Speed-cohesion trade-offs in collective decision making in ants and the concept of precision in animal behaviour

In decision making, speed-accuracy trade-offs are well known and often inevitable because accuracy depends on being well informed and gathering information takes time. However, trade-offs between speed and cohesion, that is the degree to which a group remains together as a single entity, as a result of their decision making, have been comparatively neglected. We combine theory and experimentation to show that in decision-making systems, speed-cohesion trade-offs are a natural complement to speed-accuracy trade-offs and are therefore of general importance. We then analyse the decision performance of 32 rock ant, Temnothorax albipennis, colonies in experiments in which accuracy of collective decision making was held constant, but time urgency varied. These experiments reveal for the first time an adaptive speed-cohesion trade-off in collective decision making and how this is achieved. In accord with different time constraints, colonies can decide quickly, at the cost of social unity, or they can decide slowly with much greater cohesion. We discuss the similarity between cohesion and the term precision as used in statistics and engineering. This emphasizes the generality of speed versus cohesion/precision trade-offs in decision making and decision implementation in other fields within animal behaviour such as sexually selected motor displays and even certain aspects of birdsong. We also suggest that speed versus precision trade-offs may occur when individuals within a group need to synchronize their activity, and in collective navigation, cooperative hunting and in certain escape behaviours.

Iowa Animal Industry News, 2016, Vol. 17, no. 1

Newsletter produced by Department of Agriculture and Land Stewardship about the animal industry in Iowa. Previously titled Animal Industry News.

Desempenho animal e características de pasto de capim-xaraés sob diferentes intensidades de pastejo, durante o período das águas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o valor nutritivo, a estrutura do dossel, a ingestão de forragem e a produção animal em pastos de capim-xaraés (Urochloa brizantha cv. Xaraés), manejados a 15, 30 e 45 cm de altura, sob lotação contínua, durante o período das águas. Mensalmente, foram realizadas amostragens para estimar as características dos pastos e determinar o peso dos animais. A produção de forragem decresceu com o aumento da intensidade de pastejo; no entanto, o pasto com 15 cm de altura apresentou o maior valor nutritivo. O consumo de matéria seca foi menor no pasto com 15 cm (1,89% peso vivo - PV) do que nos com 30 cm (2,26% PV) e 45 cm (2,34% PV). O ganho médio diário foi semelhante entre as diferentes alturas de manejo, em média, 730 g por novilho. As taxas de lotação foram menores para os pastos com 45 cm (2,0 UA ha-1) e 30 cm (2,5 UA ha-1) do que para o com 15 cm (3,5 UA ha-1). Houve maior ganho por área no pasto com 15 cm (678 kg ha-1) do que no com 45 cm (324 kg ha-1).

Ganho de peso e produtividade animal em capim-marandu sob pastejo rotativo e adubação nitrogenada

O objetivo deste trabalho foi avaliar metas de manejo para capim-marandu (Urochloa brizantha cv. Marandu) submetido a pastejo rotativo e a doses de nitrogênio, de janeiro de 2009 a abril de 2010. Os tratamentos consistiram da combinação de duas frequências de pastejo (altura pré-pastejo de 25 e 35 cm) e de duas doses de fertilizante nitrogenado (50 e 200 kg ha-1 por ano) em delineamento de blocos ao acaso com arranjo fatorial 2x2 e quatro repetições. A altura de pós-pastejo estipulada foi de 15 cm. Maiores valores de ganho de peso médio por animal por dia (0,629 e 0,511 kg dia-1) e por hectare (886 e 674 kg ha-1), bem como de taxa de lotação (3,13 e 2,85 UA ha-1), foram observados nos pastos manejados com altura pré-pastejo de 25 cm. A aplicação de 200 kg ha-1 de N resultou em aumentos na percentagem de folhas na massa de forragem pós-pastejo, nas taxas de acúmulo de forragem, na taxa de lotação e no ganho de peso por área. A mais adequada estratégia de manejo corresponde à altura pré-pastejo de 25 cm, independentemente da dose de nitrogênio utilizada.

Dual-purpose wheat grain and animal production under different grazing periods

The objective of this work was to evaluate the influence of different grazing periods on beef animal production and on wheat forage and grain yield. The experiment was carried out in Pato Branco, PR, Brazil. Six grazing periods were evaluated (0, 21, 42, 63, 84, and 105 days) on dual-purpose wheat cultivar BRS Tarumã. Purunã steers, with average live weight of 162 kg and ten months of age, were kept under continuous grazing using a variable stocking rate, in order to maintain the established sward height of 25 cm. Greater increases in total animal gain (TAG) occurred with longer grazing periods. However, there was little increase after 63 days (490 kg ha-1), and TAG decreased from 552 to 448 kg ha-1 between 84 and 105 days. Grain yield decreased from 2,830 to 610 kg ha-1 when the grazing period increased from 0 to 105 days, but there was little change after 63 days (750 kg ha-1). Cultivar BRS Tarumã shows excellent animal production potential, and the decision on how long wheat pastures should be grazed must be based on relative prices of grain and livestock.

Aptidões de genótipos de batata-doce para consumo humano, produção de etanol e alimentação animal

O objetivo deste trabalho foi identificar a aptidão de genótipos de batata-doce (Ipomoea batatas) para consumo humano, produção de etanol e alimentação animal, por meio de índices de aptidão. Os índices de aptidão corresponderam às médias dos valores das variáveis padronizadas para 16 características de interesse, ponderadas por pesos atribuídos a cada característica, conforme a aptidão avaliada. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com duas repetições e 39 genótipos: 36 acessos da coleção de germoplasma da Universidade Federal de Lavras e três cultivares comerciais (Palmas, Brazlândia-Branca e Brazlândia-Rosada). Oito genótipos foram considerados aptos à produção de etanol, 11 à alimentação animal e 11 ao consumo humano, incluindo as cultivares Palmas e Brazlândia-Branca. Os acessos UFLA07-12, UFLA07-31, UFLA07-43, UFLA07-49 e UFLA07-53 apresentaram aptidão para produção de etanol, alimentação animal e consumo humano. O índice de seleção é eficiente para estabelecer aptidões para genótipos de batata-doce.

Post coitum, animal triste : Animals tristos, de Jordi Puntí: una lectura

Aquest treball proposa un estudi del recull de contes de Jordi Puntí, Animals tristos, des d'una directriu bàsica: el plantejament teòric sobre la fragilitat dels vincles humans de la postmodernitat postulat pel sociòleg Zygmunt Bauman en la seva obra Amor líquido. Acerca de la fragilidad de los vínculos humanos. Així, l'objectiu de l'estudi és demostrar que els personatges d'Animals tristos són un reflex de la societat urbana actual i de la naturalesa canviant en les relacions de parella de principis del s. XXI que descriu Bauman. D'aquesta forma, l'anàlisi de l'obra de Puntí, especialment dels seus personatges, és realitzada a través d'un marc teòric de naturalesa sociològica.

Ultrastructural analysis of neuronal plasticity in the adult mouse

ABSTRACT Adult neuronal plasticity is a term that corresponds to a set of biological mechanisms allowing a neuronal circuit to respond and adapt to modifications of the received inputs. Mystacial whiskers of the mouse are the starting point of a major sensory pathway that provides the animal with information from its immediate environment. Through whisking, information is gathered that allows the animal to orientate itself and to recognize objects. This sensory system is crucial for nocturnal behaviour during which vision is not of much use. Sensory information of the whiskers are sent via brainstem and thalamus to the primary somatosensory area (S1) of the cerebral cortex in a strictly topological manner. Cell bodies in the layer N of S 1 are arranged in ring forming structures called barrels. As such, each barrel corresponds to the cortical representation in layer IV of a single whisker follicle. This histological feature allows to identify with uttermost precision the part of the cortex devoted to a given whisker and to study modifications induced by different experimental conditions. The condition used in the studies of my thesis is the passive stimulation of one whisker in the adult mouse for a period of 24 hours. It is performed by glueing a piece of metal on one whisker and placing the awake animal in a cage surrounded by an electromagnetic coil that generates magnetic field burst inducing whisker movement at a given frequency during 24 hours. I analysed the ultrastructure of the barrel corresponding the stimulated whisker using serial sections electron microscopy and computer-based three-dimensional reconstructions; analysis of neighbouring, unstimulated barrels as well as those from unstimulated mice served as control. The following elements were structurally analyzed: the spiny dendrites, the axons of excitatory as well as inhibitory cells, their connections via synapses and the astrocytic processes. The density of synapses and spines is upregulated in a barrel corresponding to a stimulated whisker. This upregulation is absent in the BDNF heterozygote mice, indicating that a certain level of activity-dependent released BDNF is required for synaptogenesis in the adult cerebral cortex. Synpaptogenesis is correlated with a modification of the astrocytes that place themselves in closer vicinity of the excitatory synapses on spines. Biochemical analysis revealed that the astrocytes upregulate the expression of transporters by which they internalise glutamate, the neurotransmitter responsible for the excitatory response of cortical neurons. In the final part of my thesis, I show that synaptogenesis in the stimulated barrel is due to the increase in the size of excitatory axonal boutons that become more frequently multisynaptic, whereas the inhibitory axons do not change their morphology but form more synapses with spines apposed to them. Taken together, my thesis demonstrates that all the cellular elements present in the neuronal tissue of the adult brain contribute to activity-dependent cortical plasticity and form part of a mechanism by which the animal responds to a modified sensory experience. Throughout life, the neuronal circuit keeps the faculty to adapt its function. These adaptations are partially transitory but some aspects remain and could be the structural basis of a memory trace in the cortical circuit. RESUME La plasticité neuronale chez l'adulte désigne un ensemble de mécanismes biologiques qui permettent aux circuits neuronaux de répondre et de s'adapter aux modifications des stimulations reçues. Les vibrisses des souris sont un système crucial fournissant des informations sensorielles au sujet de l'environnement de l'animal. L'information sensorielle collectée par les vibrisses est envoyée via le tronc cérébral et le thalamus à l'aire sensorielle primaire (S 1) du cortex cérébral en respectant strictement la somatotopie. Les corps cellulaires dans la couche IV de S 1 sont organisés en anneaux délimitant des structures nommées tonneaux. Chaque tonneau reçoit l'information d'une seule vibrisse et l'arrangement des tonneaux dans le cortex correspond à l'arrangement des vibrisses sur le museau de la souris. Cette particularité histologique permet de sélectionner avec certitude la partie du cortex dévolue à une vibrisse et de l'étudier dans diverses conditions. Le paradigme expérimental utilisé dans cette thèse est la stimulation passive d'une seule vibrisse durant 24 heures. Pour ce faire, un petit morceau de métal est collé sur une vibrisse et la souris est placée dans une cage entourée d'une bobine électromagnétique générant un champ qui fait vibrer le morceau de métal durant 24 heures. Nous analysons l'ultrastructure du cortex cérébral à l'aide de la microscopie électronique et des coupes sériées permettant la reconstruction tridimensionnelle à l'aide de logiciels informatiques. Nous observons les modifications des structures présentes : les dendrites épineuses, les axones des cellules excitatrices et inhibitrices, leurs connections par des synapses et les astrocytes. Le nombre de synapses et d'épines est augmenté dans un tonneau correspondant à une vibrisse stimulée 24 heures. Basé sur cela, nous montrons dans ces travaux que cette réponse n'est pas observée dans des souris hétérozygotes BDNF+/-. Cette neurotrophine sécrétée en fonction de l'activité neuronale est donc nécessaire pour la synaptogenèse. La synaptogenèse est accompagnée d'une modification des astrocytes qui se rapprochent des synapses excitatrices au niveau des épines dendritiques. Ils expriment également plus de transporteurs chargés d'internaliser le glutamate, le neurotransmetteur responsable de la réponse excitatrice des neurones. Nous montrons aussi que les axones excitateurs deviennent plus larges et forment plus de boutons multi-synaptiques à la suite de la stimulation tandis que les axones inhibiteurs ne changent pas de morphologie mais forment plus de synapses avec des épines apposées à leur membrane. Tous les éléments analysés dans le cerveau adulte ont maintenu la capacité de réagir aux modifications de l'activité neuronale et répondent aux modifications de l'activité permettant une constante adaptation à de nouveaux environnements durant la vie. Les circuits neuronaux gardent la capacité de créer de nouvelles synapses. Ces adaptations peuvent être des réponses transitoires aux stimuli mais peuvent aussi laisser une trace mnésique dans les circuits.

Desempenho animal e características de pastos de capim-piatã submetidos a diferentes intensidades de pastejo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o valor nutritivo, a estrutura do dossel e a produção animal de novilhos em pastos de capim-piatã (Urochloa brizantha, cultivar Piatã), manejados a 15, 30 e 45 cm de altura, sob lotação contínua. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com duas repetições e três alturas. As alturas dos pastos foram monitoradas duas vezes por semana, e as taxas de lotação ajustadas. Mensalmente, os pastos foram amostrados e os animais foram pesados. Não houve diferença no valor nutritivo dos pastos manejados com diferentes alturas. Os ganhos médios diários de 650 g por novilho foram semelhantes entre as diferentes alturas de manejo. A taxa de lotação foi menor para o pasto com 45 cm (2,4 UA ha-1), intermediária para o de 30 cm (3,1 UA ha-1) e maior para o manejado com 15 cm (3,8 UA ha-1), o que resultou em maior ganho por área dos pastos manejados com 15 cm (1.050 kg ha-1) e 30 cm (910 kg ha-1) de altura, quando comparados ao manejado a 45 cm (635 kg ha-1). O capim-piatã apresenta grande flexibilidade de manejo sob lotação contínua e pode ser manejado entre 15 e 45 cm de altura.

Digestibilidad aparente de ingredientes de origen vegetal y animal en la cachama

El objetivo de esta investigación fue evaluar los coeficientes de digestibilidad aparente de materia seca (MS), proteína y energía de alimentos de origen animal y vegetal, utilizados en raciones para cachama (Piaractus brachypomus). Fueron formuladas 15 dietas experimentales, compuestas por 69,5% de una dieta referencia semipurificada, 0,5% de óxido de cromo y 30% del ingrediente a evaluar. En cada experimento, fueron utilizados 90 peces que se alimentaron durante cinco días con la correspondiente dieta; al quinto día, los animales fueron trasladados a tanques cónicos para recolección de heces. Los coeficientes de digestibilidad aparente (CDA) de proteína variaron de 92,1 a 84,7% entre los ingredientes proteicos de origen vegetal, de 85,0 a 68,5% en los proteicos de origen animal, y de 83,7 a 57,6% entre los de origen vegetal con baja proteína. Los CDA de energía de torta de soya, gluten de maíz, harina de yuca integral y de todos los ingredientes de origen animal arrojaron valores superiores a 76%. Los máximos CDA de MS variaron entre 71 y 78% y fueron observados en gluten, harina de yuca y en los ingredientes de origen animal. La cachama tiene alta capacidad para aprovechar eficientemente ingredientes de origen animal y vegetal.

Consumo de forragem e desempenho animal em cultivares de Urochloa humidicola sob lotação contínua

O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de forragem, a estrutura do dossel, o valor nutritivo, o consumo de forragem e a produção animal, em pastos de Urochloa humidicola sob lotação contínua. As cultivares BRS Tupi e Comum foram avaliadas durante os períodos de seca e das águas (julho de 2011 a agosto de 2012), em delineamento experimental de blocos ao acaso, com dois tratamentos e seis repetições. Mensalmente, os animais foram pesados e os pastos amostrados para a determinação de: taxa de acúmulo de forragem (TAF); massa de forragem; percentagens de folha (PF), colmo e material morto (PM); e valor nutritivo. O consumo de matéria seca (CMS) foi determinado uma vez a cada período. 'BRS Tupi' apresentou maiores TAF e PF e menor PM do que a 'Comum', durante o período das águas. O valor nutritivo, o CMS e o ganho médio diário foram semelhantes entre as duas cultivares. O conteúdo de proteína bruta da forragem - 6,0 e 5,0%, respectivamente, para os períodos das águas e seco - foi o principal fator limitante ao CMS. 'BRS Tupi' recebeu maior taxa de lotação e, consequentemente, possibilitou maior ganho de peso vivo por área (192 kg ha-1 por ano) do que a 'Comum' (126 kg ha-1 por ano). A 'BRS Tupi' é uma boa alternativa para a diversificação de pastagens em solos de baixa fertilidade sujeitos a alagamento temporário.