The fractal organization of ultradian rhythms in avian behavior

Autores
Guzmán, Diego Alberto; Flesia, Ana Georgina; Aon, Miguel A.; Pellegrini, Stefanía; Marin, Raul Hector; Kembro, Jackelyn Melissa
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Living systems exhibit non-randomly organized biochemical, physiological, and behavioral processes that follow distinctive patterns. In particular, animal behavior displays both fractal dynamics and periodic rhythms yet the relationship between these two dynamic regimens remain unexplored. Herein we studied locomotor time series of visually isolated Japanese quails sampled every 0.5 s during 6.5 days (>106 data points). These high-resolution, week-long, time series enabled simultaneous evaluation of ultradian rhythms as well as fractal organization according to six different analytical methods that included Power Spectrum, Enright, Empirical Mode Decomposition, Wavelet, and Detrended Fluctuation analyses. Time series analyses showed that all birds exhibit circadian rhythms. Although interindividual differences were detected, animals presented ultradian behavioral rhythms of 12, 8, 6, 4.8, 4 h and/or lower and, irrespective of visual isolation, synchronization between these ultradian rhythms was observed. Moreover, all birds presented similar overall fractal dynamics (for scales â30 s to >4.4 h). This is the first demonstration that avian behavior presents fractal organization that predominates at shorter time scales and coexists with synchronized ultradian rhythms. This chronobiological pattern is advantageous for keeping the organism's endogenous rhythms in phase with internal and environmental periodicities, notably the feeding, light-dark and sleep-wake cycles.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos; Argentina. University Aarhus; Dinamarca
Fil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina
Fil: Aon, Miguel A.. University Johns Hopkins; Estados Unidos
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos; Argentina
Fil: Marin, Raul Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos; Argentina
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos; Argentina
Materia
CIRCADIAN
ULTRADIAN
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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These high-resolution, week-long, time series enabled simultaneous evaluation of ultradian rhythms as well as fractal organization according to six different analytical methods that included Power Spectrum, Enright, Empirical Mode Decomposition, Wavelet, and Detrended Fluctuation analyses. Time series analyses showed that all birds exhibit circadian rhythms. Although interindividual differences were detected, animals presented ultradian behavioral rhythms of 12, 8, 6, 4.8, 4 h and/or lower and, irrespective of visual isolation, synchronization between these ultradian rhythms was observed. Moreover, all birds presented similar overall fractal dynamics (for scales â30 s to >4.4 h). This is the first demonstration that avian behavior presents fractal organization that predominates at shorter time scales and coexists with synchronized ultradian rhythms. This chronobiological pattern is advantageous for keeping the organism's endogenous rhythms in phase with internal and environmental periodicities, notably the feeding, light-dark and sleep-wake cycles.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos; Argentina. University Aarhus; DinamarcaFil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; ArgentinaFil: Aon, Miguel A.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos; ArgentinaFil: Marin, Raul Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. 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