The hidden burden of sociality : effects of simulated infections on social distancing within cleaning interactions

Marquês, Tânia Raquel dos Santos

http://hdl.handle.net/10451/58987

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Authors

Marquês, Tânia Raquel dos Santos

Advisor(s)

Paula, José Ricardo Maceiras de

Repolho, Tiago Filipe Baptista da Rosa

Abstract(s)

A vida em sociedade acarreta um conjunto de benefícios mas também de custos, nomeadamente pela forma como facilita a transmissão de doenças, o que justifica a necessidade de analisar esta problemática. As espécies sociais são aquelas que formam associações frequentes com outros indivíduos, equilibrando as pressões do ambiente que atuam a nível cognitivo e influenciam o seu comportamento. Quanto às diferentes formas de interação social, estas podem ser classificadas como comensalismo, amensalismo, parasitismo e mutualismo, sendo que esta última interação se reveste de uma relevância social significativa pela forma como beneficia ambos os intervenientes, tal como acontece no mutualismo de limpeza em que o bodião limpador obtém alimento ao remover ectoparasitas e outros elementos prejudiciais ao cliente. Sendo a condição dos indivíduos influenciada pela vida em sociedade, será a complexidade deste modo de vida a poder contribuir para uma mais elevada capacidade cognitiva. No entanto, e dado que no decorrer das interações sociais que são criadas oportunidades para a transmissão de doenças, torna-se fundamental reconhecer os indivíduos que se encontram doentes, permitindo a adoção de estratégias que controlem a transmissão de doenças. O comportamento de doença inclui diversas alterações em relação ao comportamento habitual dos indivíduos, como a letargia, sonolência e anorexia, e é esse conjunto de alterações comportamentais que poderá tornar possível o reconhecimento dos indivíduos que se encontram doentes. De entre as medidas que permitem controlar a transmissão de doenças, e como a recente pandemia veio demonstrar, o distanciamento social é uma estratégia simples e com elevada eficácia para controlar a disseminação de doenças, existindo inúmeros registos de como o distanciamento social é aplicado em outras espécies que não a dos seres humanos. O bodião limpador Labroides dimidiatus incorre num elevado número de interações diárias e, apesar da preferência por muco, opta por remover e se alimentar de ectoparasitas e tecidos não viáveis dos clientes, revelando uma capacidade cognitiva e complexidade comportamental que o tornaram numa espécie amplamente utilizada em estudos ecológicos e comportamentais. Surgiu também recentemente a perspetiva de os peixes limpadores poderem constituir vetores para a transmissão de doenças, em resultado do elevado número de interações diárias que efetuam. Através da sintomatologia que induz, o LPS permite o estudo do comportamento de doença. Deste modo e por intermédio da estimulação imunitária induzida em peixes limpadores, o objetivo desta dissertação foi avaliar se os peixes limpadores e seus clientes manifestavam estratégias de distanciamento social, com recurso a três teste comportamentais: o teste de preferência social, o teste de interação social e o teste de cooperação com audiência. A nível experimental, foram utilizados como modelos biológicos os peixes limpadores da espécie Labroides dimidiatus (n=23) e peixes clientes da espécie Acanthurus leucosternon (n=3), sendo que os limpadores foram mantidos em tanques individuais, e foram divididos em 2 grupos experimentais de 11 indivíduos, o de teste e o controlo (o restante limpador foi utilizado em testes intraespecíficos). A imunoestimulação foi realizada através da injeção intraperitoneal de LPS, com os elementos do grupo de controlo a serem injetados com PBS (Phosphate-buffered saline), e após a realização de todos os procedimentos experimentais, os indivíduos foram sacrificados com MS (Morphine sulfate) e foi removido o baço para calcular o SSI (spleen somatic-index) e validar a ativação do sistema imunitário. Para o teste de preferência social, os indivíduos foram colocados na zona central de um tanque com 3 divisórias, sendo que nas câmaras laterais eram colocados os estímulos (cliente versus NO (Novel non-social object) e limpador versus NO). Após o período de aclimatação foram efetuadas as gravações de vídeo, sendo posteriormente analisadas com recurso ao software ANY-Maze (Stoelting Europe, Ireland). No teste de interação social os limpadores foram colocados num tanque com um cliente, e após o período de aclimatação foi permitida a interação. As gravações de vídeo das interações foram posteriormente analisadas com recurso ao software Boris. Para determinar o possível ajuste do comportamento alimentar os limpadores foram submetidos ao teste do efeito do observador, em que após a fase de aprendizagem lhe eram apresentadas 2 placas (uma delas a representar o observador) e onde deveriam maximizar os seus ganhos alimentando-se contra a sua preferência, para posterior cálculo do bystander score. Todos os dados obtidos foram posteriormente utilizados para análise estatística em R. Em termos de SSI, os limpadores injetados com LPS apresentaram valores mais elevados que os do grupo de controlo. Relativamente ao teste de preferência social, os limpadores imunoestimulados apresentaram níveis reduzidos de atividade, quer para a distância total percorrida quer para a velocidade média, em ambas as situações (cliente versus NO e limpador versus NO). No entanto não houve diferenças significativas no tempo passado na proximidade de qualquer dos estímulos. Quanto às interações, e ainda que os clientes continuassem com comportamentos que demonstram a sua disponibilidade para interagir, os limpadores injetados com LPS tiveram significativamente menos interações que os do grupo de controlo. Através da análise do bystander score foi possível depreender que, enquanto os indivíduos do grupo de controlo mostraram ser capazes de ajustar o seu comportamento alimentar na presença de audiência, aqueles que tinham sido estimulados imunitariamente não ajustaram o seu comportamento. A ativação do sistema imunitário através a injeção com LPS foi validada com base no cálculo do SSI. No entanto, a forma como tal ativação se traduz em alterações comportamentais não é completamente conhecida, tendo sido demonstrado anteriormente que existem diversos fatores, como o género e estatuto social, que influenciam os ajustes comportamentais e que ocorrem em contexto de doença. Os resultados do teste de preferência social permitiram inferir que não ocorreu preferência social, mas que também não ocorreu distanciamento social em relação a qualquer dos estímulos. Considerando a importância do contexto social no comportamento, assim como do tipo de relações estabelecidas, surge a possibilidade de os comportamentos de doença terem sido suprimidos no sentido de evitar a perda dos benefícios da vida social. Dadas as diferenças nos níveis de atividade, que foram inferiores nos indivíduos injetados com LPS, é possível assumir que a letargia manifestada, que se inclui no comportamento de doença, conduz a um auto isolamento passivo, o qual funciona no sentido de diminuir a transmissão de doenças. Quanto às interações entre limpadores e clientes, observou-se uma diferença significativa no seu número, com os limpadores injetados com LPS a interagirem menos, ainda que os clientes continuassem a mostrar disponibilidade para interagir. Torna-se necessário considerar a capacidade que os limpadores têm de considerar interações prévias para decidir como ajustar o seu comportamento e as contingências associadas ao contexto, sendo lícito considerar a capacidade de aprendizagem desta espécie para justificar o número reduzido de interações. Em termos da capacidade de ajustar o seu comportamento na presença de uma audiência, os limpadores injetados com LPS, contrariamente aos do grupo de controlo, não foram capazes de ajustar o seu comportamento alimentar. Até que ponto estes resultados resultam do comportamento de doença induzido ou resultam de outros fatores previamente identificados e passíveis de influenciar o seu comportamento, como as características específicas do seu habitat, é de alguma forma incerto. Em resumo, e ainda que não tenham havido indícios efetivos de que quer os limpadores quer os clientes manifestem distanciamento social, e tendo sido validada a ativação do sistema imunitário, a letargia e o número reduzido de interações poderão ser considerados como mecanismos que indiretamente promovem o distanciamento social dos limpadores em contexto de doença.

The benefits of sociality bring a hidden burden, as constant social interactions increase the probability of pathogen transmission. When facing diseases, simple strategies such as social distancing have proven effective in preventing disease spread. Cleaning interactions, are textbook examples of multispecies sociality, where cleaner organisms remove ectoparasites, diseased and injured tissue from a host. These interactions can be potential vectors of infectious diseases in reef fishes, being characterised as potential disease hotspots. The main aim of this dissertation was to determine if, in the context of infections, cleaner wrasses (Labroides dimidiatus) employ social distancing and other behavioural tactics to prevent disease spread within the context of cleaning interactions. To this end, the present study used LPS (bacterial lipopolysaccharides) immunostimulation to induce “sick” behaviour in cleaner wrasses without harming fish. After LPS immunostimulation, cleaners underwent three behavioural trials: the social preference test, the social interaction test, and the bystander cooperativeness test. In the social preference test, LPS-injected cleaners showed lower activity rates but no change in their social preference. Contrarily, during the social interaction test, cleaners reduced the number of interactions, despite clients' willingness to interact. For the bystander test, LPS-injected cleaners were unable to adjust their behaviour to be more cooperative. Reduced activity levels revealed lethargy, which may lead to passive self-isolation, allowing for some social distancing of healthy individuals. The findings of these experiments with immune-stimulated cleaners suggest that while feeling sick, they undergo changes in their behavior that can be viewed as a social distancing-like barrier that prevents disease spread.