Utilizzando manipolazione farmacologica e di alta precisione Radio Telemetria per studiare la Spatial Cognition in animali Free respiro

L'obiettivo generale di questo esperimento è determinare l'importanza della cognizione spaziale nella navigazione terrestre delle tartarughe. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in ecologia, incluso il modo in cui gli animali rispondono ai cambiamenti nel loro ambiente o navigano in paesaggi stressanti e darci informazioni sui processi cognitivi e neurologici sottostanti. I principali vantaggi di questa tecnica sono che i movimenti degli animali sono studiati in un sistema naturale con un'elevata precisione spaziale e il comportamento è manipolato utilizzando agenti farmacologici ben studiati.

Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulle basi cognitive dei movimenti degli animali, può essere applicato anche ad altri sistemi, come la conservazione e la neurobiologia. Per iniziare, individua un corpo idrico bersaglio noto per contenere tartarughe. Identifica una regione all'interno del sito che abbia una profondità dell'acqua sufficiente per posizionare trappole.

Distribuisci le trappole a cerchio in modo che da quattro a cinque pollici rimangano sopra l'acqua per dare alle tartarughe intrappolate lo spazio per emergere e respirare. Espandi le trappole fino alla loro lunghezza massima. Fissa saldamente le trappole in posizione.

Quindi, innesca le trappole con pesce morto, fegatini o colli di pollo e una lattina di cibo per gatti o verdure in scatola. Controlla le trappole due volte al giorno. Rimuovi le tartarughe tenendo l'animale sui lati, evitando il contatto con gli artigli o il becco, che può causare lesioni.

Metti la tartaruga in un sacchetto di contenimento, attaccata a una bilancia a molla e registra la massa dell'animale al grammo più vicino. Per fissare il trasmettitore, utilizzare prima una spatola e un panno per rimuovere fango, detriti e alghe dall'area di fissaggio. Tamponare quest'area, utilizzando isopropanolo al 70%.

Utilizzare una piccola quantità di resina epossidica da cinque minuti per collegare il trasmettitore al carapace della tartaruga, orientandolo per garantire che il trasmettitore abbia il massimo contatto con il guscio. Posizionare l'antenna in modo che si trascini dietro l'animale, parallelamente all'asse lungo del corpo. Infine, coprire l'intero trasmettitore e circa un centimetro del carapace circostante con cinque minuti di resina epossidica.

Dopo che la resina epossidica è indurita, di solito durante la notte, riporta la tartaruga al punto di cattura. Per preparare le scorte di farmaci, utilizzare una bilancia analitica in una cappa aspirante per pesare una quantità sufficiente di bromuro di scopolamina per ottenere una soluzione di un milligrammo per millilitro. Aggiungere la scopolamina in un tubo conico contenente il volume appropriato di soluzione fisiologica per iniezione.

Vortice fino a quando non si scioglie. Quindi, pesare abbastanza scopolamina metilbromuro per ottenere una soluzione di lavoro di un milligrammo per millilitro. Aggiungere questo a una provetta conica contenente il volume appropriato di soluzione fisiologica per iniezione.

Agitare la soluzione fino a quando tutta la polvere è disciolta. Utilizzando un filtro per siringa da 0,22 micrometri, trasferire la soluzione di bromuro di scopolamina in un flaconcino di siero sterile sigillato. Ripetere il processo di filtrazione utilizzando una nuova siringa per filtrare la soluzione di scopolamina di bromuro di metil.

Regolare la frequenza dell'animale bersaglio nel ricevitore. Utilizzando un'antenna Yagi e con il guadagno del ricevitore impostato su medio, identificare la posizione generale di un animale etichettato. Spostati nella posizione generale della tartaruga bersaglio, rimanendo ad almeno 25 metri di distanza.

Utilizzando un dispositivo GPS, registrare la posizione. Identificare la direzione del segnale più forte. Abbassa il guadagno il più possibile, pur ricevendo un segnale rilevabile.

Spostare l'antenna a sinistra e registrare il rilevamento in corrispondenza del quale il segnale viene perso. Questo è il poggio sinistro. Quindi ripeti questo processo per determinare la collinetta giusta.

Queste due collinette rappresentano un unico set di cuscinetti. Quindi, spostati in una posizione diversa, idealmente da 60 a 90 gradi rispetto al primo cuscinetto, se possibile, e prendi di nuovo i cuscinetti del poggio sinistro e destro. È necessario acquisire una posizione GPS ogni volta che il tracker cambia posizione.

Ripetere l'operazione in posizioni diverse per un totale di almeno tre e fino a cinque set di cuscinetti per aumentare la precisione. Ripetere la rilevazione della posizione ogni 10-15 minuti e registrare i set di cuscinetti per l'animale bersaglio. Questo fornirà i dati di movimento per gli animali non manipolati.

Continua fino a quando l'animale non ha percorso circa la metà del suo percorso previsto. Quindi, procedi verso la posizione dell'animale e ricatturalo con cura. Utilizzando la massa raccolta in precedenza, determinare la dose corretta di farmaco da somministrare per lo specifico animale raccolto.

Tamponare il sito di iniezione con una salvietta imbevuta di alcol al 70%. Utilizzando una siringa da un millilitro con un ago calibro 22, somministrare il farmaco direttamente nel seno peritoneale caudle. Rilasciare l'animale il prima possibile nel luogo di cattura.

Traccia il movimento dell'animale utilizzando il metodo della collinetta sinistra e destra fino a raggiungere la destinazione prevista. Utilizzando ciascuna coppia di cuscinetti della collinetta sinistra e destra, dividere in due l'angolo per trovare il cuscinetto del trasmettitore risultante. Ripeti l'operazione per tutti i rilevamenti per un dato punto temporale e triangola per trovare la posizione dell'animale in quel momento.

Questa mappa mostra i movimenti tracciati delle tartarughe adulte esperte tra stagni temporanei e permanenti. Nonostante abbiano mantenuto un'elevata precisione lungo le vie tradizionali prima dell'iniezione, tutti gli adulti nel gruppo di test hanno deviato drasticamente dopo aver ricevuto il trattamento con scopolamina. Questo fenomeno non è stato osservato negli individui trattati con il farmaco di controllo, la metilscopolamina.

Al contrario, la mappatura dei giovani naïve ha mostrato che anche con il trattamento con scopolamina, gli individui mantenevano il movimento all'interno dei percorsi tradizionali. Ciò ha suggerito che gli individui giovani senza precedenti esperienze nel sito usano segnali locali per navigare, mentre gli adulti trattati con scopolamina usano la memoria spaziale per navigare, poiché hanno perso questa capacità quando trattati con scopolamina. Questo grafico mostra il movimento delle tartarughe campione prima del trattamento.

Tutti i gruppi di trattamento seguono il percorso tradizionale con un alto grado di precisione. Dopo il trattamento, gli adulti nel gruppo di trattamento con scopolamina si sono discostati significativamente dal percorso tradizionale. Tutti gli altri gruppi hanno continuato a navigare con alta precisione.

Una volta padroneggiato, ogni set di cuscinetti può essere raccolto in non più di tre minuti se il tracciamento viene eseguito correttamente. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordarsi di scegliere luoghi abbastanza vicini da raccogliere dati accurati, ma non troppo vicini da disturbare l'animale. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'ecologia e del comportamento animale per esplorare le basi neurologiche della cognizione in condizioni naturali.