A test of absolute photorefractoriness and photo-induced neural plasticity of song-control regions in black-capped chickadees (Poecile atricapillus)

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Abstract:

We tested whether male and female black-capped chickadees, Poecile atricapillus (L., 1766), were absolutely photorefractory according to Hamner's (1968) criteria of (i) spontaneous regression of gonads during prolonged long-day exposure and (ii) no subsequent recrudescence of gonads in response to constant light. We initially exposed black-capped chickadees to constant long-day photoperiods. Gonads regressed spontaneously, demonstrating that the birds met Hamner's first criterion for absolute photorefractoriness. Once their gonads fully regressed and the birds were in advanced prebasic moult, we exposed them to one of three photoperiods for an additional 2 weeks: constant light (24 h L), short days (8 h L), and controls (15 h L). Constant light challenge had no effect on gonadal condition or rate of moult, confirming that the birds met Hamner's second criterion for absolute refractoriness. We also compared volumes of song-control nuclei in the three groups and found that males overall had larger HVC, robust nucleus of arcopallium, and area X than females, but that longer days (24 h L) did not increase volumes and that shorter days (8 h L) did not decrease volumes compared with controls (15 h L). These data support the inference that black-capped chickadees do indeed become absolutely photorefractory, and that photorefractoriness precludes photo-induced plasticity of the song-control system.

Nous avons vérifié si les mâles et les femelles de la mésange à tête noire, Poecile atricapillus (L., 1766), sont photoréfractaires de manière absolue selon les critères de Hamner (1968), qui sont (i) une régression spontanée des gonades après une exposition prolongée à des photopériodes longues et (ii) l'absence de recrudescence subséquente des gonades en réaction à une exposition à la lumière continue. Nous avons au départ exposé les mésanges à tête noire à des photopériodes élevées et constantes. Les gonades ont régressé spontanément indiquant que les oiseaux satisfont au premier critère d'un état photoréfractaire absolu de Hamner. Une fois les gonades complètement en régression et les oiseaux dans un état de mue post-nuptiale avancée, nous avons exposé les oiseaux pendant deux semaines supplémentaires à l'un des trois régimes photopériodiques suivants, une lumière continue (24 h L), des jours courts (8 h L) et des conditions témoins (15 h L). Le régime de lumière continue est sans effet sur la condition des gonades et le taux de mue, ce qui confirme que les oiseaux satisfont au second critère d'un état photoréfractaire absolu de Hamner. Nous avons aussi comparé les volumes des noyaux de contrôle du chant chez les trois groupes : les mâles ont, dans l'ensemble, des noyaux HVC et noyau robuste de l'archistriatum ainsi qu'une zone X de plus grande taille que les femelles. Les photopériodes plus longues (24 h L) ne font pas augmenter ces volumes et les photopériodes plus courtes (8 h L) ne les font pas diminuer, par comparaison aux témoins (15 h L). Ces données appuient la conclusion que les mésanges à tête noire deviennent de fait totalement photoréfractaires et que l'état photoréfractaire empêche la plasticité du système de contrôle du chant induite par la lumière.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2005

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