Utilisation Manipulation pharmacologique et de haute précision Radio Télémesure pour étudier la cognition spatiale chez les animaux en liberté

L'objectif général de cette expérience est de déterminer l'importance de la cognition spatiale dans la navigation des tortues terrestres. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en écologie, notamment sur la manière dont les animaux réagissent aux changements de leur environnement ou s'orientent dans des paysages stressants, et nous apporte des connaissances sur les processus cognitifs et neurologiques sous-jacents. Les principaux avantages de cette technique sont que les déplacements des animaux sont étudiés dans un système naturel avec une grande précision spatiale et que le comportement est modulé à l'aide d'agents pharmacologiques bien caractérisés.

Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur la base cognitive des déplacements animaux, elle peut également être appliquée à d'autres systèmes, tels que la conservation et la neurobiologie. Pour commencer, repérez un plan d'eau cible connu pour abriter des tortues. Identifiez une zone dans le site présentant une profondeur d'eau suffisante pour placer des pièges.

Déployez les pièges à cerceau de manière à ce que quatre à cinq pouces restent au-dessus de l'eau afin de laisser aux tortues piégées un espace pour venir à la surface et respirer. Déployez les pièges à leur longueur maximale. Fixez solidement les pièges en place à l'aide de piquets.

Ensuite, appâter les pièges avec des poissons morts, des foies ou des cous de poulet, et une boîte de nourriture pour chat ou des légumes en conserve. Vérifier les pièges deux fois par jour. Retirer les tortues en tenant l'animal par les côtés, en évitant tout contact avec les griffes ou le bec, qui pourraient causer des blessures.

Placer la tortue dans un sac de contention fixé à un dynamomètre et noter la masse de l'animal au gramme près. Pour fixer l'émetteur, utiliser d'abord une spatule et un chiffon afin d'éliminer la boue, les débris et les algues de la zone de fixation. Nettoyer cette zone avec de l'isopropanol à 70 %.

Utilisez une petite quantité d'époxy de cinq minutes pour fixer l'émetteur sur la carapace de la tortue, en l'orientant de manière à assurer un contact maximal entre l'émetteur et la coquille. Positionnez l'antenne de façon qu'elle traîne derrière l'animal, parallèlement à l'axe longitudinal du corps. Enfin, recouvrez entièrement l'émetteur ainsi qu'environ un centimètre de la carapace environnante avec de l'époxy de cinq minutes.

Après polymérisation de l'époxy, généralement pendant la nuit, ramenez la tortue au lieu de capture. Pour préparer les stocks de médicament, utilisez une balance analytique sous hotte chimique pour peser suffisamment de bromure de scopolamine afin d'obtenir une solution de un milligramme par millilitre. Ajoutez la scopolamine dans un tube conique contenant le volume approprié de sérum physiologique pour injection.

Vortexer jusqu'à dissolution. Ensuite, peser suffisamment de bromure de scopolamine méthylique pour préparer une solution mère de un milligramme par millilitre. Ajouter ceci à un tube conique contenant le volume approprié de sérum physiologique pour injection.

Vortexez la solution jusqu'à ce que toute la poudre soit dissoute. À l'aide d'un filtre à seringue de 0,22 micromètre, transférez la solution de bromure d'hyoscine dans un flacon stérile scellé. Répétez le processus de filtration en utilisant une nouvelle seringue pour filtrer la solution de bromure de méthylhyoscine.

Régler la fréquence de l'animal cible sur le récepteur. À l'aide d'une antenne Yagi et avec le gain du récepteur réglé sur le niveau moyen, repérer l'emplacement approximatif d'un animal marqué. Se déplacer vers l'emplacement approximatif de la tortue cible, en restant à au moins 25 mètres de distance.

À l'aide d'un appareil GPS, enregistrez l'emplacement. Identifiez la direction du signal le plus fort. Réduisez le gain au maximum possible, tout en continuant à recevoir un signal détectable.

Déplacez l'antenne vers la gauche et enregistrez le relèvement auquel le signal est perdu. C'est le sommet gauche. Répétez ensuite ce processus pour déterminer le sommet droit.

Ces deux collines représentent un ensemble unique de relèvements. Ensuite, déplacez-vous vers un autre emplacement, idéalement à un angle de 60 à 90 degrés par rapport au premier relèvement, si possible, et prenez à nouveau les relèvements des collines gauche et droite. Une position GPS doit être enregistrée chaque fois que le traqueur change de position.

Répétez cette opération à différents emplacements pour un total d'au moins trois et jusqu'à cinq séries de relèvements afin d'augmenter la précision. Répétez le relevé de position toutes les 10 à 15 minutes et enregistrez les séries de relèvements pour l'animal cible. Cela fournira des données sur les déplacements des animaux non manipulés.

Continuer jusqu'à ce que l'animal ait parcouru environ la moitié de son trajet projeté. Ensuite, se rendre à l'emplacement de l'animal et le capturer soigneusement. À l'aide de la masse recueillie précédemment, déterminer la dose correcte de médicament à administrer pour l'animal spécifique capturé.

Nettoyez le site d'injection avec un tampon d'alcool à 70 %. À l'aide d'une seringue d'un millilitre munie d'une aiguille de calibre 22, administrez le médicament directement dans le sinus péritonéal caudal. Relâchez l'animal dès que possible à l'endroit de sa capture.

Suivez le déplacement de l'animal à l'aide de la méthode des collines gauche et droite jusqu'à ce qu'il atteigne la destination prévue. À partir de chaque paire de relèvements des collines gauche et droite, divisez l'angle en deux pour déterminer le relèvement résultant de l'émetteur. Répétez cette opération pour tous les relèvements correspondant à un instant donné, puis effectuez une triangulation pour déterminer la position de l'animal à ce moment-là.

Cette carte montre les déplacements enregistrés de tortues adultes expérimentées entre des étangs temporaires et permanents. Malgré une grande précision maintenue le long des itinéraires traditionnels avant l'injection, tous les adultes du groupe test ont fortement dévié après avoir reçu un traitement à la scopolamine. Ce phénomène n'a pas été observé chez les individus traités avec le médicament contrôle, la méthylscopolamine.

En revanche, la cartographie des jeunes naïfs a montré que, même après traitement à la scopolamine, les individus maintenaient leurs déplacements le long des itinéraires traditionnels. Cela suggère que les jeunes individus, n’ayant aucune expérience préalable du site, utilisent des indices locaux pour s’orienter, tandis que les adultes traités à la scopolamine utilisent la mémoire spatiale pour naviguer, puisqu’ils perdent cette capacité après le traitement. Ce graphique montre les déplacements d’échantillons de tortues avant le traitement.

On observe que tous les groupes de traitement suivent le trajet traditionnel avec un haut degré de précision. Après le traitement, les adultes du groupe traité à la scopolamine s'écartent significativement du trajet traditionnel. Tous les autres groupes continuent de s'orienter avec une grande précision.

Une fois maîtrisée, chaque série de relèvements peut être collectée en moins de trois minutes si le suivi est effectué correctement. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de choisir des emplacements suffisamment proches pour recueillir des données précises, mais pas trop proches afin de ne pas déranger l'animal. Après son développement, cette technique a permis aux chercheurs dans le domaine de l'écologie et du comportement animal d'explorer les bases neurologiques de la cognition en conditions naturelles.