Mestrado em Biologia AplicadaO Sucesso reprodutivo dos machos territoriais do xarroco dependem da sua
capacidade vocal. Para a produção de vocalizações são utilizados músculos
sónicos intrínsecos à parede da bexiga-natatória, cuja frequência de contração
pode atingir valores superiores a 100 Hz e são por isso conhecidos como os
músculos mais rápidos entre todos os vertebrados. Com este estudo pretendese
averiguar se a capacidade fisiológica de produção de som é diferente no
inverno e na época reprodutiva, assim como entre juvenis e adultos. Para este
efeito estimulámos o nervo sónico de indivíduos jovens e adultos, no inverno e
na época reprodutiva, com uma sequência de sirenes artificiais simulando a
frequência, duração e taxa de vocalizações naturais. O movimento de
contração do músculo sónico foi registado recorrendo a um transdutor de força
e, simultaneamente foi registado o som produzido. Esperávamos que machos
adultos de verão produzissem sons de maior amplitude e fossem mais
resistentes à fadiga do que machos adultos de Inverno. Não esperávamos
encontrar estas diferenças sazonais em juvenis pré-reprodutivos. No entanto,
esperávamos que machos juvenis no geral produzissem sons de menor
amplitude e fossem menos resistentes à fadiga. Em paralelo à estimulação do
nervo sónico para produção de som, foi realizada a caracterização histológica
e histoquímica das fibras do músculo sónico para cada um destes grupos de
modo a procurar eventuais diferenças estruturais que justificassem as
diferenças esperadas. Machos de verão, tanto adultos como juvenis
demonstraram ter uma melhor performance vocal em termos amplitude de
som. A fadiga muscular parece não variar com a estação do ano mas é, no
entanto, mais acentuada em juvenis. Os resultados referentes ao movimento
de contração do músculo sónico mostram que, para além da contração rápida
correspondente à frequência de estimulação, este músculo apresenta uma
contração lenta e sustida não descrita para outras espécies deste género. Os
cortes histológicos apresentam uma distribuição heterogénea das fibras.
Machos de verão apresentam mais sarcoplasma na época reprodutiva que os
indivíduos de inverno, fêmeas e juvenis. Machos de inverno e verão
apresentam fibras de maior diâmetro que juvenis. As fibras do músculo sónico
têm uma forma poligonal e um centro de sarcoplasma rodeado de miofibrilhas.
A presença de fibras em remodelação e possível divisão em xarrocos adultos
nunca tinha sido descrita nesta espécie. Machos adultos de inverno, assim
como machos adultos de verão que não apresentam uma alta taxa de
vocalizações naturais, aparentam ter fibras mais lentas que machos adultos de
verão com grande performance vocal. Não foi possível determinar o
mecanismo responsável pela contração lenta e sustida do músculo sónico. No
entanto, postulamos que este fenómeno terá um papel importante na
ampliação e radiação do som produzido.Male territorial Lusitanian toadfish depend on their vocal capability for
reproductive success. Sound is produced by a pair of sonic muscles intrinsic to
the swimbladder walls, which contract as fast as 100Hz. and are therefore
considerate to be among the fastest muscles in vertebrates. In this study we
aimed to investigate if the physiological ability for sound production is different
in the winter and in the breeding season, as well as in juveniles and adults. In
that vein we have stimulated the sonic nerve of both adults and juveniles,
during the winter and breading season, with sequences of artificial boatwhistles
simulating the frequency, duration and rate of natural calls. The sonic muscle
contraction movement was recorded using a force transducer. Simultaneously,
we have recorded the produced sound. We expected that the breading adult
males would be able to produce sound of higher amplitude and to be more
resistant to fatigue then the non reproductive winter adult males, however we
didn’t expect to find seasonal differences in pre-reproductive juveniles males.
However, it was expected for juvenile males to produce sounds of lower
amplitude and to be less resistant to fatigue than adult males in general. We
have also examined the histology and histochemistry of sonic muscle fibers to
search for eventual morphological differences between these groups in order to
justify the expected differences in physiological ability for muscle contractions.
Summer males, both adults and juveniles, showed a better performance in
terms of a higher sound amplitude. The muscle fatigue didn’t seem to change
between seasons but is more pronounced in juveniles than adults. The
contraction movement of the sonic muscle results shows the expected fast
contractions that follow the stimulation frequency and also a slow and
sustained contraction that hasn’t been described in any other toadfish specie.
Histological sections of the sonic muscle show fibers that are arranged in
several orientations. Summer males sonic muscle fibers have higher
sarcoplasm area than winter individuals, females and juveniles. Winter and
summer males showed a larger sonic muscle fibers diameter than juveniles.
The fibers were found to have a polygonal shape and a central core of
sarcoplasm surrounded by myofibrils. The presence of remodeling and possible
division fibers in sonic muscle in adult males has never been described in this
species. The sonic muscle of both winter and summer adult males that did not
vocalize at high rates in a natural environment presented slower fibers than
summer adult males that were previously found to be strongly vocal. It was not
possible to determinate the mechanism responsible for the slow and sustained
contraction of the sonic muscle but we postulate that this phenomenon has an
important role in sound amplitude and radiation
