Effetti sul comportamento

In una prima fase è stato necessario determinare un etogramma rappresentativo delle principali attività giornaliere dei due teleostei non esposti ad alcun trattamento e quindi definiti ctrl. I dati risultanti dall’osservazione degli esemplari di Carassius carassius mostrano che, in condizioni standard di laboratorio, essi trascorrono la maggior parte del tempo nello swimming (68%), mostrando cioè un nuoto esplorativo dell’ambiente a disposizione nell’acquario (Fig. IV.1A). Il tempo restante viene trascorso principalmente nell’attività di feeding (28%) durante la quale eseguono tipiche manovre di ricerca del cibo, dirette sia verso la superficie che verso il fondo dell’acquario fino al termine dell’ingestione del cibo loro fornito. Queste attività risultano interrotte da brevi stati di

resting (3%) in cui l’animale rimane pressoché immobile, eccetto qualche piccolo

movimento, mostrando un atteggiamento sonno-simile tipico dei pesci. Irrilevante sembra, invece, il tempo trascorso in movimenti verso la superficie e in altre attività.

Nel caso di Thalassoma pavo è stato riscontrato un pattern comportamentale differente in quanto questa specie trascorre una gran quantità di tempo nello swimming (70%) seguito dal resting (25%) mentre solo una piccola parte è riservata all’attività di feeding (circa il 4%; Fig. IV.1B).

Fig. IV.1 Etogramma rappresentativo delle principali attività comportamentali di

Carassius carassius (A) e Thalassoma pavo (B) monitorate in esemplari ctrl. Le misure, in

doppio, sono state ripetute almeno 3 volte al giorno per tre giorni consecutivi. I dati sono riportati come valori medi del tempo relativo (%) trascorso dall’animale in una specifica attività comportamentale rispetto al totale del tempo monitorato (60 min).

Successivamente, con l’obiettivo di investigare gli effetti a breve termine del contaminante, esemplari di Carassius carassius e Thalassoma pavo sono stati sottoposti a trattamenti della durata di 48h con due diverse concentrazioni di CuCl2, una più alta e una più bassa, ovvero 1.45 mg/L e 0.30 mg/L nel caso del teleosteo d’acqua dolce e 1.07 mg/L e 0.25 mg/L nel caso del teleosteo marino. Le concentrazioni impiegate sono state selezionate sulla base di screening preliminari, secondo quanto riportato nella sezione Materiali e Metodi.

L’analisi comportamentale ha evidenziato che in Carassius carassius l’alta concentrazione testata (1.45 mg/L) faceva registrare un’elevata (p<0.01) riduzione del

feeding a 24h che diveniva addirittura molto significativa (p<0.001) a 48h di trattamento

(Fig. IV.2A). Al contrario, nel caso dell’esposizione alla concentrazione più bassa di metallo, è stato osservato che nelle prime 24h tale concentrazione non era in grado di indurre alcuna variazione significativa del feeding. A 48h di trattamento, invece, questa attività subiva una moderata (p<0.05) riduzione rispetto ai ctrl.

In Thalassoma pavo l’esposizione alla più alta concentrazione di metallo determinava un’elevata riduzione del feeding rispetto ai ctrl fin dalle prime 24h, riduzione che rimaneva tale fino al termine del trattamento (Fig. IV.2B). I pesci trattati con la concentrazione di 0.25 mg/L riportavano, invece, solo una moderata diminuzione del feeding sia a 24h che a 48h di esposizione.

Fig. IV.2 Effetti del trattamento con CuCl2 sul feeding. I dati sono riportati come variazione percentuale (%) del feeding in esemplari di Carassius carassius (A) esposti alle concentrazioni 1.45 mg/L e 0.30 mg/L di CuCl2 e di Thalassoma pavo (B) esposti alle concentrazioni 1.07 mg/L e 0.25 mg/L di CuCl2 rispetto ai ctrl (*) a 24h e a 48h di esposizione. L’analisi comportamentale è stata effettuata monitorando gli animali con una telecamera e le immagini acquisite sono state elaborate con Etholog 2.2.5. Analisi statistica: ANOVA seguita dal Newman-Keul’s test quando p<0.05. *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001.

Per quanto concerne l’attività di swimming in Carassius carassius, solo la più alta concentrazione dopo 48h risultava responsabile di una moderata riduzione, rispetto ai ctrl, del tempo trascorso dagli animali nello swimming ma solo a 48 h di esposizione (Fig. IV.3A). La concentrazione di 0.30 mg/L di Cu2+ non determinava variazioni significative della normale swimming performance né a 24h né a 48h di trattamento.

Nel caso dei teleostei marini, invece, sia la alta che la bassa concentrazione di contaminante dopo 24h di esposizione causavano una moderata riduzione di tale comportamento rispetto ai ctrl, mentre solo la concentrazione più alta di 1.07 mg/L riduceva ulteriormente il feeding a 48h (Fig. IV.3B).

Fig. IV.3 Effetti del trattamento con CuCl2 sullo swimming. I dati sono riportati come variazione percentuale (%) dello swimming in esemplari di Carassius carassius (A) esposti alle concentrazioni 1.45 mg/L e 0.30 mg/L di CuCl2 e di Thalassoma pavo (B) esposti alle concentrazioni 1.07 mg/L e 0.25 mg/L di CuCl2 rispetto ai ctrl (*) a 24h e a 48h di esposizione. L’analisi comportamentale è stata effettuata monitorando gli animali con una telecamera e le immagini acquisite sono state elaborate con Etholog 2.2.5. Analisi statistica: ANOVA seguita dal Newman-Keul’s test quando p<0.05. *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001.

In Carassius carassius, il resting state, condizione in cui i pesci mostrano una quasi completa immobilità, subiva un incremento molto elevato rispetto ai ctrl durante le prime 24h di trattamento con la alta concentrazione testata, incremento che stranamente risultava meno elevato alle 48h (Fig. IV.4A). La concentrazione di 0.30 mg/L di Cu2+ ha fatto registrare, al contrario, un moderato innalzamento di tale attività ma solo alle 24h. Tale

andamento, sia nel caso dell’alta che della bassa concentrazione, trova una spiegazione nel fatto che a 48h è stato registrato un incremento dello swimming towards surface rispetto ai ctrl molto elevato nel caso dei pesci trattati con 1.45 mg/L ed elevato in quelli trattati con 0.30 mg/L di CuCl2 (Fig. IV.4B). In questo stesso teleosteo, ma esclusivamente nel caso dell’esposizione all’alta concentrazione di metallo, sono stati riscontrati atteggiamenti motori insoliti, raggruppati nella categoria abnormal motor behaviors, nei quali l’animale mostrava perdita di equilibrio durante il nuoto, movimenti improvvisi e rapidi che disturbavano la normale swimming performance (Fig. IV.4C). Tali atteggiamenti si sono però manifestati solo in modo moderato a 48h di trattamento.

In Thalassoma pavo il resting state ha subíto un notevole incremento solo negli esemplari esposti alla più bassa concentrazione di Cu2+ (Fig. IV.4A’). La alta concentrazione, contrariamente a quanto ci si attendeva, considerata la riduzione dello

swimming da essa causata, non ha promosso significative alterazioni dello stato di rest

rispetto ai ctrl. La spiegazione della mancanza di un effetto significativo sul rest, nonostante la riduzione del tempo trascorso dai teleostei nello swimming, va rintracciata negli abnormal motor bahaviors, durante i quali l’animale faceva scatti improvvisi e repentini che interrompevano di frequente lo stato di rest (Fig. IV.4C’). Tali atteggiamenti anomali insorgevano solo in maniera moderata e solo a 48h di esposizione nei pesci esposti alla più bassa concentrazione di metallo. Contemporaneamente all’insorgenza di abnormal

motor behaviors, gli esemplari di Thalassoma pavo esposti alla concentrazione più alta di

CuCl2 mostravano movimenti frequenti verso la superficie dell’acqua o addirittura lunghi periodi di permanenza in superficie dove erano sorpresi a boccheggiare (Fig. IV.4B’). Si è registrato, pertanto, un incremento molto pronunciato del tempo trascorso da questo teleosteo nello swimming towards surface rispetto ai ctrl, i quali nuotavano invece verso la superficie solo in cerca di cibo. Anche nei pesci trattati con la concentrazione di 0.25 mg/L è stato riportato un incremento molto evidente di tale comportamento ed anche in questo caso sin dalle prime 24h di esposizione.

Fig. IV.4 Effetti del trattamento con CuCl2 su alcune categorie comportamentali. I dati sono riportati come variazione percentuale (%) di resting state (A, A’) swimming towards surface (B, B’) e abnormal motor behaviors (C, C’) in esemplari di Carassius carassius (A, B, C) esposti alle concentrazioni 1.45 mg/L e 0.30 mg/L di CuCl2 e di Thalassoma pavo (A’,B’, C’) esposti alle concentrazioni 1.07 mg/L e 0.25 mg/L di CuCl2 rispetto ai ctrl (*) a 24h e a 48h di esposizione. L’analisi comportamentale è stata effettuata monitorando gli animali con una telecamera e le immagini acquisite sono state elaborate con Etholog 2.2.5. Analisi statistica: ANOVA seguita dal Newman-Keul’s test quando p<0.05. *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001.