Monochromatic blue light entrains diel activity cycles in the Norway lobster, Nephrops norvegicus (L.) as measured by automated video-image analysis | La luz monocromática azul encarrila el ritmo de actividad en la cigala, Nephrops norvegicus (L.) como medido a través del análisis automatizado de videos digitales

11 pages, 5 figures, 1 table.-- Published online 1 Sept. 2009.

[EN] There is growing interest in developing automated, non-invasive techniques for long-lasting, laboratory-based monitoring of behaviour in organisms from deep-water continental margins which are of ecological and commercial importance. We monitored the burrow emergence rhythms in the Norway lobster, Nephrops norvegicus, which included: a) characterising the regulation of behavioural activity outside the burrow under monochromatic blue light-darkness (LD) cycles of 0.1 lx, recreating slope photic conditions (i.e. 200-300 m depth) and constant darkness (DD), which is necessary for the study of the circadian system; b) testing the performance of a newly designed digital video-image analysis system for tracking locomotor activity. We used infrared USB web cameras and customised software (in Matlab 7.1) to acquire and process digital frames of eight animals at a rate of one frame per minute under consecutive photoperiod stages for nine days each: LD, DD, and LD (subdivided into two stages, LD1 and LD2, for analysis purposes). The automated analysis allowed the production of time series of locomotor activity based on movements of the animals’ centroids. Data were studied with periodogram, waveform, and Fourier analyses. For the first time, we report robust diurnal burrow emergence rhythms during the LD period, which became weak in DD. Our results fit with field data accounting for midday peaks in catches at the depth of slopes. The comparison of the present locomotor pattern with those recorded at different light intensities clarifies the regulation of the clock of N. norvegicus at different depths.

[ES] Existe un interés creciente en el desarrollo de técnicas automatizadas y no invasivas para el seguimiento a largo plazo y en condiciones de laboratorio de la actividad conductual en organismos que habitan los márgenes continentales. En este trabajo, hemos hecho un seguimiento de los ritmos de emergencia de la madriguera en la cigala, Nephrops norvegicus, incluyendo: a) la caracterización de la respuesta locomotora bajo ciclos de luz-oscuridad (LO; 480 nm) de 0.1 lx, recreando las condiciones fóticas del talud (200-300 m de profundidad), y bajo condiciones de oscuridad constante (OO), necesarias para la caracterización del sistema circadiano; b) la puesta a punto de un sistema novedoso de análisis digital de video para el seguimiento de la actividad locomotora. Se emplearon cámaras web con transmisión USB y un software diseñado en Matlab 7.1, para la adquisición y el procesamiento de imágenes de ocho animales con un muestreo de un cuadro por minuto, a lo largo de etapas consecutivas: LO, OO, y LO (9 días cada etapa; LO final denominados LO1 y LO2 para el análisis). Se generaron automáticamente series temporales de actividad locomotora basadas en el cálculo del centroide de los animales y su desplazamiento. Por primera vez se detectó la presencia de robustos ritmos diurnos de emergencia de la madriguera en LO, que se debilitan en condiciones de OO. Estos resultados se corresponden con los obtenidos en el campo, considerando que los picos de captura ocurren al mediodía en las profundidades del talud (400-430 m). La comparación de los patrones locomotores obtenidos en este trabajo con aquellos registrados bajo diferentes intensidades lumínicas, clarifica aspectos de la regulación del sistema circadiano de N. norvegicus en diferentes profundidades.

This work was financed by the NORIT project (CTM20055-02034/MAR) funded by the Spanish Ministry of Education (CYCT, MEC). Jacopo Aguzzi is a Postdoctoral Fellow of the “Juan de la Cierva” Programme (Education and Science Ministry-MEC, Spain).

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