How does learning about the spatial environment modulate the defensive responses of Drosophila Melanogaster?

Dissertação de Mestrado apresentada no ISPA – Instituto Universitário Para obtenção de grau de Mestre na especialidade de Neurociências Cognitivas e ComportamentaisA capacidade de percepcionar e de responder a ameaças iminentes é crucial para assegurar a sobrivência dos animais e a prepetuação das espécies. Notavelmente, sabe-se muito pouco sobre como é que os animais selecionam comportamentos defensivos especificos (e.g. freeze vs fuga) e sobre como é que certas variáveis, tais como a familiaridade com o contexto espacial, modulam estas decisões. Para estudar como é que a familiaridade com o contexto afecta a selecção dos comportamentos de defesa, apresentámos, a moscas da fruta, um estímulo designado de looming – uma sombra que se expande mimetizando um objecto de grandes dimensões em rota de colisão – num ambiente onde a fuga não era possível. Nestas condições, as moscas tipicamente correm or freezam. Deste modo, hipotetizámos que o nível de familiaridade com o contexto pode ter um impacto na seleção dos comportamentos de defesa. Para testar isto, analizámos os comportamentos defensivos da D. melanogaster exposta aos loomings num ambiente inescapável enquanto manipulávamos a expressão de genes relacionados com a memória e com a aprendizagem (rutabaga, foraging e S6KII). Os nossos resultados mostraram que moscas com uma expressão diminuída ou aumentada destes genes, adoptam estratégias de defesa diferentes quando comparadas com os controlos. As primeiras freezam menos enquanto que as segundas freezam mais, o que sugere que a capacidade de aprender e memorizar características específicas do contexto é importante para a seleção dos comportamentos de defesa. Esta descoberta suporta a hipótese de que a aprendizagem durante o período de exploração do ambiente onde o animal se encontra tem um papel importante na seleção de respostas de defesa e identifica 3 genes que estão, muito provavelmente, envolvidos neste processo, aumentanto assim o nosso conhecimento sobre como é que a familiaridade relativa ao contexto contribui para uma seleção adaptativa de estratégias defensivas.The ability to perceive and respond to imminent threats is crucial to assure animal survival and species perpetuation. Remarkably, very little is known about how animals select particular defensive behaviors (e.g. freeze vs. flight) and how specific variables, such as spatial context familiarity, modulate these decisions. To study how context familiarity affects the selection of defensive behaviors we exposed fruit flies to a looming stimulus – an expanding shadow mimicking a large object on collision course – in an inescapable environment. In such conditions, flies will typically run or freeze. Importantly, depending on the time they have to explore their spatial context, different strategies are adopted such that the longer the exploration, the more they freeze. Therefore, we hypothesized that the level of familiarity with the context may impact defensive behavior selection. To test this, we analyzed the defensive behaviors of D. melanogaster exposed to inescapable looming while manipulating the expression of memory and learning genes (rutabaga, foraging and S6KII). Our results show that flies with reduced or increased expression of these genes, adopt different defensive strategies when compared to controls. The former freeze less while the latter freeze more, suggesting that the ability to learn and memorize specific context features is important for defensive behavior selection. These finding lend further support to the hypothesis that learning during environment exploration plays an important role in the selection of defensive responses, and identifies 3 genes which are likely to be involved in that process, thereby increasing our understanding about how spatial environment familiarity contributes to the adaptive selection of defensive strategies

Characterisation of microbial attack on archaeological bone

As part of an EU funded project to investigate the factors influencing bone preservation in the archaeological record, more than 250 bones from 41 archaeological sites in five countries spanning four climatic regions were studied for diagenetic alteration. Sites were selected to cover a range of environmental conditions and archaeological contexts. Microscopic and physical (mercury intrusion porosimetry) analyses of these bones revealed that the majority (68%) had suffered microbial attack. Furthermore, significant differences were found between animal and human bone in both the state of preservation and the type of microbial attack present. These differences in preservation might result from differences in early taphonomy of the bones. © 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved