Análise comportamental e genética da visão de cores do lobo-guará (Chrysocyon brachyurus)

Abstract

O lobo-guará (Chrysocyon brachyurus) é um animal ameaçado de extinção e apresenta comportamento noturno. Há poucos estudos sobre a sua fisiologia e nenhuma análise da percepção das cores. Com relação à visão, os receptores sensoriais, bastonetes e cones, convertem a imagem visual em impulsos nervosos e estão localizados na retina. O número de tipos de cones, responsáveis pela visão de cores, permite classificar os animais em monocromatas, dicromatas ou tricromatas, sendo a maioria dos mamíferos caracterizada como dicromata. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar a capacidade de discriminação de cores da espécie Chrysocyon brachyurus, por meio de um estudo comportamental, fundamentado em aprendizagem discriminativa com dois elementos (realizado em uma fêmea) e da análise genética dos éxons 3 e 5, que codificam opsinas na faixa vermelho-verde do espectro (realizado em dois machos e duas fêmeas). Todos os animais pertencem ao Jardim Zoológico de Brasília. Na primeira etapa do trabalho, foram utilizados papéis de Munsell como estímulos, colocados em janelas de um aparato de madeira. A intensidade luminosa foi mensurada e utilizaram-se pedaços de frango como reforço. Na fase de modelagem, foi escolhido um par laranja e preto. Nos testes, foram disponibilizados pares laranja e azul, de fácil discriminação por dicromatas e, posteriormente, laranja e verde, considerado de difícil discriminação por dicromatas. Houve variação aleatória de brilho dos matizes laranja, azul e verde, e a posição do estímulo discriminativo também variou ao acaso, de acordo com a tabela de Gellerman. Para identificar possíveis pistas não visuais, foi realizado um teste de discriminação impossível, no qual a cor laranja foi pareada com ela própria. O animal apresentou um alto percentual de respostas corretas nos testes com laranja e azul e com laranja e verde. No teste impossível, houve porcentagem de acertos menor que 50%, validando os outros dois testes. Na segunda etapa da pesquisa, foi realizada a coleta de sangue para a extração de DNA, a amplificação dos genes das opsinas por reação em cadeia da polimerase e o sequenciamento genético. O experimento comportamental apontou para reações compatíveis com a visão tricromática. Embora a análise genética por meio do sequenciamento do éxon 5 tenha sugerido dicromatismo na espécie, o éxon 3 não foi sequenciado devido a problemas técnicos. Esta lacuna torna a análise genética inconclusiva e abre duas vertentes: ou a fêmea é dicromata e apresentou comportamento tricromata, ou ela é tricromata e o comportamento evidenciado foi compatível com sua carga genética. Para a primeira suposição, são discutidos casos na literatura onde fenômenos ou características visuais (por exemplo, presença de gotas de óleo nos fotorreceptores, interação de campo estendido e interação cone-bastonete) podem gerar resultados comportamentais e genéticos discordantes no que diz respeito à dimensionalidade da visão de cores. De acordo com a segunda vertente, pode-se inferir que o animal manifesta características perceptuais e genéticas típicas do tricromatismo, que o distingue dos demais canídeos estudados. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The maned wolf (Chrysocyon brachyurus) is an endangered species that presents nocturnal behavior. There are few studies about its physiology and no analysis of its color vision capability. Regarding vision, sensory receptors – rod and cone cells – convert visual images into nervous impulses and are located on the retina. The number of cone cell types, responsible for color vision, allows animals to be categorized as monochromatic, dichromatic or trichromatic, the majority of mammals being characterized as dichromatic. Hence, this research had the purpose of evaluating the ability of the Chrysocyon brachyurus to perceive colors, by means of a behavioral study, based on discriminative learning with two elements (accomplished in a female) and of the genetic analysis of the exons 3 and 5, that codify opsins in red-green band of the spectrum (accomplished in two males and two females). All animals belong to the Brasilia Zoo. In the first stage of the work, Munsell papers have been used as stimuli, placed on windows of a wooden device. Luminous intensity has been measured and small pieces of cooked chicken meat were offered as reinforcement. In the modelling phase, black and orange pairs were chosen. During tests, orange and blue pairs, considered to be easily discriminated by dichromats have been provided, and afterwards, green and orange, considered to be of difficult perception by dichromats. Brightness variations of blue, green and orange hues were presented randomly to the animal. The position of the discriminative stimulus has also changed often, in accordance with Gellerman’s chart. In order to identify possible non visual cues, an impossible discrimination test was performed, in wich the orange color was used against itself. The animal showed a high percentage of correct answers on tests with blue and orange and with orange and green. In the impossible test, the percentage of right answers was lower than 50% and validates the other two tests. In the second stage of the research, blood was taken from animals to extract DNA, which was amplified for opsin genes by polymerase chain reaction, giving up the genetic sequence. The behavioral study showed trichromatic vision compatible discriminations. Although the genetic analysis through the exon 5 sequencing might suggest dichromatism, the exon 3 was not sequenced due to technical problems. This lack failed to provide any conclusive evidence in the genetic analysis and opens two streams: the female is dichromat and presented trichromat behavior, or it is actually trichromat and the behavior observed was compatible with its genetic charge. In case of the first supposition, there are some visual phenomena (for example, photoreceptors oil droplets, large-field interaction and cone-rod interaction) that can generate opposite behavioral and genetic results about the dimensionality of the color vision. In accordance with the second stream, it would be possible to infer that the animal presents a behavioral and genetic trichromacy that distinguishes it from the other studied canids.