UNIVERSIDADE NILTON LINS

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AQUICULTURA

FREQUÊNCIA DO CANIBALISMO E CRESCIMENTO HETEROGÊNEO

DURANTE A LARVICULTURA DE MATRINXÃ, Brycon amazonicus

ELLEN CRISTINA MONTEIRO DE SOUZA

MANAUS- AM

2013

2

ELLEN CRISTINA MONTEIRO DE SOUZA

FREQUÊNCIA DO CANIBALISMO E CRESCIMENTO HETEROGÊNEO

DURANTE A LARVICULTURA DE MATRINXÃ, Brycon amazonicus

Orientador (a): Profa. Dra. Thaís Billalba Carvalho

Dissertação de mestrado apresentada ao

Programa de Pós-graduação em Aquicultura

da Universidade Nilton Lins.

MANAUS- AM

2013

3

AGRADECIMENTOS

À Deus por manifestar todos os dias sua presença e seu amor por nós;

À minha orientadora, Profª Drª Thaís Billalba Carvalho pela dedicação, incondicional

apoio e amizade, pela serenidade e companheirismo, que me fez manter a calma,

mesmo quando tudo parecia impossível;

Á querida Profª e “mestre” Marle Villacorta Corrêa pelo apoio, dedicação,

companheirismo e por acreditar e embarcar nesse projeto, e mesmo nos momentos de

incerteza e dificuldade estar sempre ao meu lado, incentivando e acreditando que tudo

daria certo.

À minha amiga e companheira Jaquelinne Pinheiro da Silva, pela dedicação em fazer

tudo dar certo, por me acompanhar e está ao meu lado durante todas as dificuldades e

em todas as etapas de desenvolvimento desse projeto.

A Universidade Federal do Amazonas na pessoa da Profª Marle Villacorta Corrêa e ao

Profª Alexandre Honzarick por cederem o espaço para realização da 1ª e 2ª fase

experimental respectivamente.

Aos técnicos do Centro de Aquicultura da Fazenda Experimental da Universidade

Federal do Amazonas e da Fazenda Santo Antônio por todo auxílio durante as etapas

de coletas de dados.

À minha família, meus amigos e especialmente meu esposo, que esteve ao meu lado me

apoiando de forma incondicional para que hoje esse sonho se tornasse realidade. Muito

obrigada amor!

4

DEDICATÓRIA

À minha família, e em especial

minha mãe, meu pai e meu esposo, por

todo apoio durante essa caminhada.

5

“Tudo posso naquele que me fortalece”

Filipenses 4:13

6

SUMÁRIO

1. RESUMO...........................................................................................................7

2. INTRODUÇÃO.................................................................................................8

3. MATERIAL E MÉTODOS.............................................................................11

3.1 EXPERIMENTO I...................................................................................11

3.2 EXPERIMENTO II.................................................................................15

4. RESULTADOS................................................................................................17

5. DISCUSSÃO....................................................................................................29

6. REFERÊNCIAS...............................................................................................32

7. ANEXO............................................................................................................38

7

1. RESUMO

O canibalismo é um tipo de interação agonística intraespecífica predatória e

corresponde ao principal entrave na larvicultura de algumas espécies de peixes,

causando grande prejuízo econômico. Diversos fatores podem modular este

comportamento, entre eles, o crescimento heterogêneo do grupo que pode intensificar a

frequência da agressividade. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o canibalismo

em diferentes estágios de crescimento de matrinxã, Brycon amazonicus e testar se o

crescimento diferencial entre os indivíduos tem influência no comportamento agressivo

dessa espécie. Para isso, três espécimes foram agrupados em dois tratamentos

(homogêneo e heterogêneo) observados em seis períodos: 12, 24, 36, 48, 60 e 72 ± 2

horas pós-eclosão (hpe) por 20 minutos (n=10/cada). A interação agressiva e a atividade

motora foram descritas por meio de etogramas, a partir do qual foram realizadas as

quantificações comportamentais. A análise da biometria indicou aumento no tamanho e

peso ao longo do tempo em ambos os tratamentos (ANOVA de duas vias, F> 984,4, p<

0,000). A frequência das interações agressivas e da atividade motora para cada animal e

para o grupo foi maior às 12 hpe e menor às 36 e 48 hpe, tanto no homogêneo quanto no

heterogêneo (Kruskal-Wallis, X2< 52,80, p< 0,002). Não houve diferença entre os

tratamentos homogêneo e heterogêneo quando comparada a interação (Mann-Whitney,

U< 27, p> 0,08). Esses resultados permitem identificar os períodos onde as interações

foram mais intensas e evidenciam que a heterogeneidade do grupo não influenciou na

agressividade. A taxa de mortalidade aumentou ao longo das fases de crescimento

(ANOVA de duas vias, F= 26,28, p= 0,000), sendo observada maior mortalidade total

no tratamento homogêneo, o que pode estar relacionado à constante instabilidade

hierárquica do grupo. Diante do exposto, é possível propor estratégias que visem à

redução do canibalismo em B. amazonicus e, consequentemente, contribuir para o

aprimoramento da cadeia produtiva desse pescado.

8

2. INTRODUÇÃO

O canibalismo pode ser definido como uma interação agressiva predatória

intraespecífica que pode resultar em consumo parcial (canibalismo tipo I) ou total

(canibalismo tipo II) de indivíduos da mesma espécie (Folkvord 1997; Kestemont et al.

2003). É um comportamento exibido por várias espécies de peixes em ambiente natural

e artificial (Smith & Reay 1991; Hseu et al. 2003) e apresenta um impacto significativo

na sobrevivência durante os estágios iniciais de vida desses animais (Bernardino et al.

1993; Leonardo et al. 2008; Pedreira et al. 2008; Urbinati et al. 2008).

Ainda que não haja ingestão total, altas taxas de comportamento agressivo

causam injúrias e infecções que podem desencadear uma situação estressora e,

consequentemente, ocasionar na morte dos animais (Huntingford et al. 2006;

Baldisserotto 2009). Sabe-se que diversos fatores modulam a frequência e a intensidade

do canibalismo em peixes como, por exemplo, os parâmetros ambientais, o tamanho dos

animais (crescimento heterogêneo), a taxa de alimentação e a densidade populacional

(Katavic et. al. 1989; Sakakura & Tsukamoto 1998; Ostrowski et al. 1996; Marques et

al. 2004; Takeshita & Soyano 2009).

O crescimento heterogêneo é um dos problemas centrais em larvicultura

especialmente de espécies vorazes (Kestemont et al. 2003). A variação de tamanho

entre as larvas de peixes pode ser causada por diferentes fatores bióticos e abióticos,

incluindo as características fisiológicas e genéticas individuais, o tempo de eclosão e o

consumo do saco vitelínico (Metcalfe & Thorpe 1992; Sundstrom et al. 2005; Kamler

2008; Bystrom et al. 2012).

De acordo com Baras (1998), as consequências da variação de tamanho na etapa

larval são geralmente mais drásticas do que na fase adulta, pois favorecem o

canibalismo. Além disso, distribuições heterogêneas de tamanho frequentemente

determinam a posição de dominância social que é definida através de confrontos entre

indivíduos, em que os animais maiores geralmente são dominantes e os menores são

submissos (Huntingford & Turner 1987; Ridley 1995). O estabelecimento e a

manutenção dessa hierarquia de dominância desencadeiam uma situação potencialmente

estressora, sendo que os dominantes podem apresentar menor estresse social do que os

subordinados (Fernandes & Volpato 1993), o que reflete na redução do crescimento dos

animais de menor posição hierárquica (Volpato et al. 1989; Volpato & Fernandes 1994;

9

Metcalfe et al. 2003). Dentro deste contexto, a variação de tamanho individual dentro

do grupo pode ter uma implicação direta na exibição do canibalismo, pois este

comportamento indica diferenças biométricas, fisiológicas e comportamentais entre o

predador e a sua presa.

Dentre as espécies que apresentam o canibalismo, tem-se o Brycon amazonicus

(Spix & Agassiz 1829), conhecida como matrinxã, que ocupa o segundo lugar dos

peixes mais comercializados na Amazônia. Considerada uma espécie de alto interesse

comercial, o matrinxã apresenta rápido crescimento, boa aceitação de ração artificial e

carne de alta qualidade (Gomes & Urbinati 2005). No entanto, às elevadas taxas de

canibalismo durante a fase larval podem ser consideradas um fator limitador em

sistemas de criação intensiva para essa espécie (Smith & Reay 1991; Bernardino et al.

1993; Leonardo et al. 2008; Pedreira et al. 2008; Urbinati et al. 2008). Em ambiente

natural, B. amazonicus encontra-se em regiões de igarapés, o que reduz a ocorrência de

encontros agonísticos, sendo a formação de cardumes observada apenas no período

reprodutivo (Gomes & Urbinati 2005). Entretanto, em sistemas de produção, o

comportamento agressivo dessa espécie é exacerbado pelo confinamento e adensamento

dos indivíduos e também pode estar associado com a relação corporal entre os co-

específicos (Smith & Reay 1991), sendo diretamente correlacionado com o tamanho do

predador e, consequentemente, com o crescimento diferencial de indivíduos do mesmo

grupo (Ostrowski et al. 1996; Geffen 2002).

Segundo Moura & Senhorini (1996), a larvicultura do matrinxã consiste no

principal limitante tecnológico para sua criação. Nesta fase de desenvolvimento, as

perdas de larvas em decorrência do canibalismo podem chegar a 90% (Parazo et al.

1991; Senhorini et al. 2002), o que dificulta o cultivo e causa grandes prejuízos

econômicos para piscicultura. Neste contexto, vários estudos foram realizados na

tentativa de minimizar o canibalismo em cativeiro, como, por exemplo, a utilização de

diferentes tipos e tamanhos de alimento (Lopes et al. 1995; Ceccarelli 1997; Pedreira &

Sipaúba-Tavares 2002; Atencio-García et al. 2003), uso de hormônios tireoidianos

(Parra 2003; Leonardo et al. 2008) e triptofano (Hoshiba 2007), formato e coloração dos

aquários (Pedreira et al. 2006) e diferentes densidades de estocagem (Saccol-Pereira &

Nuñer 2003).

Embora evidências indiquem que o comportamento agressivo no matrinxã tem

início na fase larval (ex: Senhorini et al. 1998; Pedreira et al. 2008), não foram

10

encontrados estudos avaliando a frequência do canibalismo durante a metamorfose (fase

larval para a juvenil) e a interferência do crescimento heterogêneo na agressividade

dessa espécie, o que limita as inferências sobre as possíveis causas e os efeitos da

manipulação de fatores bióticos e abióticos sobre esse comportamento (ex. Vallés &

Stévez 2013). Diante do exposto, o objetivo foi avaliar o canibalismo em diferentes

estágios de crescimento e testar se o crescimento diferencial entre os indivíduos tem

influência no comportamento agressivo de matrinxã, Brycon amazonicus. No

experimento I foram analisados os parâmetros biométricos, a interação agressiva e a

atividade locomotora em larvas e juvenis de matrinxã em dois tratamentos: homogêneo

e heterogêneo. No experimento II, foram comparadas as taxas de sobrevivência em

diferentes fases de pós-eclosão de matrinxã, B. amazonicus. Assim, os resultados

forneceram informações etológicas que poderão ser utilizadas para prover melhorias em

métodos de larvicultura e, consequentemente, aumentar a eficiência da produção

comercial dessa espécie.

11

3. MATERIAL E MÉTODOS

Experimento I: Comportamento agressivo e atividade locomotora em larvas de

matrinxã, Brycon amazonicus

Os dados foram coletados no Centro de Aquicultura da Fazenda Experimental da

Universidade Federal do Amazonas (UFAM), onde as larvas foram produzidas a partir

de propagação artificial, utilizando o extrato bruto de hipófise de carpa comum de

acordo com Romagosa et al. (2001). Para as fêmeas foram utilizados 5,5 mg/kg de

peixe divididos em duas doses, a primeira com 0,5 mg/kg e a segunda com 5,0 mg/kg

em um intervalo de 10 horas. Nos machos foi administrada uma única dosagem

equivalente a 1,5 mg/Kg de peixe (Tabela 1).

Tabela 1. Média (± desvio padrão) do peso dos reprodutores e dosagem do extrato

bruto de hipófise de carpa administrada nas fêmeas e machos de matrinxã.

As taxas de fertilização dos ovos e de eclosão das larvas foram realizadas

conforme metodologias descritas por Romagosa et al. (2001) (Figura 1). Os ovos

fertilizados foram depositados em incubadoras cilíndricas de 35 litros (Figura 2), com

água em regime de renovação constante, temperatura de 26,9 ± 0,5 ºC, pH 7,45 ± 0,6 e

densidade de 1g de ovos por L de água (~ 1 larva/mL).

.

Figura 1. Ovos utilizados para o cálculo da taxa de fertilização.

Reprodutores Peso 1º Dosagem 2º Dosagem

Macho 1,46 ± 0,15 - 2,13 ± 0,20

Fêmea 1,48 ± 0,67 1,29± 0,70 9,79 ±1,49

12

Figura 2. Incubadoras utilizadas no armazenamento dos ovos e das larvas (35 L).

Foi comparado o efeito da similaridade de tamanho sobre o comportamento

agressivo, atividade locomotora e crescimento em larvas de matrinxã submetidas a dois

tratamentos. Um tratamento com três indivíduos de mesmo tamanho (homogêneo) e

outro com três indivíduos de diferentes tamanhos (heterogêneo) observados em seis

períodos: 12, 24, 36, 48, 60 e 72 ± 2 horas pós-eclosão (hpe), com 10 repetições cada.

Foi considerado como tempo zero o momento em que 50% das larvas eclodiram

(Romagosa et al. 2001) (Figura 3).

Figura 3. Observação da eclosão das larvas.

As larvas foram selecionadas por um separador confeccionado com tela de

malha 28 fio 30 de 50 cm de altura por 30 cm de diâmetro e instalado no interior da

incubadora (Figura 4). Após o enchimento da bexiga natatória, as larvas foram

colocadas dentro do separador por um período de 30 minutos, conforme técnica descrita

por Bernardino (1993) e Santos Jr. et al. (1996) e posteriormente transferidos (com o

auxílio de pipetas de plástico de 3 ml) para um recipiente redondo de vidro (2 cm x 1,5

cm) com 3 ml de água (Figura 5). A densidade na condição experimental foi

semelhante à densidade das incubadoras (1 larva/mL). Os peixes foram aclimatados por

13

10 minutos e, em seguida, foi feito o registro do comportamento (20 minutos) com

auxílio de um estereomicroscópio e uma câmera digital.

Figura 4. Coleta das larvas da incubadora.

Figura 5. Recipiente de manutenção dos tratamentos experimentais.

A interação agressiva e a locomoção foram quantificadas conforme os etogramas

descritos, respectivamente, nas Tabelas 2 e 3. A taxa de locomoção foi quantificada

pelo tempo que o animal se locomove durante cada observação (Olla et al. 1978; Sabate

et al. 2008) e, para auxiliar nesta análise, foi colocado um papel quadriculado sob cada

recipiente de vidro (Figura 5). Além disso, foi considerado o tempo de repouso e o tipo

de movimento (retilíneo ou circular), conforme realizado por Maciel et al. (2010) para

larvas de Brycon orbinyanus. Já o canibalismo foi estimado pela frequência da interação

agressiva (perseguição e mordida), conforme descrito por Sakakura & Tsukamoto

(2002), Takeshita & Soyano (2009) e Sabate et al. (2010).

A relação hierárquica entre os animais de cada grupo foi avaliada por um índice

de dominância (ID) que corresponde à proporção do número de ataques emitidos por

cada animal em relação ao total de ataques emitidos pelo grupo (Gonçalves-de-Freitas et

14

al. 2008; Boscolo et al. 2011). O ID varia de 0 a 1,0, sendo as posições sociais definidas

como: dominante (animal com maior ID), submisso 1 (animal com valor intermediário)

e submisso 2 (animal com menor ID).

Após o registro do comportamento, os espécimes (30 indivíduos por período de

observação) foram mortos por excesso de anestésico e fixados em formalina 4% para

medidas biométricas: peso corporal (mg)- com o uso de balança analítica de precisão e

comprimento total (mm)- com o auxílio de ictiômetro (confeccionado com uma lâmina

microscópica e papel milimetrado). Também foi avaliado o coeficiente de variação do

peso e do comprimento, o que permitiu avaliar a homogeneidade do tamanho dentro de

cada grupo, como realizado por Leonardo et al. (2008). Dependendo da fase de

crescimento, os animais foram alimentados até a saciação com plâncton vivo (até 48

hpe) e alimento inerte comercial (após 48 hpe), conforme descrito por Pedreira et

al.(2006).

Tabela 2. Etograma da interação agressiva em Brycon amazonicus.

Unidade

comportamental

Descrição

Abertura Bucal As larvas ficam paradas e realizam movimentos de abertura e de

fechamento da mandíbula.

Ameaça Movimento de investida de um peixe em direção ao oponente,

preparando-se para um ataque.

Ataque Um animal se aproxima do oponente e bate com a boca na região

da cauda ou cabeça.

Confronto Frontal Dois animais aproximam-se frontalmente e mordem a boca do

oponente.

Exibição Frontal Dois animais posicionam-se frente a frente sem contato físico.

Fuga O animal perseguido ou atacado se afasta do oponente.

Perseguição Um animal nada em direção ao oponente, acompanhando sua

trajetória.

15

Tabela 3. Etograma da atividade locomotora em Brycon amazonicus.

Unidade

comportamental Descrição

Contato Um animal em sua trajetória de natação toca outro animal

ocasionalmente.

Movimento circular O animal desloca-se de um local para o outro formando um círculo.

Movimento retilíneo O animal desloca-se de um local para o outro em linha reta.

Postura Ω A larva fica parada, inclinando sua postura corporal em diferentes

ângulos em relação ao ambiente.

Experimento II: Taxa de sobrevivência em diferentes fases do crescimento em

matrinxã, Brycon amazonicus

A coleta de dados foi desenvolvida na Fazenda Santo Antônio localizada no

ramal do Procópio (AM-010) durante o mês de dezembro de 2012. As larvas foram

produzidas por propagação artificial (Figura 6), conforme metodologia descrita no

Experimento I e baseada em Romagosa et al. (2001). A extrusão ocorreu 27 horas graus

após a indução, a taxa de fertilização dos ovos foi medida 12 horas após a segunda dose

de indução e a taxa de eclosão foi observada 5 horas após a fertilização, conforme

descrito por Romagosa et al. (2001). Os ovos fertilizados foram depositados em uma

incubadora cilíndrica de 35 litros (1g de ovos/L), com água em constante renovação

(Figura 7) e temperatura de 28 0C.

16

Figura 6. Fertilização artificial do matrinxã.

Figura 7. Incubadoras utilizadas no armazenamento dos ovos e larvas.

De acordo com Romagosa et al. (2001), a eclosão em matrinxã ocorre 10-11

horas após a fertilização, sendo, portanto, considerado como tempo zero o momento em

que 50% das larvas eclodirem. Foram realizados dois tratamentos: homogêneo (três

espécimes de mesmo tamanho) e heterogêneo (três espécimes de tamanhos diferentes)

observados em seis períodos: 12, 24, 36 (fase larval), 48, 60 e 72 (fase juvenil) horas

pós-eclosão (hpe), com cinco repetições cada.

Duas horas antes do início de cada período, as larvas foram separadas, contadas

e transferidas para recipientes (bandejas de polipropileno), seguindo a proporção de 1

larva/ml de água, semelhante a densidade da incubadora. As larvas foram selecionadas

por um separador confeccionado com tela de malha 28 fio 30 de 50 cm de altura por 30

cm de diâmetro e instalado no interior da incubadora. Após esse período, as larvas

17

foram recontadas para verificação da taxa de mortalidade representada pelo número de

animais mortos em relação ao número total de indivíduos utilizados em cada tratamento

experimental.

Análise de dados

Os dados foram analisados quanto à existência de valores discrepantes e, em

seguida, foram testados quanto à normalidade pelo teste de Shapiro-Wilk. De acordo

com a distribuição e variância dos dados, a frequência da interação agressiva e a

atividade locomotora foram comparadas entre os períodos de observação por Kruskal-

Wallis e entre os tratamentos por Mann-Whitney (dados não paramétricos). Já os dados

biométricos (comprimento e peso) e a taxa de mortalidade (experimento II) foram

comparados entre os tratamentos e ao longo do tempo por Análise de Variância de duas

vias (dados paramétricos). O teste de LSD foi utilizado para as comparações múltiplas e

foi considerado α ≤ 0,05 para significância estatística. Todas as análises citadas acima

foram baseadas em Zar (1999) e Siegel e Castellan (2006).

Nota ética

Este estudo está de acordo com os Princípios Éticos na Experimentação Animal

adotado pelo Colégio Brasileiro de Experimentação Animal (COBEA) e foi aprovado

pela Comissão de Ética no Uso de Animais (CEUA) da UFAM, Manaus, AM

(protocolo n0 035/2011).

4. RESULTADOS

A taxa de fertilização dos ovos foi de 93% e a taxa de eclosão foi de 88,7%. Não

foi observado interação entre o período de observação e o tratamento experimental para

o comprimento total (ANOVA de duas vias, F> 1,1, p< 0,35). No entanto, houve

aumento significativo ao longo do tempo para ambos os tratamentos (ANOVA de duas

vias, F> 984,4, p< 0,00). Considerando o peso corporal, foi observado efeito do período

de observação e do tamanho diferencial do grupo (ANOVA de duas vias, F> 4,27, p<

0,001; Figura 8). Já o coeficiente de variação do comprimento total e do peso corporal

foi maior no grupo heterogêneo em relação ao homogêneo e ao longo dos períodos de

observação (ANOVA de duas vias, F> 2,52, p< 0,03; Figura 9).

18

A fase de crescimento interferiu na frequência da interação agressiva total do

alfa, beta, gama e do grupo de animais, sendo maior às 12 e 72 hpe e menor às 36 hpe

tanto no grupo homogêneo como no heterogêneo (Kruskal-Wallis, X2< 52,80, p<

0,002). Esse efeito também foi encontrado quando considerada a ameaça, a

aproximação, o ataque e a fuga para o grupo e em todas as posições sociais nos dois

tratamentos experimentais (Kruskal-Wallis, X2< 36,61, p< 0,000; Figura 10 e 11). O

acompanhamento, o confronto frontal, a exibição frontal e a perseguição não foram

considerados para a quantificação por apresentarem baixa frequência. Quanto à abertura

bucal, não houve registro às 12 hpe, sendo sua maior frequência encontrada às 36 hpe,

tanto no grupo homogêneo como heterogêneo (Kruskal-Wallis, X2< 52,80, p< 0,000;

Figura 12). Não foi observada diferença na frequência de interação entre os tratamentos

homogêneo e heterogêneo para o total das interações em cada período de observação

(Mann-Whitney, U< 27, p> 0,08; Figura 13).

Houve maior duração da locomoção (movimento circular e retilíneo) nos

períodos de observação de 12 e 72 hpe para todos os animais do grupo (Kruskal-Wallis,

X2< 52,80, p< 0,000; Figura 14 e 15). Considerando a frequência da atividade motora,

foi observado menor deslocamento, contato e locomoção total às 36, 48 e 60 hpe

(Kruskal-Wallis, X2< 60,00, p< 0,001) em ambos os grupos experimentais. A postura Ω

foi observada a partir das 24 hpe, tendo seu maior índice às 72 hpe (Kruskal-Wallis,

X2< 22,00, p< 0,003; Figura 14 e 15). Não houve diferença na atividade locomotora

entre o os tratamentos homogêneo e heterogêneo para o total das interações e entre os

períodos de observação (Mann-Whitney, U< 49,50, p> 0,97; Figura 16).

Considerando o experimento II, não foi observada interação entre o período e o

tratamento experimental (ANOVA de duas vias, F= 1,23, p= 0,31). No entanto, houve

um aumento da taxa de mortalidade ao longo das fases de crescimento (ANOVA de

duas vias, F= 26,28, p= 0,000; Figura 17), sendo observada maior mortalidade total

(média dos seis períodos de observação) no tratamento homogêneo (p= 0,03; Figura

18).

19

0

5

10

12 hpe 24 hpe 36 hpe 48 hpe 60 hpe 72 hpe

com

prim

ento

tot

al (

mm

)

homogêneo

heterogêneo

Figura 8. Média (± desvio padrão) do comprimento total (cm) e do peso corporal (g)

dos animais em cada período de observação e nos dois tratamentos experimentais

(homogêneo e heterogêneo). Letras minúsculas diferentes indicam diferença estatística

significativa entre os períodos (LSD, p< 0,001).

A

a

c

a

b

c c c c c c c

b

B

a a

b b

c

c

c c

d d d

d

20

0

25

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12 hpe 24 hpe 36 hpe 48 hpe 60 hpe 72 hpe

CV-p

eso

cor

pora

l (m

g)

homogêneo

heterogêneo

Figura 9. Média (± desvio padrão) do coeficiente de variação do comprimento total (A)

e do peso corporal (B) nos dois tratamentos experimentais e em cada período de

observação. Letras minúsculas diferentes indicam diferença estatística significativa

entre os períodos e asterisco indica diferença entre os tratamentos (LSD, p< 0,03).

B

a

c

a

c

A

a

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b

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b

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*

* * * * *

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-1

0

30

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Approach Nipping Threat Total contest Flight

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min

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30

60

Approach Nipping Threat Total contest Flight

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ract

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min

-1

0

70

140

Approach Nipping Threat Total contest Flight

freq

uenc

y of

agg

ress

ive

inte

ract

ion

. 20

min

-1

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

Figura 10. Frequência (média ± desvio padrão) da interação agressiva para o

dominante (A), submisso 1 (B), submisso 2 (C) e o grupo (D) em cada período

de observação (hpe) para o grupo homogêneo. Letras diferentes indicam

diferença estatística significativa entre os períodos (p< 0,002).

Fre

qu

ênci

a d

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gre

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a. 2

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a

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a

Aproximação Ataque Ameaça Total Fuga

Aproximação Ataque Ameaça Total Fuga

Aproximação Ataque Ameaça Total Fuga

Aproximação Ataque Ameaça Total Fuga

ad

c

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b

22

0

70

140

Ameaça Aproximação Ataque Total Fuga

12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h

0

30

60

Ameaça Aproximação Ataque Total Fuga

12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h

0

30

60

Ameaça Aprox imação Ataque Total Fuga

12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h

A

B

0

30

60

Ameaça Aproximação Ataque Total Fuga

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bc cd cd

b

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a

b

b

a

b

a

b

a

a

b

a

b

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a

a

b

a

b

c

c

Figura 11. Frequência (média ± desvio padrão) da interação agressiva para o

dominante (A), submisso 1 (B), submisso 2 (C) e o grupo (D) em cada período

de observação (hpe) para o grupo heterogêneo. Letras diferentes indicam

diferença estatística significativa entre os períodos (LSD, p< 0,004).

23

0

2000

4000

Homogêneo Heterogêneo

Fre

nq

uê

nci

a 2

0 m

in -1

24 h 36 h 48 h 60 h 72 h12 h

Figura 12. Frequência (média ± desvio padrão) da abertura bucal para o grupo nos dois

tratamentos experimentais e em cada período de observação (hpe). Letras diferentes

indicam diferença estatística significativa entre os períodos (LSD, p< 0,000).

a

b

c

b

c

c

a

b

c

b

c

c

24

0

30

60

12h 24h 36h 48h 60h 72h

0

30

60

12h 24h 36h 48h 60h 72h

0

30

60

12h 24h 36h 48h 60h 72h

0

75

150

12h 24h 36h 48h 60h 72hs

Homogêneo Heterogêneo

D

C

B

A

Figura 13. Média (± desvio padrão) do total da interação agressiva para o

dominante (A), submisso 1 (B), submisso 2 (C) e o grupo (D) em cada

período de observação (hpe) e nos dois tratamentos experimentais (Mann-

Whitney, U< 27, p> 0,08).

Fre

qu

ênci

a t

ota

l d

as

inte

raçõ

es a

gre

ssiv

as.

20

min

-1

25

Figura 14. Média (± desvio padrão) da atividade motora para o grupo (tratamento

homogêneo) em cada período de observação (hpe). Letras diferentes indicam diferença

estatística significativa entre os períodos (LSD, p< 0,003).

a

b

c c

c bc

a

b

c bc bc

d

a

b

c

c

c

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0

900

1800

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Du

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0 m

in -1

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

0

320

640

Circularswimming

Linearswimming

Contact Total Ω-Posture

Freq

uen

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20

min

-1

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

a

b

c c cd

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a

bd

c

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a b

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d

a

b

c

c

c

b

a a a a a

b

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Deslocamento circular Deslocamento retilíneo Total

Freq

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20

min

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a

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320

640

Deslocamento circular

Deslocamento retilíneo

Contato Total Postura ômega

Fre

qu

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cia

20

min

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12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h

0

900

1800

Deslocamento circular Deslocamento retilíneo Total

Du

raçã

o 2

0 m

in -1

12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h

Figura 15. Média (± desvio padrão) da atividade motora para o grupo (tratamento

heterogêneo) em cada período de observação (hpe). Letras diferentes indicam diferença

estatística significativa entre os períodos (LSD, p< 0,003).

A

B

a

b

c c c b

a

b

c

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b a

b c c

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a

b

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12h 24h 36h 48h 60h 72hs

Fre

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min

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Homogêneo Heterogêneo

0

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1800

12h 24h 36h 48h 60h 72h

Du

raçã

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20

min

-1(s

)

Homogêneo Heterogêneo

Figura 16. Média (± desvio padrão) da atividade motora frequência (A) e duração (B)

para o grupo nos tratamentos experimentais e em cada período de observação (hpe)

(Mann-Whitney, U< 49,50, p> 0,97).

A

B

28

0

0,15

0,3

Homogêneo Heterogêno

Taxa

de

mor

talid

ade

12 h 24 h 36 h 48 h 60 h 72 h

Figura 17. Média (± desvio padrão) da taxa de mortalidade nos tratamentos homogêneo

e heterogêneo durante os períodos de observação (hpe). Letras diferentes indicam

diferença estatística significativa entre os períodos (LSD, p< 0,0000).

0

0,1

0,2

Homogêneo Heterogêneo

Taxa

de

mor

talid

ade

Figura 18. Média (± desvio padrão) da taxa de mortalidade total nos tratamentos

homogêneo e heterogêneo. Asterisco indica diferença estatística (p= 0,03).

a a

b

b

c

c

a a

b b

c

c

*

29

5. DISCUSSÃO

A taxa de eclosão e fertilização dos ovos foi semelhante aos valores obtidos por

Romagosa et al. (2001), que observaram taxas, respectivamente, de 95 e 85%. Esses

resultados evidenciam que a técnica de reprodução artificial foi realizada

adequadamente.

Considerando o crescimento dos animais, foi observado um aumento

significativo do peso e do comprimento corporal ao longo dos períodos de observação,

semelhante aos resultados obtidos por Leonardo et al. (2008). Sabe-se que a intensidade

da interação agressiva está relacionada ao tamanho do predador e ao crescimento

diferencial dos indivíduos do mesmo grupo (Ostrowski et al. 1996; Geffen 2002), dessa

forma, o coeficiente de variação do peso e comprimento entre os espécimes dentro do

grupo foi menor no homogêneo, indicando tamanho diferencial entre os animais no

tratamento heterogêneo. Este resultado sugere que o método de separação das larvas foi

realizado de maneira adequada, conforme descrito por Santos Jr. et al. (1996).

As unidades descritas no etograma do comportamento agressivo são semelhantes

às observadas para larvas de outras espécies, tais como, Tautoga onitis (Olla et al.,

1978), Paralichthys olivaceus (Sakakura & Tsukamoto 2002), Thunnus orientalis

(Sabate et al. 2009) e Brycon orbinyanus (Maciel et al. 2010), com exceção da

aproximação, confronto frontal e exibição frontal, que não foram observados pelos

referidos autores. De acordo com Senhorini et al. (1998) e Pereira et al. (2008), o

comportamento agressivo no matrinxã tem início na fase larval, o que de fato aconteceu

neste trabalho, onde observou-se o início das interações agressivas às 12 hpe. O

matrinxã começa a se alimentar no fim do primeiro dia de vida (Romagosa et al. 2001),

porém, a interação agressiva é observada desde as 12 horas após a eclosão, período em

que as larvas ainda apresentam grande quantidade de vitelo, o que indica que o

canibalismo não é modulado pela alimentação, mas pode ser atribuído a outros fatores,

tais como, variações genéticas e parâmetros físicos ambientais (ex. Vallés & Estévez

2013).

Nas 12 hpe também foi exibido maior frequência de deslocamento e contato que

nos outros períodos de observação, o que pode ser explicado pelo início do

desenvolvimento corporal, grande quantidade de reserva do saco vitelínico, pouco

controle da atividade natatória (natação vertical) e grande incapacidade de equilíbrio das

larvas, conforme relatado por Lopes et al. (1995) e Sampaio (2010). Além disso, este

30

resultado pode ser considerado como uma tática de dispersão para reduzir a predação na

fase inicial, como descrito por Fuiman & Magurran (1994) para larvas de Epinephelus

septemfasciatus. Entretanto, não foi observada abertura bucal no período de 12 hpe, o

que pode ser explicado pelo fato das larvas de matrinxã apresentarem o aprofundamento

do epitélio que reveste a boca apenas às 18 hpe (Sampaio 2010).

A maior frequência da abertura bucal foi exibida 36 hpe, coincidindo com a fase

de declínio da atividade motora, o que pode ser atribuído ao fato do animal estar

direcionando maior energia para a movimentação constante da mandíbula. Essa alta

frequência de abertura bucal contribui para o fortalecimento da mandíbula do animal,

pois, de acordo com Herbing (2001), esse é um mecanismo importante no

desenvolvimento esquelético e muscular das estruturas envolvidas no processo de

captura do alimento. Além disso, Sampaio (2010) sugere que o intenso movimento

mandibular precede o canibalismo, o que pode explicar o aumento da agressividade

observada as 72 hpe na espécie em estudo.

Os resultados evidenciam que a duração e a frequência da interação agressiva e

da taxa de locomoção foram menores durante as 36 e 48 hpe, sugerindo que a menor

atividade locomotora reduz a probabilidade de encontros entre os animais e,

consequentemente, a interação social entre os membros do grupo. Após as 60 hpe, os

animais apresentaram absorção parcial do saco vitelínico, bexiga natatória inflada e

natação na horizontal, características que evidenciam o desenvolvimento do juvenil

(Lopes et al. 1995) e sugerem maior controle da atividade natatória, o que pode

justificar a maior taxa locomotora e o aumento no número de interações agonísticas

observada às 72 hpe. Além disso, o aumento da locomoção está relacionado com a

defesa de território em juvenis de Epinephelus septemfasciatus (Sabate et al. 2009).

Dessa forma, sugere-se que a maior atividade motora observada às 72 hpe possa ter

função semelhante, uma vez que o B. amazonicus também exibe comportamento

territorial (Ferraz & Gomes 2009).

Os animais não exibiram postura Ω às 12 hpe, conforme descrito por Sabate et

al. (2008) para Paralichthys olivaceus e Verasper variegatus. A exibição desse

comportamento ocorreu a partir das 24 hpe, sendo sua maior frequência observada às 72

hpe. De acordo com Sakakura (2006), a maior frequência de postura Ω está associada ao

aumento da agressividade em larvas de Paralichthys olivaceus. Assim, os resultados

31

concordam com o referido autor, pois foi observada maior frequência de interação

agressiva e de postura Ω às 72 hpe para cada animal e o grupo.

A maior agressividade no início do desenvolvimento larval (12 e 24 hpe) pode

refletir no aumento da mortalidade a partir das 36 hpe, período em que Bernardino et al.

(1993) e Lopes et al. (1995) também observaram as menores taxas de sobrevivência.

Isso pode ser esperado, pois o comportamento agressivo do início da fase larval causa

mordidas, injúrias e estresse que, por sua vez, podem facilitar a ação de patógenos e,

consequentemente, propiciar alta mortalidade dos animais (Katavic et al. 1989;

Huntingford et al. 2006). Já a partir das 60 hpe é evidenciado o aumento da taxa de

mortalidade que pode estar relacionado com a maior frequência da interação agressiva e

da locomoção exibida nesses períodos.

Comparando os tratamentos experimentais, pode-se concluir que a hpe interferiu

na agressividade e na taxa de locomoção, no entanto, o crescimento heterogêneo não

afetou o comportamento agressivo do matrinxã. Alguns autores enfatizam que a

heterogeneidade de tamanho aumentam as interações agressivas e o canibalismo em

espécies vorazes (Baras 1998; Kestemont et al. 2003), outros sugerem que o

agrupamento de animais sociais por similaridade de tamanho (grupo homogêneo) pode

aumentar as interações agressivas, pois animais de tamanho semelhante possuem a

mesma habilidade de luta, tendo, portanto, maior latência para o estabelecimento

hierárquico e, consequentemente, aumento no estresse social (Beeching 1992; Ang &

Manica 2010). No entanto, os resultados deste estudo evidenciam que o tamanho

diferencial do grupo (crescimento heterogêneo) não atua como um fator modulador da

interação agonística em matrinxã.

Comparando a exibição do comportamento agressivo e a taxa de mortalidade ao

longo dos períodos e em ambos os tratamentos, conclui-se que houve maior mortalidade

nos períodos de 60 e 72 hpe, que pode ser explicada pelas injúrias causadas pelas

interações agressivas ao longo dos períodos iniciais. Embora a agressividade não

apresente diferença entre os tratamentos, houve maior mortalidade total (soma dos seis

períodos de observação) no tratamento homogêneo, o que pode ser atribuído ao maior

gasto energético e as injúrias físicas decorrentes das interações agressivas

desencadeadas por animais que apresentam habilidade de luta semelhante (ex. Turnbull

et al. 1998).

32

A análise comparativa dos experimentos permitiu relacionar a exibição do

comportamento agressivo com a sobrevivência dos animais, evidenciando os fatores

moduladores do canibalismo em B. amazonicus. Diante do exposto, este estudo servirá

de direcionamento para práticas de larvicultura, pois, segundo Ceccarelli (1997), esta

fase corresponde ao maior entrave da piscicultura de matrinxã na região amazônica. Os

resultados também salientam a importância de conhecer o comportamento social desse

pescado, a fim de propor estratégias que visem à redução do canibalismo, diminuam a

taxa de mortalidade e contribuam para o aprimoramento da cadeia produtiva do B.

amazonicus. Além disso, o conhecimento etológico gerado permitirá inferir sobre as

possíveis causas e os efeitos da manipulação de fatores bióticos e abióticos no

comportamento agonístico de peixes.

6. REFERÊNCIAS

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38

7. ANEXO

Parte desta dissertação foi submetida à Apllied Animal Behaviour Science.

N0 do protocolo: APPLAN-S-13-00217

Elsevier Editorial System(tm) for Applied Animal Behaviour Science

Manuscript Draft

Title: Onset of Cannibalism Related to Time of Hatching in Matrinxã, Brycon

amazonicus (Spix & Agassiz, 1829)

Article Type: Research Paper

Keywords: aggressive behavior, aquaculture, locomotion activity, survival, fish

Corresponding Author: Thais Carvalho, Ph.D

Corresponding Author's Institution: Universidade Federal do Amazonas (UFAM)

First Author: Ellen Souza

Order of Authors: Ellen Souza; Jaquelinne Silva; Marle Villacorta-Correa, PhD.; Thais

Carvalho, Ph.D

Abstract: Cannibalism is an agonistic interaction, being the main obstacle for fish

hatchery, mainly that exhibit this behavior, because it represents great economic losses

for the fish farmer. Thus, we compared the aggressive behavior during post-hatching

different stages of matrinxã, Brycon amazonicus. Three specimens were grouped and

observed for six periods: 12, 24, 36, 48, 60 and 72 ± 2 hours after hatching (HAH) for

20 minutes, with 10 repetitions for each treatment. Aggressive behavior and motor

activity were described from an ethogram: approach, chase, flight, frontal display,

mouth fight, mouth opening, nipping, threat, circular and linear swimming, contact and

Ω-Posture. The biometric measurements have indicated an increase in the size and

homogeneity of the group (one way ANOVA, F > 1.72, P < 0.0001). Also, the

frequency of aggressive behavior and motor activity for each animal, and each group,

was higher at 12 and 72 hours after hatching (Kruskal-Wallis, H < 52.80, P < 0.003).

Summing up, these results help us to identify which periods have greater intense

interactions, and thus we may be able to propose strategies aiming at reducing

cannibalism in B. amazonicus, this way, improving the fish hatchery and farming.

39

Onset of Cannibalism Related to Time of Hatching in Matrinxã, Brycon amazonicus

(Spix & Agassiz, 1829)

Ellen Cristina M. de Souza1, Jaquelinne P. da Silva2, Marle Angélica Villacorta-Correa3,

Thaís B. Carvalho4

1 Programa de Pós-graduação em Aquicultura, Universidade Nilton Lins e Instituto

Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus, AM, Brazil /

ellen_monteiro@hotmail.com; 2 Graduação em Ciências Naturais - Universidade

Federal do Amazonas (UFAM), Manaus, AM, Brazil / jaquelinnepinheiro@gmail.com; 3

Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Faculdade de Ciências Agrárias (FCA),

Manaus, AM, Brazil / marleangelica@hotmail.com; 4 Universidade Federal do

Amazonas (UFAM), Instituto de Ciências Biológicas (ICB), Manaus, AM, Brazil /

thaisbillalba@yahoo.com.br.

Corresponding author: Dr. Thaís Billalba Carvalho

Av. General Rodrigo Octávio Jordão Ramos, 3000, Coroado I, 69077-000, Manaus-

AM, Brazil / Instituto de Ciências Biológicas / Departamento de Ciências Fisiológicas

Phone: +55 92 3305 4038; Fax +55 92 3305 4231

thaisbillalba@yahoo.com.br

thaisbillalba@ufam.edu.br

40

Abstract

Cannibalism is an agonistic interaction, being the main obstacle for fish hatchery,

mainly that exhibit this behavior, because it represents great economic losses for the

fish farmer. Thus, we compared the aggressive behavior during post-hatching different

stages of matrinxã, Brycon amazonicus. Three specimens were grouped and observed

for six periods: 12, 24, 36, 48, 60 and 72 ± 2 hours after hatching (HAH) for 20 minutes,

with 10 repetitions for each treatment. Aggressive behavior and motor activity were

described from an ethogram: approach, chase, flight, frontal display, mouth fight,

mouth opening, nipping, threat, circular and linear swimming, contact and Ω-Posture.

The biometric measurements have indicated an increase in the size and homogeneity

of the group (one-way ANOVA, F > 1.72, P < 0.0001). Also, the frequency of

aggressive behavior and motor activity for each animal, and each group, was higher at

12 and 72 hours after hatching (Kruskal-Wallis, H < 52.80, P < 0.003). Summing up,

these results help us to identify which periods have greater intense interactions, and

thus we may be able to propose strategies aiming at reducing cannibalism in B.

amazonicus, this way, improving the fish hatchery and farming.

Keywords: aggressive behavior, aquaculture, locomotion activity, survival, fish.

41

1. Introduction

Cannibalism is a type of aggressive predatory interaction that can cause injuries

(type I) or result in partial or total consumption (type II) of conspecifics (Folkvord, 1997;

Kestemont et al., 2003). This behavior has been recorded in several species of fish,

under natural and/or artificial conditions (Hseu et al., 2003; Smith and Reay, 1991) and

it has a significant impact on survival during the early stages of these animals’ lives

(Bernardino et al., 1993; Leonardo et al., 2008; Pedreira et al., 2008; Urbinati et al.,

2008). Even if there was no total consumption of the animal, high rates of aggressive

behavior may cause injuries, may be a trigger for stressful conditions, may increase the

pathogens action and may represent higher mortality rates (Huntingford et al., 2006).

According to Pickering and Christie (1981) the stress should be carefully considered in

fish farming, because social interactions are more intense due to limited space,

therefore being harmful for fishes’ health.

Several factors modulate the frequency and intensity of fish cannibalism such

as, environmental parameters, animal’s size, feeding rates and population density

(Baras et al., 2011; Marques et al., 2004; Ostrowski et al., 1996; Takeshita and

Soyano, 2009). In fact, the species Seriola dumerili tends to raise the cannibalism rates

in denser populations (Miki et al., 2011); although, the frequency of cannibalism in

Dicentrarchus labrax and S. quinqueradiata is inversely related to the feeding rate and

sizes differences among individuals in the group (Katavic et al., 1989; Sakakura and

Tsukamoto, 1998). In this sense, studies were performed in an attempt to minimize the

cannibalism, in captivity, it was presented options such as the use of different types

and sizes of food (Atencio-García et al., 2003; Lopes et al., 1995; Pedreira and

Sipaúba-Tavares, 2002), thyroid hormones (Leonardo et al., 2008; Urbinati et al.,

2008), different shapes and colors of the aquariums (Pedreira et al., 2006) and different

stocking densities (Saccol-Pereira and Nuñer, 2003).

42

Despite being a species with cannibalistic behavior, Brycon amazonicus (Spix &

Agassiz, 1829) - also known as matrinxã, is considered a species of high commercial

interest for fish farming (in several regions of Brazil) because it grows fast, has good

acceptance of artificial feed and has a meat of high quality (Gomes and Urbinati, 2010).

Under natural conditions, B. amazonicus can reduces the occurrence of agonistic

interactions, however, under artificial conditions such as fish farms, the aggressive

behavior increases, possibly because of individuals overcrowding and confinement.

The matrinxã hatchery has substantial technological boundaries since the

larvae loss can reach 90% due to cannibalism at this stage (Parazo et al., 1991;

Senhorini et al., 2002), what hampers farming and causes huge economic losses for

fish farming. Although some evidence indicates that aggressive behavior of matrinxã

begins at the larval stage (e.g. Pedreira et al., 2008; Senhorini et al., 1998), there are

no studies assessing the frequency of cannibalism during metamorphosis (larval stage

to the juvenile), which reduces experts’ assumptions about possible causes of the

biotic and abiotic handling effects on its behavior.

This study aims to describe and compare the cannibalism during different post-

hatching stages of matrinxã, Brycon amazonicus. Thus, ethological results will provide

information that may be used to improve hatchery methods and thereby increase the

efficiency of commercial farming this species.

2. Material and methods

2.1 Rearing Conditions

The study was conducted at the Centre for Aquaculture of Experimental Farm

from University of Amazonas, Manaus/Brazil. We used the crude carp pituitary extract,

as described by Romagosa et al. (2001) to larvae production from artificial propagation.

After extrusion, fertilized eggs were placed in incubators of 35 liters - water under

43

constant exchange, temperature of 26.9 ± 0.5 0C, pH 7.45 ± 0.6 and density of 1g of

egg / L of water.

2.2 Experimental Design

There were six experimental conditions: 12, 24, 36, 48, 60 and 72 ± 2 hours

after hatching (HAH), each one repeated 10 times; it was considered as “zero time” the

moment when 50% of larvae hatched (Romagosa et al., 2001). For each experimental

treatment, three individuals were collected from the incubator and transferred (by using

plastic pipettes of 3 ml) to a glass bowl of 2cm x 1.5cm previous filled with 3ml of water.

With the concern to keep the condition maintained proportional to the incubator.

2.3 Behavioral Observations

Larvae were acclimatized for 10 minutes and then a record of the behavior,

lasting 20 minutes, was made. For purposes of description and quantification of the

aggressive interaction was developed an ethogram (see results). The locomotion rate

was quantified by the time that the animal moves around during each observation (Olla

et al., 1978; Sabate et al., 2008). To improve the analysis method, under each glass

bowl was placed a graph paper. In addition, we considered the type of motor activity:

Circular Swimming- the animal moves from one location to another in a circle; Linear

Swimming- the animal moves from one square to another in a straight line; Contact-

the animals touch each other during the locomotion; Ohm-(Ω) posture- the larvae

bends its body posture at different angles. Regard the cannibalism, it was estimated by

the frequency of aggressive interaction as described by Sabate et al. (2010), Sakakura

and Tsukamoto (2002) and Takeshita and Soyano (2009). We also considered the sum

of all aggressive interactions, with the exception of flight (Total Contest); Total motor

activity- sum of swimming and contact.

44

The hierarchical relationship between animals, in each group, was assessed by

a Dominance Index (DI) that corresponds, pro rata, to the number of attacks emitted

by each animal for the number of attacks emitted by the group (Boscolo et al., 2011).

The DI ranges from 0 to 1.0, and social positions were defined as: alpha (animal with

larger DI), beta (animal with intermediate DI) and gamma (animal with a lower DI).

2.4 General Procedures

After behavior recording, specimens (30 individuals / treatment) were killed by

excess anesthetic (eugenol 0.5%) and fixed in formalin at 4% for biometric

measurements: body weight (mg)- using analytical accuracy balance, and length

(mm)- using a graduated ictiometer (mm). We also have assessed the coefficient of

variation of total length and mass which allow us to evaluate the size uniformity within

each group, as performed by Leonardo et al. (2008) and Sabate et al. (2009).

Depending on the growth phase, animals were fed to satiation with live plankton (up

to 48 HAH) and inert commercial food (after 48 HAH), as described by Pedreira et al.

(2006).

2.5 Statistical analysis

Data were analyzed for outliers and then tested for normality by the Shapiro-

Wilk test (Zar 1999). According to data variance and distribution, biometric data (total

length and mass) were compared among treatments with one-way ANOVA (parametric

data) followed by the Tukey test for multiple comparisons; and the frequency of

aggressive interaction and motor activity were compared between periods of

observation by Kruskal-Wallis. It was considered α ≤ 0.05 statistically significant; all

analyzes were based on Zar (1999).

2.6 Ethics

45

This study was conducted according to the ethical principles adopted by the

Brazilian College of Animal Experimentation (COBEA) and was approved by the Ethical

Commission of Animal Experimentation of the UFAM, Manaus, AM, Brazil (protocol

035/2011).

3. Results

The eggs fertilization rate was 93% and the hatching rate was 88.7%. There

was a substantial increase of the total length and mass (one-way ANOVA, F > 1.72, P

< 0.0001; Fig. 1). Considering the coefficient of variation, there was no difference

between the observation periods (one-way ANOVA, F < 1.87, P > 0.14; Table 1).

Aggressive behavior and motor activity were described from an ethogram

(Table 2). The post-hatching stage have interfered at the total frequency of aggressive

interaction (total contest) of alpha, beta, gamma and group, being greater at 12 and 72

HAH and smaller at 36 HAH (Kruskal-Wallis, H < 52.80, P < 0.003; Fig. 2); This result

was also found for approach, nipping, threat, and flight for the group and for all social

rank (Kruskal-Wallis, H < 36.61, P < 0.000; Figure 2). In the other hand, the mouth

opening was not observed at 12 HAH, being most frequently at 36 HAH (Kruskal-

Wallis, H < 52.80, P < 0.000; Fig. 3). Chase, frontal display, and mouth fight were not

considered to quantify because its low frequency.

Higher locomotor rates (circular and linear swimming) have occurred at the

periods of 12 and 72 HAH for the group animals (Kruskal-Wallis, H < 52.80, P < 0.000;

Fig. 4). It was observed lower frequency of swimming, contact and total motor activity

at 36, 48 and 60 HAH (Kruskal-Wallis, H < 52.80, P < 0.001). Ω-Posture was observed

from 24 HAH and its top rate at 72 HAH (Kruskal-Wallis, H < 22.00, P < 0.003; Fig. 4).

4. Discussion

46

Eggs fertilization and hatching rates was similar to the values obtained by

Romagosa et al. (2001) who have observed rates, respectively of 95 and 85%,

remarking this way, that artificial reproduction was achieved properly. We have

observed a significant increase in mass and total length at each observation period,

similar to Leonardo et al. (2008). Also, the coefficient of variation have showed no

difference between treatments (HAH), indicating group homogeneity, an important

feature, since it is known that the intensity of aggressive behavior is related to the

predator size and to the heterogeneous growth of individuals in the same group

(Geffen, 2002; Ostrowski et al., 1996).

The agonistic events described at the ethogram are similar to that observed for

larvae of other species, such as B. orbinyanus (Maciel et al., 2010), Thunnus orientalis

(Sabate et al., 2010), Paralichthys olivaceus (Sakakura and Tsukamoto, 2002),

Tautoga onitis (Olla et al., 1978) and, with the exception of the approach, frontal

display, and mouth fight, which were not observed by the authors. According to

Pedreira et al. (2008) and Senhorini et al. (1998), aggressive behavior of matrinxã

begins in the larval stage, what actually happened in this study, in which we have

observed the onset of aggressive interactions at 12 HAH. The matrinxã begins to feed

at the end of the first day of life (Romagosa et al., 2001), however, the aggressive

interaction was observed 12 hours after hatching, a period when the larvae still have

lots of yolk, which indicates that cannibalism is not modulated by the feed, but can be

attributed to other factors, such as genetic variants and physical environmental

parameters.

Comparing the first 48 hours of larval development, the largest number of

aggressive interactions was observed between 12 and 24 HAH and have reflected in a

lower rate of survival at 36 HAH, as described by Bernardino et al. (1993) and Lopes et

al. (1995); what is expected because the aggressive behavior on early larval stages

47

cause injuries and stress which, in turn, may foment the pathogens’ action and thus an

increases mortality (Huntingford et al., 2006; Katavic et al., 1989).

During the 12 HAH period, was also observed higher frequency of swimming

and contact, what can be explained by the early development of body, great yolk

reserves, little control of locomotor activity (swimming vertical) and severe equilibrium

disability, as reported by Lopes et al. (1995). Moreover, this result can be considered

as a tactical dispersion to reduce predation at the initial stage, as described by Fuiman

and Magurran (1994) for Epinephelus septemfasciatus. However, there was no mouth

opening within 12 HAH, which can be explained by the fact that matrinxã larvae

present the epithelium deepening that lining the mouth only at 18 HAH (Sampaio

A.C.S., unpublished results).

The higher frequency of mouth opening was observed at 36 HAH, coinciding

with the decline of motor activity phase, due to the animal is directing more energy to

the constant jaw movement. This higher frequency of mouth opening contributes to the

strengthening of the jaw, because, according to Herbing (2001), this is an important

mechanism in the development of skeletal and muscular structures involved in the

capture of its food. Furthermore, suggests that the intense jaw movement precedes the

cannibalism, which may explain the increased aggressiveness observed at 72 HAH.

Contrary to what we observed in the first and the last observation periods, our

results have showed that frequency and duration of aggressive interactions, as well as

locomotion rates were lower during the 36 and 48 HAH period, suggesting that lower

motor activity reduces the probability of encounters between animals and therefore,

social interactions between group members (e.g. Almazán-Rueda et al., 2004). After

the 60 HAH, the animals have showed partial absorption of the yolk, swim bladder

inflated and swimming horizontally, features that points the juvenile development

(Lopes et al., 1995) and suggest greater control of swimming activity, which may

explain the higher locomotion rate and the increasing number of agonistic

48

interactions observed at 72 HAH. In addition, the increased motor activity is related to

defense of territory for juveniles of E. septemfasciatus (Sabate et al., 2009). Thus, we

may suggest that the higher motor activity observed at 72 HAH may have similar

function, since B. amazonicus also presents territorial behavior (Ferraz and Gomes,

2009).

The animals have showed no Ω- posture at 12 HAH, as described by Sabate et

al. (2008) to Paralichthys olivaceus and Verasper variegatus. It has presented this

behavior from 24 HAH, being the most frequently observed at 72 HAH. According to

Sakakura (2006), the higher frequency of Ω- posture is associated with increased

aggressiveness in larvae of P. olivaceus. Thus, our results have agreed with author

cited because there was a higher frequency of aggressive interaction and Ω- posture at

72 HAH for each animal and for the group. This study will provide guidance for fish

hatchery, since this stage for matrinxã farming has substantial boundaries at the

Amazon region (Atencio-García and Zaniboni-Filho 2006; Leonardo et al., 2008;

Pedreira et al., 2008).

5. Conclusions

The results of the present study emphasize the importance of understand the

fishes’ social behavior in order to propose strategies aiming at reducing cannibalism,

decrease mortality rates and contribute to the improvement of B. amazonicus farming.

Furthermore, the ethological knowledge allows implying about the possible causes and

effects of the biotic and abiotic handling on fishes’ agonistic behavior.

Acknowledgments

The authors thank J. Augusto Bida Neto and J. Cesário for the technical

support. This study was sponsored by DARPA (Desenvolvimento da Aquicultura e de

Recursos Pesqueiros da Amazônia) project.

49

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54

7. Figure captions

Fig. 1. Mean (±S.D.) of total length (mm) and mass (mg) for B. amazonicus in which

experimental condition. Letters indicate significant differences among observation

sessions (P < 0.000).

Fig. 2. Mean (±S.D.) frequency of aggressive interaction for alpha (A), beta (B),

gamma (C) fish, and group (D) in which observation sessions (hours after hatching).

Different letters indicate significant differences between periods (P < 0.003).

Fig. 3. Mean (±S.D.) frequency of mouth opening for alpha, beta, gamma fish, and

group in which observation sessions (hours after hatching). Different letters indicate

significant differences between periods (P < 0.000).

Fig. 4. Mean (±S.D.) frequency (A) and duration (B) of motor activity for group in

which experimental condition (HAH). Different letters indicate significant differences

between observation sessions (P < 0.003).

55

0

5

10

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

(mm

/mg)

total length mass

a a

b b

c bc c bd

d c d cd

56

Fre

qu

ency

of

agg

ress

ive

inte

ract

ion

. 2

0 m

in-1

0

30

60

Approach Nipping Threat Total contest Flight

freq

uenc

y of

agg

ress

ive

inte

ract

ion

. 20

min

-1

0

30

60

Approach Nipping Threat Total contest Flight

freq

uenc

y of

agg

ress

ive

inte

ract

ion

. 20

min

-1

0

30

60

Approach Nipping Threat Total contest Flight

freq

uenc

y of

agg

ress

ive

inte

ract

ion

. 20

min

-1

0

70

140

Approach Nipping Threat Total contest Flight

freq

uenc

y of

agg

ress

ive

inte

ract

ion

. 20

min

-1

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

A

B

C

D

a

b

c bc

c

bc b

ac c

a ac

c

b a

bd bc b bc

d

a

b

c bc

bc

a

a

bd

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b bd

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c cd

a b

a

bc c c

bc b

a

c

b

b

bc

a

a

bc

c c

bd

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a

b c bc

bc bc

ab bc

a a

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bd

c bc bc

d

a

cd

b

b bc

ad

ac ab

b bd

ad

c

a

b

c c

bc b ad

a

b bd

a

c

a

bd

c bc

bc

d

a

c

b

b bc

a

a

bd

c

bc

d

a

57

0

2000

4000

alpha beta gamma group

Freq

uen

cy .

20

min

-1

24 HAH 36 HAH 46 HAH 60 HAH 72 HAH12 HAH

a

bd

c

d

be ae a

b

c

b

a a

a

b

c

b

d ad a

b

c

b

d ad

58

0

900

1800

Circular swimming Linear swimming Total

Du

rati

on

. 2

0 m

in -1

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

0

320

640

Circularswimming

Linearswimming

Contact Total Ω-Posture

Freq

uen

cy .

20

min

-1

12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

a

b

c c cd

bd

a

bd

c

bc bc

d

a b

c c cd

d

a

b

c

c

c

b

a a a a a

b

A

59

Table 1. Coefficient of variation (mean ±S.D.) of total length and mass for B.

amazonicus in which experimental condition (one-way ANOVA, F < 1.87; P > 0.14).

Experimental

condition 12 HAH 24 HAH 36 HAH 48 HAH 60 HAH 72 HAH

Total length

(mm)

1.05 ± 0.59 0.96 ± 0.55 0.23 ± 0.52 0.41 ± 0.47 0.33 ± 0.45 0.19 ± 0.38

Mass (mg) 14.00 ± 5.80 9.25 ± 4.21 14.00 ± 6.61 15.62 ± 7.27 10.65 ± 4.16 13.81 ±3.65

HAH= hours after hatching

60

Table 2. Ethogram of agonistic behavior for Brycon amazonicus.

Agonistic event Description

Approach an animal swims towards the opponent, without threat or

physical contact.

Chase one fish follows the opponent that swims in opposite direction.

Flight the attacked or chased fish keeps away from the contest place.

Frontal display both fish approach frontally each other, but without physical

contact.

Mouth fight both fish approach frontally each other with their mouths opened

and bite the opponent’s mouth. Their mouths are kept tightly

together while one fish displaces the opponent backwards.

Mouth opening the larvae get stuck and performs opening and closing

movements of the jaw.

Nipping the aggressor swims towards the opponent and bites its body.

Threat the fish approaches the opponent, preparing for nipping, but its

opponent keeps away.