Dissimilar behavioral and spatial avoidance responses by shrimps from tropical and temperate environments exposed to copper

Abstract

Behavioral changes associated with exposure to pollutants represent the earliest response for organisms confronted by perceivable chemical signals. This study was carried out with the objective of evaluating behavioral responses associated with different scenarios of exposure to pollutants (non-forced vs forced) in two shrimp species (Penaeus vannamei and Palaemon varians), representative of different latitudes and using copper as a model contaminant. The effects on locomotion were evaluated by exposing the shrimps to a range of copper concentrations (0, 0.5, 5, 50, and 250 µg/L) in the forced scenario. After exposure, the movement patterns for each shrimp were recorded and used to estimate changes in the shrimps’ locomotion. For the non-forced scenario, the avoidance response was assessed by placing shrimps in a multi-compartment system where they were able to move freely along a gradient of copper (0, 0.5, 5, 50, and 250 µg/L). In terms of locomotion, an opposite trend was observed between the species: movements were significantly reduced in P. varians with concentrations above 50 µg/L, while hyperactivity was observed for P. vannamei. When exposed to a gradient of copper in the multi-compartment system, both species significantly avoided the highest concentrations of copper, although the repellence of copper was stronger for P. vannamei. In summary, both species of shrimps were able to recognize and avoid copper; however, in terms of locomotion, they showed an opposite behavioral reaction. These results show that a contamination event can have different behavioral outcomes depending on the species and complementing forced and non-forced exposure with species-specific information can be helpful to characterize and predict the effects of contaminants at higher biological levels.Los cambios de comportamiento asociados a la exposición a contaminantes representan la respuesta más temprana de los organismos que se enfrentan a señales químicas perceptibles. Este estudio se llevó a cabo con el objetivo de evaluar las respuestas conductuales asociadas a diferentes escenarios de exposición a contaminantes (no forzada vs forzada) en dos especies de camarón (Penaeus vannamei y Palaemon varians), representativas de diferentes latitudes y utilizando el cobre como contaminante modelo. Los efectos sobre la locomoción se evaluaron exponiendo a los camarones a un rango de concentraciones de cobre (0, 0,5, 5, 50 y 250 µg/L) en el escenario forzado. Tras la exposición, se registraron los patrones de movimiento de cada camarón y se utilizaron para estimar los cambios en la locomoción de los camarones. En el escenario no forzado, la respuesta de evitación se evaluó colocando a las gambas en un sistema de compartimentos múltiples en el que podían moverse libremente a lo largo de un gradiente de cobre (0, 0,5, 5, 50 y 250 µg/L). En cuanto a la locomoción, se observó una tendencia opuesta entre las especies: los movimientos se redujeron significativamente en P. varians con concentraciones superiores a 50 µg/L, mientras que en P. vannamei se observó hiperactividad. Cuando se expusieron a un gradiente de cobre en el sistema multicompartimental, ambas especies evitaron significativamente las concentraciones más altas de cobre, aunque la repelencia del cobre fue mayor para P. vannamei. En resumen, ambas especies de camarones fueron capaces de reconocer y evitar el cobre; sin embargo, en términos de locomoción, mostraron una reacción conductual opuesta. Estos resultados muestran que un evento de contaminación puede tener diferentes resultados conductuales dependiendo de la especie y complementar la exposición forzada y no forzada con información específica de la especie puede ser útil para caracterizar y predecir los efectos de los contaminantes a niveles biológicos superiores.