Flexibility in the colouration of the meninx (brain covering) in the guppy (Poecilia reticulata): investigations of potential function

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Abstract:

Many organisms can change the apparent colour of their bodies by altering the aggregation of pigment in chromatophores in a process known as physiological colour change. In this study, we investigate a previously unstudied example of physiological colour change, from clear to black, of a brain covering, or meninx, in the guppy (Poecilia reticulata Peters, 1859). UV protection in bright light was our primary hypothesis for the function of the meningeal colour, with a cost of increased conspicuousness to avian predators selecting for plasticity in the trait. An alternate hypothesis was that this flexible trait could be a physiological by-product of stress. Thus, we investigated the response of meningeal colour to light, stress, and simulated predator attacks, and also whether the black meninx affected conspicuousness to potential predators. Meningeal response to higher light levels did not differ from baseline responses. However, we did find that stress induced a sex-biased, rapid darkening of the meninx; this darkening then declined over time. These results suggest that meningeal blackness could be used as a novel, noninvasive indicator of stress level in guppies. We found no evidence for a role of predation in meningeal colour: meninx colour did not respond to the presence of a predator model and human “predators” detected similar numbers of guppies with black meninges and guppies with clear meninges.

Plusieurs organismes peuvent changer la couleur apparente de leur corps en modifiant le regroupement des pigments dans leurs chromatophores par un processus connu sous le nom de changement physiologique de coloration. Nous examinons dans notre travail un exemple non encore étudié de changement physiologique de coloration, celui du changement de transparent à noir d’une enveloppe du cerveau ou méninge chez le guppy (Poecilia reticulata Peters, 1859). Notre hypothèse principale pour expliquer la fonction de la couleur de la méninge est celle de la protection contre l’UV en lumière brillante; le coût de la visibilité accrue aux oiseaux prédateurs favorise la sélection de la plasticité du caractère. Une hypothèse de rechange veut que ce caractère flexible soit un sous-produit physiologique du stress. Nous avons donc étudié la réaction de la couleur des méninges à la lumière, au stress et à des attaques simulées de prédateurs; nous avons aussi vérifié si la méninge noire affecte la visibilité aux prédateurs potentiels. Les réactions des méninges à des intensités supérieures de lumière ne diffèrent pas des réactions de base. Nous observons cependant que le stress induit un noircissement rapide de la méninge qui varie selon le sexe et que le noircissement s’atténue avec le temps. Ces observations indiquent que ce noircissement de la méninge pourrait servir d’indicateur inédit et non invasif du niveau de stress chez les guppys. Il n’y a aucune indication d’un rôle de la prédation dans la coloration de la méninge: la couleur de la méninge ne réagit pas à la présence d’un modèle de prédateur; de plus, les « prédateurs » humains observent des nombres semblables de guppys avec des méninges noires et des méninges claires.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2009

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