Behavioural responses and biochemical correlates in Solea solea to gradual hypoxic exposure

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Abstract

The common sole, Solea solea, a benthic flatfish, is frequently exposed to environmental hypoxic conditions. A succession of behavioural responses to oxygen depletion can be observed. Under moderate hypoxia (80–20% air saturation) the fish reduce spontaneous activity and the scope for activity is lowered. At the onset of anaerobic metabolism (at 20% air saturation) the fish lie still on the bottom, but with increasing severity of hypoxia they start bending the body so as to lift the mouth above the bottom and to reach water layers with higher oxygen concentrations. Between 20 and 6% air saturation, the sole applies two different metabolic strategies: (i) it activates anaerobic metabolism and (ii) it depresses its metabolism below standard metabolic rate. At 5% air saturation or lower the fish swim up with burst- and panic-like movements and lose balance and swim in an uncoordinated manner (below 3%), finally remaining paralysed at the bottom. The correlation of behavioural and metabolic responses clearly shows that under unfavourable oxygen conditions, escape behaviour and burst activity are induced as a last response when other energy-saving alternatives (anaerobic metabolism and metabolic depression) seem to become insufficient.

La Sole commune, Solea solea, un poisson plat benthique, est fréquemment exposée à des conditions hypoxiques dans son milieu, ce qui donne lieu à une série de comportements en réaction à la diminution d'oxygène. En réponse à une hypoxie modérée (saturation en air de 80–20%), les poissons réduisent leur activité spontanée et leur rayon d'activité est également réduit. Au déclenchement du métabolisme anaérobie (saturation en air de 20%), les poissons s'immobilisent sur le substrat mais, à mesure que l'hypoxie augmente, leur corps se plie de façon à ce que leur bouche cherche à atteindre des niveaux d'eau où les concentrations d'oxygène sont plus élevées. Entre 20 et 6%, les soles adoptent deux stratégies métaboliques différentes: (i) elles activent leur métabolisme anaérobie et (ii) elles baissent leur métabolisme jusqu'à un taux inférieur au taux de métabolisme de base. À 5% ou moins, les poissons, comme pris de panique, nagent vers la surface par mouvements saccadés, perdent leur équilibre et nagent de façon erratique (sous 3%) et finalement restent paralysés sur le substrat. La corrélation entre les réactions comportementales et métaboliques indique clairement que, dans des conditions pauvres en oxygène, la fuite et la nage saccadée sont des réactions de dernier recours adoptées à partir du moment où les solutions de rechange propres à économiser l'énergie (métabolisme anaérobie et baisse du taux de métabolisme) deviennent insuffisantes.

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