Aspectos neuroetológicos del reconocimiento de parentesco en el roedor caviomorfo Octodon degus

Abstract

El reconocimiento de parentesco consiste en la discriminación conductual de individuos emparentados genéticamente. En mamíferos, las señales que participan en el reconocimiento de parentesco son principalmente olfatorias. A la fecha, no existen estudios neuroetológicos que permitan responder cuáles son los mecanismos de este fenómeno, aun cuando se considera que el aprendizaje olfatorio temprano es necesario. En esta tesis se estudió el reconocimiento de parentesco en el roedor social Octodon degus, en 3 niveles de análisis: (i) se evaluó la importancia de la familiaridad y del parentesco genético en la discriminación hermano-hermana, (ii) el papel del aprendizaje olfatorio temprano en el reconocimiento de parentesco, y (iii) se estudió la actividad del bulbo olfatorio asociada a señales olfativas compartidas por individuos genéticamente emparentados. Mediante el cruzamiento recíproco de crías se evaluó la participación de la familiaridad y del parentesco genético en preferencias olfatorias hacia conespecíficos del sexo opuesto, así como en interacciones diádicas macho-hembra. Encontramos que la familiaridad cumple un rol importante tanto en conductas exploratorias en el laberinto de Y como durante encuentros macho-hembra. Por otra parte, encontramos una influencia del parentesco genético en otras interacciones sociales (Capítulo I). Además, camadas de O. degus fueron impregnadas diariamente con un odorante artificial (eucalyptol) durante su primer mes de vida para evaluar el efecto del ambiente olfativo temprano en preferencias olfativas y conductas de reconocimiento de parentesco en degus adultos hacia conespecíficos no familiarizados impregnados con el odorante artificial (Capítulo II). Degus sin previa experiencia con eucalytol mostraron neofobia en el laberinto de Y hacia el brazo donde el estímulo olfatorio era un conespecífico impregnado con eucalyptol (brazo Euc). Si bien animales impregnados con eucalyptol durante su desarrollo temprano no mostraron preferencia por el brazo Euc, tampoco se observó neofobia. Por otra parte, en encuentros de parejas en arenas experimentales se observó que la ocurrencia de conductas evasivas y de escape durante encuentros agonistas dependía de la experiencia olfativa temprana y del sexо. Adicionalmente, se estudió la actividad neuronal del bulbo olfatorio en sujetos expuestos durante tres días consecutivos a un conespecífico (sesiones de habituación), seguido por la exposición al cuarto día (sesión de deshabituación) de otro conespecífico que podía ser hermano o no-hermano del individuo utilizado como estímulo olfatorio durante las sesiones de habituación (Capítulo III). La actividad neuronal del bulbo olfatorio, medida como expresión del gen de expresión temprana c-fos, difirió entre sexos y tratamientos. No hubo diferencias en la expresión de c-fos entre machos de ambos grupos, sin embargo el grupo de hembras estimuladas con dos conespecíficos no emparentados expresó mayores niveles de c-fos. Esto resultados sugieren que las señales olfatorias aprendidas tempranamente en un contexto social determinan preferencias y sesgos conductuales en degus adultos y por otra parte sugieren que estas señales podrían ser familiarmente distintivas, al menos en el caso de hembras.

Kin recognition is the behavioural discrimination of genetically related individuals. In mammals, the signals used in kin recognition are mainly olfactory. Until now there are no neuro-ethological studies addressing the mechanisms underlying this phenomenon, even though early learning is necessary. In this thesis kin recognition in the social rodent Octodon degus was studied at three levels of analysis: (i) the role of familiarity and genetic relatedness was assessed in the context of male-female sibling discrimination, (ii) the role of olfactory learning during early ontogeny in kin recognition, and (iii) the activity of the olfactory bulb associated to olfactory similarities between subjects genetically related. Cross-fostering allowed us to evaluate the importance of familiarity and genetic relatedness on olfactory preferences and male-female dyadic interactions. We found that familiarity mediated olfactory exploration in the y-maze and also some social interactions. However, genetic relatedness also influenced other social behaviours (Chapter I). In order to evaluate the effects of early olfactory environment, O. degus litters were daily impregnated with an artificial odour (eucalyptol) during their first month of life. Olfactory preferences and kin discrimination behaviours toward nonfamiliarized conspecifics impregnated with eucalyptol were assessed in adult degus (Chapter II). Degus without previous experience with eucalyptol showed neophobia toward the y-maze arm where the olfactory stimulus was a conspecific impregnated with eucalyptol (Euc arm). Animals impregnates with eucalyptol during early ontogeny did not showed a preference for the Euc arm, but they did not show neophobia either. In the other hand, evasive behaviour within aggressive encounters in pair encounters in experimental arenas was affected by the interaction of early experience and sex. Additionally, the neuronal activity of the olfactory bulb was studied in subjects exposed three consecutive days to a conspecific (habituation trials), followed by the exposure to either the sibling or the non-sibling of the stimulus animal used in the habituation trials (Chapter III). The neuronal activity of the olfactory bulb, measured as the expression of the immediate early gene c-fos, differed between sexes and treatments. No difference in fos expression was found between males, however the female group stimulated with to non-genetically related conspecifics expressed higher levels of c-fos. These results suggest that olfactory signals learned within the early social environment determine behavioural bias and behavioural preference in adult degus, and that this signals could be shared by family members, at least in females.