Brain-encysting parasites affect visually-mediated behaviours of fathead minnows

Abstract

Many populations of fathead minnows (Pimephales promelas Rafinesque) in northern Alberta, Canada, contain individuals with hundreds of trematode (Ornithodiplostomum ptychocheilus Faust) cysts on the surface of their brains. Most cysts are located on the optic tecta, a region known to play a role in integrating visual and motor stimuli, especially in schooling fish. We determined the effect of infection on visually-mediated behaviours of fathead minnows by evaluating host performance in an optomotor swimming task. Monitoring this task involved recording the time minnows spent following a spinning drum, onto which alternating black and white stripes had been painted. After controlling for host activity and host size, minnows containing an average of 18 (low-intensity) or 98 larvae (high-intensity) reduced their time spent following the spinning drum by 42% and 26%, respectively, compared to uninfected controls. Low-intensity minnows also took longer than controls to respond to a change in the direction of the spinning drum. Reduced optomotor performance has the potential to affect a host’s ability to detect and respond to prey, predators and conspecifics.

Résumé

Plusieurs populations de Tête-de-boule (Pimephales promelas Rafinesque) du Nord de l’Alberta (Canada) comprennent des individus ayant des centaines de kystes de trématode (Ornithodiplostomum ptychocheilus Faust) à la surface du cerveau. La plupart des kystes se trouvent sur le tectum optique, une région connue pour jouer un rôle dans l’intégration des stimuli visuels et moteurs, spécialement chez les poissons se tenant en bancs. Nous avons déterminé l’effet de l’infection sur les comportements dépendant de la vision chez le Tête-de-boule en évaluant la performance des hôtes dans un tâche optomotrice. L’évaluation de cette tâche impliquait un enregistrement du temps que les poissons passaient à suivre un tambour rotatif peint de bandes noires et blanches alternatives. En tenant compte de l’activité et de la taille de l’hôte, les poissons portant en moyenne 18 (faible intensité) ou 98 (intensité élevée) larves ont réduit par 42 % et 26 % respectivement le temps consacré à suivre le tambour rotatif. Des performances optomotrices réduites peuvent potentiellement affecter la capacité de l’hôte à détecter et répondre à des proies, des prédateurs ou des congénères.

Keywords:

• Behaviour
• Fish
• Optomotor Response
• Parasite
• Trematode
• Vision

Mots-clés:

• Comportement
• Poisson
• Réponse optomotrice
• Parasite
• Trématode
• Vision