The fractal organization of ultradian rhythms in avian behavior

Autores
Guzmán, Diego Alberto; Flesia, Ana Georgina; Aon, Miguel A.; Pellegrini, Stefanía; Marin, Raúl Hector; Kembro, Jackelyn Melissa
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Aarhus University. Department of Animal Science; Denmark.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.
Fil: Aon, Miguel A. Johns Hopkins University. School of Medicine; United States of America.
Fil: Aon, Miguel A. National Institute on Aging; United States of America.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
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Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
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 ∼30 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.
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Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
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Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
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Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Biología (teórica, matemática, térmica, criobiología, ritmos biológicos), Biología evolutiva
Fuente
e-ISSN: 2045-2322
Materia
Animal behaviour
Power law
Scale invariance
Long-range temporal correlations
Detrended fluctuation analysis
Wavelet analysis
Animal locomotion
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
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Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Aarhus University. Department of Animal Science; Denmark.Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.Fil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.Fil: Aon, Miguel A. Johns Hopkins University. School of Medicine; United States of America.Fil: Aon, Miguel A. National Institute on Aging; United States of America.Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.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 ∼30 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.info:eu-repo/semantics/publishedVersionFil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Fil: Guzmán, Diego Alberto. Aarhus University. Department of Animal Science; Denmark.Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.Fil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.Fil: Aon, Miguel A. Johns Hopkins University. School of Medicine; United States of America.Fil: Aon, Miguel A. National Institute on Aging; United States of America.Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.Fil: Marin, Raúl Hector. 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Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Biología (teórica, matemática, térmica, criobiología, ritmos biológicos), Biología evolutivahttps://orcid.org/0000-0001-6936-3764https://orcid.org/0000-0002-4355-5431https://orcid.org/0000-0002-9351-278Xhttps://orcid.org/0000-0001-8161-4044https://orcid.org/0000-0003-1127-89752017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/octet-streamGuzmán, D. A., Flesia, A. G., Aon, M. A. Pellegrini, S., Marin, R. H. y Kembro, J. M. (2017). The fractal organization of ultradian rhythms in avian behavior. 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Fil: Guzmán, Diego Alberto. Aarhus University. Department of Animal Science; Denmark.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.
Fil: Aon, Miguel A. Johns Hopkins University. School of Medicine; United States of America.
Fil: Aon, Miguel A. National Institute on Aging; United States of America.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Kembro, Jackelyn Melissa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
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 ∼30 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.
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Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
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Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Guzmán, Diego Alberto. Aarhus University. Department of Animal Science; Denmark.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Universidad Nacional de Córdoba. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.
Fil: Flesia, Ana Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigación y Estudios de Matemática; Argentina.
Fil: Aon, Miguel A. Johns Hopkins University. School of Medicine; United States of America.
Fil: Aon, Miguel A. National Institute on Aging; United States of America.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Pellegrini, Stefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
Fil: Marin, Raúl Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.
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