Biological rhythms and photoperiod in fish
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Veras, G. C. [1] ; Murgas, L. D.S. [2] ; Zangeronimo, M. G. [2] ; Oliveira, M. M. [2] ; Rosa, P. V. [2] ; Felizardo, V. O. [2]
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[1] Universidad Federal de Pará
Universidad Federal de Pará
Brasil
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[2] Universidade Federal de Lavras
Universidade Federal de Lavras
Brasil
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- Localización: Archivos de zootecnia, ISSN-e 1885-4494, ISSN 0004-0592, Vol. 62, Nº. 0, 2013, págs. 25-43
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Ritmos biológicos e fotoperíodo em peixes
- Enlaces
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Resumen
- English
Biological rhythms are defined as any event that repeats on a regular basis in an organism; they are cyclical events, synchronized by an environmental cue. When fish are submitted to the daily light/dark cycle of the photoperiod, they show a pattern of locomotor activity that can be classified as diurnal, nocturnal or crepuscular. This cycle of light/dark has been considered as one of the most important environmental factors which synchronize biological rhythms, particularly as a key factor for the rhythmic synchronization of activity in fish. The feed cycle also acts as a potent synchronizer on the control of locomotor activity. This is demonstrated by feed anticipation activity as a biological rhythm, i.e., the capacity with which fish can skillfully predict and anticipate the recurring event of regular feeding. These anticipatory responses to feeding probably work under an endogenous control, where fish need to optimize the capture of food as well as the digestive and metabolic processes required in order to concentrate the feed intake in a shorter period of time, thus improving the use of nutrients. The biological clock in fish is generally considered to be controlled by a multiphotorreceptor and multioscillator system in which pineal gland, brain and retina are the main structures involved in the photic signal transduction which establishes a circadian rhythm in fish. The coupling between these structures can vary between species and individuals according to physiological and environmental conditions, resulting in a plasticity of the circadian system in teleost fish. Manipulation of the photoperiod in order to enhance fish growth has become increasingly common in the production of several commercial species. The photoperiod, among other environmental factors, presents the greatest influence on the biological clock of fish, affecting weight gain, feed intake, feed efficiency, energy expenditure, locomotor activity, repro-duction, and other physiological parameters related to stress. Therefore, improving our knowledge on the physiology of biological rhythms is essential to optimize the production of fish.
- português
Os ritmos biológicos são definidos como qualquer evento que se repete de maneira regular em um organismo, sendo um evento cíclico caracterizado por um ambiente do qual o animal pode se adaptar. Os peixes, quando submetidos ao ciclo diário de luz/escuro do fotoperíodo demonstram um padrão de atividade locomotora que os podem classificar como diurnos, noturnos e crepusculares. Este ciclo de luz/escuro tem sido considerado um dos mais importantes fatores ambientais sincronizadores do ritmo biológico, sendo o fator chave para sincronização do ritmo de atividade em peixes. O ciclo alimentar também atua como um potente sincronizador sobre o controle da atividade locomotora. Este é demonstrado através da atividade alimentar antecipatória como ritmo biológico, isto é, a capacidade em que os peixes conseguem prever com habilidade e antecipar um recorrente evento que é a alimentação. Estas respostas antecipatórias à alimentação provavelmente funcionam sob um controle endógeno, onde os peixes precisam otimizar a captura do alimento, assim como os processos digestivos e metabólicos, para poder concentrar a ingestão de alimento em um menor intervalo de tempo, melhorando, portanto, a utilização dos nutrientes. O controle do relógio biológico em peixes é considerado como um multifotorreceptor e sistema multioscilador. A existência de um oscilador circadiano tem sido sugerida através da pineal, retina e o cérebro, estando estas estruturas envolvidas na transdução do sinal fótico para estabelecer um rítmo circadiano em peixes. O acoplamento entre essas estruturas pode variar em cada indivíduo de acordo com as condições fisiológicas e ambientais, resultando em uma plasticidade no sistema circadiano de peixes teleósteos. A manipulação do fotoperíodo com objetivo de aprimorar o crescimento dos peixes tem se tornado cada vez mais frequente dentro da produção de várias espécies de interesse comercial. O fotoperíodo, dentre outros fatores ambientais, é o que apresenta maior influência sobre o relógio biológico dos peixes ao afetar o ganho de peso, a ingestão de alimento, a eficiência alimentar, o gasto de energia, a atividade locomotora, a reprodução, bem como outros parâmetros fisiológicos relacionados ao estresse. Portanto, o controle e o conhecimento fisiológico deste ritmo biológico torna-se fundamental para otimização da produção de peixes.
- English
