica, en comparación con los peces criados bajo horarios impredecibles durante la misma duración experimental que la nuestra (15 días)12. Esto puede explicarse por este corto período experimental, ya que se encontró una mejor tasa de crecimiento después de 30 días de alimentación predecible temporalmente en dorada9, 60 días en lubina10 y 20 semanas en bacalao del Atlántico37. Sin embargo, incluso durante una duración experimental de 60 días en salmón, las alimentaciones predecibles con señales de luz no indujeron diferencias en el crecimiento, el factor de condición o la tasa de conversión alimenticia en comparación con los salmones criados en condiciones de alimentación impredecibles16. Aquí, dar a la trucha arcoíris la oportunidad de predecir la entrega de alimento durante 14 días, independientemente del tipo de predictor utilizado, no influyó en los parámetros de crecimiento.

Una de nuestras suposiciones iniciales fue que la capacidad de los peces para predecir eventos que ocurren en su entorno mejoraría su reactividad emocional y les permitiría enfrentar mejor situaciones inesperadas. Sin embargo, nuestros resultados mostraron que la reactividad emocional de los peces, o sus respuestas de miedo cuando se los introdujo individualmente en un entorno nuevo, fue similar entre los tratamientos. Las respuestas emocionales dependen de cómo el animal percibe su entorno (amenazante, neutral, estimulante) y las condiciones de crianza pueden afectar estas respuestas conductuales38,39,40. Por ejemplo, las condiciones de cría en las que se suponía que el bienestar era bueno se vincularon con una mayor motivación para explorar en peces sometidos a pruebas de reactividad emocional41. Además, en un estudio reciente, la trucha arcoíris criada previamente en un hábitat complejo y estimulante pasó más tiempo explorando el nuevo entorno cuando se sometió a la prueba del tanque novedoso y exhibió una natación menos errática en comparación con los peces criados en condiciones estándar42. Esto sugiere que las buenas condiciones de bienestar pueden conducir a fenotipos audaces y menos temor medido en la prueba del tanque nuevo. La falta de diferencia entre nuestros diferentes predictores podría explicarse por agua de alta calidad (agua de manantial, temperatura constante) nivelando diferencias más sutiles entre tratamientos y/o por la presencia de las burbujas que podrían haber actuado como un enriquecimiento generando en sí mismo un efecto positivo. estado afectivo de los peces de cada tratamiento, ya que todos estuvieron igualmente expuestos a este estímulo. Según lo informado por27 and 28, la excitación causada por la difusión de burbujas podría reflejar estados afectivos positivos en niveles altos de excitación. Se demostró que el enriquecimiento ambiental diseñado para aumentar la complejidad del hábitat genera efectos positivos en una variedad de especies de peces43. Por lo tanto, un grupo de control sin difusión de burbujas en nuestro estudio habría sido beneficioso para ayudarnos a aclarar el papel de las burbujas como un enriquecimiento potencial en lugar de un estímulo neutral. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que destaca que los peces de cultivo se sienten atraídos por las burbujas, además de por sus propiedades oxigenantes, por lo que las burbujas se liberan a menudo en los acuarios de peces. Las burbujas proporcionan estímulos visuales, táctiles y acústicos que pueden ser percibidos simultáneamente por todos los peces del tanque, por lo que elegimos la difusión de burbujas como estímulo condicionado en primer lugar. Incluso si un sonido como un CS logró condicionar a los peces para que se alimentaran20,21, la estimulación acústica por sí sola parece generar una respuesta de vuelo como se muestra en los salmones cuando se les proporciona un infrasonido44 o en los peces dorados que reciben un ruido blanco45. El acondicionamiento de luz para la alimentación fue el CS13,14,15,16,17 más estudiado y podría haber representado una buena opción también en nuestro estudio. Sin embargo, los tiburones (Heterodontus portusjacksoni) acondicionados para recibir alimento después de la difusión de burbujas mostraron comportamientos anticipatorios más altos, manifestados por movimientos y mordeduras hacia el SC, y una memoria de retención más alta que los tiburones que recibieron alimento después de una señal luminosa para el mismo procedimiento de acondicionamiento46. La elección de la CS aparece así esencial a considerar para un condicionamiento efectivo, privilegiando un estímulo saliente. Además, al proporcionar estímulos táctiles, que se ha demostrado que reducen los niveles de estrés en el pez cirujano Ctenochaetus striatus47, y/o al representar pequeños objetos para jugar como se ha observado en algunas especies de peces48,49, las difusiones secuenciadas de burbujas en el tanque quizás podría representar un enriquecimiento físico para la trucha arcoíris, y su impacto en el bienestar de los peces merecería más investigación.

Descubrimos que la trucha arcoíris es capaz de anticipar la entrega de alimento después de 12 días de acondicionamiento con el tiempo como único predictor. Los peces TIME exhibieron comportamientos agresivos más frecuentes, explosiones de aceleraciones y saltos al anticipar las comidas, lo que sugiere que usar el tiempo solo como predictor de alimentación en las prácticas de cría puede ser perjudicial para el bienestar de los peces. La combinación de previsibilidad temporal y señalada provocó la respuesta condicionada más alta en los peces y el nivel de agresión previa a la alimentación tendió a ser menor que en el tratamiento TIME. Cuando las alimentaciones fueron señaladas únicamente por la difusión de burbujas, los peces también pudieron asociar las burbujas con el alimento, como lo demuestra su mayor actividad en el área de la burbuja cuando se omitió el alimento después de la difusión de burbujas en comparación con TIME. Además, en el tratamiento BUBBLE, los peces exhibieron menos comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos antes de las comidas y durante las omisiones de alimentos que en la condición de previsibilidad temporal. Nuestros resultados sugieren que las burbujas pueden aliviar la frustración de los peces por no ser alimentados al desviar su atención. De hecho, encontramos que las burbujas eran muy atractivas independientemente del tratamiento considerado. Al actuar como un enriquecimiento tanto ocupacional (como un predictor de alimentación) como físico (como un elemento atractivo), la previsibilidad de la alimentación a través de la difusión de burbujas podría representar un enfoque interesante para mejorar el bienestar de la trucha arcoíris en las granjas.

Todos los procedimientos experimentales se llevaron a cabo en estricta conformidad con la Directiva Europea 2010/63/UE sobre la protección de los animales utilizados con fines científicos. El diseño del estudio fue aprobado por el Comité de Ética en Experimentación Animal de Finistère y recibió la autorización del Ministerio de Educación, Investigación e Innovación de Francia bajo el número de acuerdo 2020-C2EA74-VC-01-V2. Este estudio se llevó a cabo de conformidad con las directrices ARRIVE 2.0.

Los animales fueron hembras de trucha arco iris triploide (Oncorhynchus mykiss) fecundadas y criadas en la instalación experimental de piscicultura INRAE-PEIMA (https://doi.org/10.15454/1.5572329612068406E12) a partir de una cepa otoñal tardía. A los 100 días después de la fertilización (dpf), se eligieron aleatoriamente 1872 peces (2,71 g de peso medio) y se pesaron bajo anestesia (50 mg/L de tricaína y 50 mg/L de bicarbonato de sodio) antes de distribuirlos por igual en 12 tanques de cría (156 peces/ tanque) alimentado con agua de manantial. Los tanques fueron uniformes en color (paredes grises opacas), en tamaño (70 × 70 cm), en volumen de agua (196 L) y en caudal de agua (una renovación por hora). Todos los tanques estaban equipados en ambos lados con una bombilla de luz amarilla (Leds 4000 K, 9,6 W, ELVADIS) controlada por un panel programador para proporcionar un fotoperiodo de 12L:12D, una intensidad de luz del 35% y una iluminación progresiva durante 15 min. Para la difusión de burbujas, cada tanque estaba provisto de un difusor de aire (tubos de aire transparentes de PVC de 4 × 6 mm unidos al extremo de la tubería de entrada de agua) y dos bombas de aire alimentaban seis difusores de aire al mismo tiempo que lanzaban una bomba de baja presión de 6 válvulas. distribuidor de aire Las válvulas de los dispensadores se ajustaron para que el tamaño de la burbuja fuera igual en cada tanque. La temperatura del agua se mantuvo constante en 12 ± 0,2 °C y la densidad se mantuvo por debajo de 20 kg/m3 durante todo el experimento. Las concentraciones de amoníaco, nitrito y nitrato se verificaron al inicio y al final del experimento y siempre fueron inferiores a 0.27, 0.00 y 35.90 mg L-1, respectivamente. A partir de esta etapa (100 dpf), los peces fueron alimentados cinco veces al día, en cantidades iguales, con gránulos extruidos y comerciales (60% proteína, 33% lípidos, 7% almidón, gránulos de 1,1 mm, BioMar, Francia) de acuerdo con tasa de crecimiento de los peces. El alimento fue entregado por comederos ARVOTEC en horarios precisos utilizando el software Imetronic controlado por computadora (versión 2008). Todos los tanques de crianza estaban equipados con una cámara de videovigilancia (Full HD: 1920 × 1080 px, 105°, VIZEO—Adrien Alarme) instalada encima de cada tanque que permitía grabaciones continuas.

Después de un período de aclimatación de 18 días, se aplicaron cuatro tratamientos de predictibilidad de alimentación (tres tanques por tratamiento con 156 peces cada uno) durante doce días (Fig. 7A). En cada tratamiento, los peces recibieron cada día cinco difusiones de burbujas (durante 15 s cada una) y cinco alimentaciones (un total de 60 secuencias de burbujas y alimentaciones) (Fig. 7B).

Tratamiento BURBUJA: una señal de 15 s de difusión de burbujas fue seguida sistemáticamente 5 s después por alimentación (20-40 s). Para este tratamiento, las alimentaciones diarias se entregaron cada día entre las 9:45 a. m. y las 7:20 p. m. de acuerdo con un programa aleatorio manual con un mínimo de 15 min y un máximo de tres horas entre dos alimentaciones para evitar problemas de inanición o digestión.

TIEMPO de tratamiento: la ocurrencia de alimentaciones diarias podría predecirse por la hora del día. Cada día, los peces recibieron sistemáticamente su alimento en los mismos horarios: 10, 12, 14, 16 y 18 horas. Los peces de esta condición también recibieron burbujas cinco veces al día, al mismo horario que el utilizado para el tratamiento BUBBLE pero sistemáticamente separados de al menos 15 min de las alimentaciones.

Tratamiento BURBUJA + TIEMPO: tanto las burbujas como el tiempo fueron predictivos de la entrega de alimento. Los peces recibieron alimentaciones diarias al mismo tiempo que los tratamientos. Cada alimentación también fue precedida sistemáticamente por 15 s de burbujas (como tratamiento BURBUJA).

Tratamiento ALEATORIO: ni las burbujas ni el tiempo fueron predictivos de la entrega de alimento. Las alimentaciones diarias se administraron de acuerdo con el mismo programa aleatorio que el utilizado para el tratamiento BUBBLE. Las burbujas se entregaron sistemáticamente separadas durante al menos 15 minutos de las alimentaciones.

(A) Programa general del experimento con un primer período de aclimatación al medio ambiente, el acondicionamiento que involucra las cuatro condiciones diferentes de previsibilidad de alimentación entre el día 1 y el día 12, luego las tres omisiones de alimentación realizadas en todos los tratamientos, y el nuevo tanque- prueba después de la cual se registraron los parámetros de crecimiento; (B) Ejemplo de un día durante el acondicionamiento para cada tratamiento, con BURBUJA + TIEMPO basado en la predictibilidad de alimentación temporal + señalada (basada en el tiempo y la difusión de burbujas), BURBUJA basada solo en la predictibilidad señalada (basada en la difusión de burbujas), TIEMPO basado en solo previsibilidad temporal (basada en la hora del día), y RANDOM correspondiente a alimentaciones impredecibles (entrega de alimentación al azar). B1 a B5 representan las cinco difusiones diarias de burbujas y F1 a F5 las cinco tomas diarias; (C) Áreas utilizadas para los análisis de comportamiento de los peces (a la izquierda: el área de la burbuja donde se difundieron las burbujas; a la derecha: todo el tanque).

Estudios previos mostraron que la actividad de los peces era un comportamiento relevante como indicador de anticipación de la entrega de alimento50. Por lo tanto, la actividad del grupo en el tanque de crianza fue analizada automáticamente por el software EthovisionXT® (v. 15.0.1418) (Noldus, Wageningen, Países Bajos) (Tabla 1). La actividad se dio como una proporción de píxeles que cambiaron de intensidad entre dos imágenes sucesivas (25 imágenes por segundo). Solo se tienen en cuenta los píxeles dentro del área definida (= 100%). Como resultado, los datos de actividad representan la actividad global del grupo de individuos. Los datos se dan como porcentaje de actividad (%). Se realizaron grabaciones de comportamiento en tres alimentaciones diferentes o secuencias de burbujas (secuencias 1, 3 y 5 del día) en los días 1 y 12 del condicionamiento para examinar su progresión durante el experimento. Dependiendo del período objetivo, los análisis se realizaron en el área de la burbuja o en todo el tanque (Fig. 7C).

Se evaluó la capacidad de los peces para usar la difusión de burbujas como predictor de la entrega de alimento mediante el análisis de su actividad durante la secuencia de 15 s de difusión de burbujas añadida a los 5 s de intervalo de tiempo que siguieron. Este análisis se realizó en el área de la burbuja. La actividad de los peces también se analizó durante períodos neutrales (es decir, un período de 6 minutos sin suministro de alimento ni difusión de burbujas) en el área de burbujas.

Para evaluar si los peces podían usar el tiempo como predictor de la entrega de alimentos, se analizó la actividad de los peces durante los 6 minutos que precedieron a las comidas (para los tratamientos TIEMPO y ALEATORIO) o las difusiones de burbujas (para los tratamientos BURBUJA y BURBUJA + TIEMPO). Estudios previos mostraron que se observan comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos cuando los peces anticipan las comidas basándose en el tiempo como principal predictor33. Con este objetivo, la frecuencia de comportamientos agonísticos (mordeduras, persecuciones), ráfagas de aceleraciones (cuando los peces cruzaron más de la mitad del tanque con alta velocidad) y saltos se agruparon indiscriminadamente y se contaron en todo el tanque durante el período de 6 min ( Tabla 1). Se consideró que una ocurrencia había terminado cuando el pez interrumpió el comportamiento durante al menos 5 s.

Para evaluar si los peces podían asociar burbujas con la entrega de alimento después de 12 días de acondicionamiento, se realizaron posteriormente tres omisiones de alimento (no se entregó alimento en el momento de alimentación esperado): uno el día 13 y dos el día 14 (Fig. 7A). Al separar los ensayos de omisión con un ensayo condicionado, mantuvimos el valor asociativo de los estímulos condicionados e incondicionados, de manera similar a lo que se ha hecho en estudios previos24,25,51.

Durante cada omisión, se analizó la actividad del grupo (Tabla 1) durante un período de tiempo que incluyó los 15 s de difusión de la burbuja, los 5 s de intervalo de tiempo antes de la alimentación esperada y 25 s después de la omisión (totalizando 45 s de observación). Para los tratamientos BURBUJA y BURBUJA + TIEMPO, el último período de 25 s corresponde al momento en que se suponía que se entregaba el alimento. Para los tratamientos TIME y RANDOM, el período de 25 s comenzó 5 s después del final de las burbujas. Similar a la fase de acondicionamiento, este análisis se realizó en el área de la burbuja.

Dado que la omisión de una recompensa esperada a menudo se caracteriza por un aumento de la actividad y las agresiones en los salmónidos24,25,51, el número total de comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos (total/min), así como la actividad de los peces (en %) en todo el tanque también se puntuaron durante un período de 6 min que siguió a cada omisión (Tabla 1). También se analizó el número total de comportamientos agonísticos, ráfagas de aceleraciones y saltos (total/min) durante períodos neutrales (es decir, un período de 6 min sin suministro de alimento o difusión de burbujas) en todo el tanque el día anterior a las omisiones de alimento ( día 12) para detectar alguna especificidad por omisiones en el pienso.

La reactividad emocional de un animal individual se refiere a su propensión a reaccionar ante estímulos que provocan emociones, como lo repentino y lo novedoso37. Por lo tanto, considerar la reactividad emocional de un animal es crucial para evaluar cómo percibe su entorno (de manera amenazante o no), su capacidad para hacer frente a los cambios ambientales y, por lo tanto, su estado de bienestar. La reactividad emocional de los peces se evaluó después de 12 días de acondicionamiento en los días 15 y 16 (Fig. 7A), en una prueba de tanque nuevo siguiendo a Colson et al.53. Noventa y seis peces (24 peces/tratamiento y 8 peces/tanque) fueron capturados aleatoriamente con redes e introducidos individualmente en un nuevo tanque (68 × 33 × 32 cm). Se capturaron cuatro peces simultáneamente del mismo tanque de crianza y se introdujeron en cuatro tanques de prueba separados al mismo tiempo. Al final de la prueba, se tomaron muestras de otro tanque y así sucesivamente hasta el tanque 12. Cada tanque de cría se muestreó solo una vez al día para evitar cualquier diferencia en el estrés entre los peces analizados. Al día siguiente, se recolectaron cuatro peces nuevos del primer tanque de crianza y luego se recolectaron los 11 tanques restantes en el mismo orden que el día anterior. Todos los peces fueron alimentados el día anterior a la prueba con 3/5 de la ración de alimento en una alimentación para que los peces probados pudieran experimentar el mismo intervalo de ayuno. Las difusiones de burbujas se detuvieron el día antes de la prueba. El agua de los tanques analizados se cambió cada cuatro lotes de peces analizados. Las respuestas conductuales se grabaron en video durante 28 min. Analizamos los primeros 20 min, por intervalos de tiempo de 5 min con el software Ethovision ® XT. A los 23 min, los individuos recibieron automáticamente 80 gránulos de alimento (aproximadamente 100 mg) y los gránulos restantes se contaron después de 5 min para medir una posible inhibición de la ingesta de alimento (anorexia) luego de una situación estresante (exposición a tanque nuevo). De hecho, la recuperación del consumo de alimento después de un factor estresante agudo es un indicador de estrés clásico en los peces37. Se puntuaron los siguientes parámetros de comportamiento resultantes del seguimiento automático de cada individuo: distancia total recorrida (en cm), velocidad máxima de nado (en cm/s), velocidad angular (en °/s) (es decir, nado errático) y tiempo gastado (en %) en la zona fronteriza (es decir, tigmotaxis).

El peso corporal (W) y la longitud (L) de los peces se midieron después de la prueba del tanque nuevo bajo anestesia (50 mg/L de tricaína y 50 mg/L de bicarbonato de sodio). Para cada pez, el factor de condición se calculó de la siguiente manera: factor K = 100 (W/L3).

Todas las pruebas y gráficos se realizaron con la versión 1.4.1717 de RStudio y se trazaron con los paquetes ggplot2, ggthemes y effects.

La actividad del grupo se analizó mediante la realización de modelos lineales de efectos mixtos (LMER), con el paquete lme4. La actividad del grupo (dada en % por Ethovision) durante los 6 min que precedieron a la alimentación se analizó con tratamientos (BURBUJA + TIEMPO, BURBUJA, TIEMPO, ALEATORIO) y número de alimentaciones (alimentación 1, 3 o 5), y su interacción, como factores fijos . La actividad del grupo durante la difusión de burbujas (15 s de burbujas + 5 s de intervalo) se analizó con los tratamientos y el número de difusión de burbujas (difusión 1, 3 o 5), y su interacción, como factores fijos. Los tanques de crianza se consideraron como factores aleatorios. Se utilizó el siguiente LMER: lmer(Actividad media ~ Tratamiento*Número de prueba + (1|Tanque de cría). Durante las pruebas de omisiones de alimentación, se analizó la actividad del grupo con el tratamiento y el número de omisión (1, 2 o 3), y su interacción , como factores fijos. Se utilizó el siguiente LMER: lmer(Actividad.media ~ Tratamiento*Omisión.número + (1|Tanque de crianza). Similar al modelo anterior, los tanques de crianza se agregaron como factores aleatorios.

El día (día 1 o día 12) no se incluyó como un factor fijo en los modelos, ya que los datos proporcionados por Ethovision no tuvieron en cuenta el crecimiento de los peces entre los días 1 y 12 del experimento, lo que resultó en más cambios de píxeles en el día 12 en comparación con el día 1.

Se verificó la normalidad de todos los datos antes de ejecutar un modelo y posteriormente se verificó la dispersión de los residuos. Si los datos no cumplían con los supuestos para las estadísticas paramétricas, la transformación de datos se aplicaba mediante transformación inversa, logarítmica o log10. Para cada modelo se evaluaron los efectos de los factores fijos sobre cada variable mediante el análisis de tabla de desviación con ANOVA de tipo III. Los efectos significativos de los factores fijos y su interacción se presentan en la sección de resultados.

Los comportamientos agonísticos, las ráfagas de aceleraciones y los saltos durante los 12 días de condicionamiento se analizaron utilizando modelos lineales generalizados de efectos mixtos (GLMER) considerando una familia de Poisson con función logarítmica. Se analizaron los comportamientos grupales durante los 6 min que precedieron a la alimentación y los 6 min durante los períodos neutrales con tratamientos (BURBUJA + TIEMPO, BURBUJA, TIEMPO, ALEATORIO), días (día 1, día 12) y su interacción, como factores fijos. Los tanques de crianza se consideraron como factores aleatorios. Se utilizó el siguiente GLMER: glmer(Actividad media ~ Tratamiento*Día + (1|Tanque de cría), familia = poisson(link = "log")).

Para las pruebas de omisiones de alimentos, se analizaron los comportamientos agonísticos, las ráfagas de aceleraciones y las ocurrencias de saltos durante los 6 minutos posteriores a las omisiones de alimentos y los 6 minutos durante los períodos neutrales con tratamientos (BURBUJA + TIEMPO, BURBUJA, TIEMPO, ALEATORIO), número de omisión (1, 2 o 3) o número de periodo para periodos neutros (1, 2 o 3), y su interacción, como factores fijos. Los tanques de crianza fueron considerados como factores aleatorios. Usando este GLMER: glmer(Media.actividad ~ Grupo*Omisión.número + (1|Tanque de crianza), familia = poisson(link = "log")).

Para cada modelo se evaluaron los efectos de los factores fijos sobre cada variable mediante el análisis de tabla de desviación con ANOVA de tipo III. Los efectos significativos de los factores fijos y su interacción se presentan en la sección de resultados. Cuando es significativo, solo se presenta en la sección de resultados el efecto de la interacción de los factores fijos.

El análisis de la reactividad emocional consistió en probar el efecto del tratamiento sobre cada variable (distancia total recorrida, velocidad de nado, velocidad angular, tiempo de tigmotaxis). Para todas las variables se utilizaron LMER o GLMER considerando una familia gamma en el caso de datos no distribuidos normalmente. El tanque de crianza se definió como un factor aleatorio. Usamos una prueba de chi-cuadrado para analizar el efecto del tratamiento en la cantidad de gránulos consumidos al final de la prueba del tanque nuevo.

El peso, la longitud y el factor K de los peces se compararon entre tratamientos mediante ANOVA de una vía.

Cuando se encontraron efectos significativos, se realizaron análisis post-hoc utilizando pruebas HSD-Tukey. Los valores de p < 0,05 se consideraron estadísticamente significativos para todos los análisis estadísticos.

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Este trabajo fue apoyado financieramente por la cuenta de financiación francesa CASDAR (Compte d'Affectation Spécial "Développement Agricole et Rural") bajo el acuerdo de subvención n° 19AIP5919 y JUNIA. También agradecemos al Dr. Guus Bongers de Noldus, que posee la licencia del software EthovisionXT®, por su ayuda sobre cómo utilizar el análisis de actividad en el software.

Estos autores contribuyeron por igual: Vanessa Guesdon, Ludovic Calandreau y Violaine Colson.

JUNIA, Comportamiento Animal y Sistemas Ganaderos, 59000, Lille, Francia

Aude Kleiber y Vanessa Guesdon

INRAE, PEIMA, 29450, Sizun, Francia

Jean-Michel Le-Calvez, Thierry Kerneis, Axel Batard, Lionel Goardon y Laurent Labbé

IFM Biology, AVIAN Behavioral Genomics and Physiology Group, Universidad de Linköping, 58183, Linköping, Suecia

Víctor Hugo Bessa Ferreira

INRAE, CNRS, IFCE, Universidad de Tours, Centre Val de Loire UMR Fisiología de la Reproducción y del Comportamiento, 37380, Nouzilly, Francia

ludovico calandreau

INRAE, LPGP, Campus de Beaulieu, 35042, Rennes, Francia

Aude Kleiber, Valentín Brunet y Violaine Colson

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Concibió los experimentos: AK, VG, LC, VC Diseñó los experimentos: AK, JM.LC, TK, AB, LG, LL, VG, LC, VC Realizó el experimento: AK, TK, VC Crió los peces: AK, TK , AB, LG, LL Analizaron los datos: AK, JM.LC, LC Cifras preparadas y el borrador original: AK Escribieron el artículo: AK, LC, VC Revisaron el artículo: AK, VB, VHBF, VG, LC, VC Todos los autores han leído y aprobado la versión final del manuscrito.

Correspondencia a Aude Kleiber.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Kleiber, A., Le-Calvez, JM., Kerneis, T. et al. Efectos positivos de las burbujas como predictor de alimentación en el comportamiento de la trucha arco iris de cultivo. Informe científico 12, 11368 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-15302-7

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Recibido: 08 Abril 2022

Aceptado: 22 junio 2022

Publicado: 05 julio 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-15302-7

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