Ontogeneze personality u zvířat: analýza diferenciální a strukturální konzistence vs behaviorální plasticita

• Thesis title in Czech: Ontogeneze personality u zvířat: analýza diferenciální a strukturální konzistence vs behaviorální plasticita
• Thesis title in English: Ontogeny of animal personality: analysis of differential and structural personality vs behavioural plasticity
• Key words: opakovatelnost, vývoj osobnostních rysů, PCA, Eublepharis macularius
• English key words: repeatability, development of personality trait, PCA, Eublepharis macularius
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Zoology (31-170)
• Supervisor: RNDr. Eva Landová, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 12.10.2021
• Date of assignment: 12.10.2021
• Advisors: RNDr. Petra Frýdlová, Ph.D.

Guidelines

MB120 P163 Biostatistika a plánování ekologických pokusů
MB120P102 Biostatistika II
MB170P117 Praktika z ekomorfologie
MB170S79 Meziuniverzitní seminář
MB170P43 Evoluce obratlovců
MB170P60B Etologické metody II

References

1. Réale, D., Reader, S. M., Sol, D., McDougall, P. T., & Dingemanse, N. J. (2007). Integrating animal temperament within ecology and evolution. Biological reviews, 82(2), 291-318.
2. Stamps, J., & Groothuis, T. G. (2010). The development of animal personality: relevance, concepts and perspectives. Biological Reviews, 85(2), 301-325.
3. Réale, D. & Dingemanse, N. J., 2010.Chapter 16: Personality and individual social specialisation. In: T. Székely, A. J. Moore & J. Komdeur (Eds.) Social behaviour: genes, ecology and evolution, 1st edn, pp. 420.Cambridge University Press.
4. Sakai, O. (2018). Comparison of personality between juveniles and adults in clonal gecko species. Journal of ethology, 36(3), 221-228.
5. Šimková, O., Frýdlová, P., Žampachová, B., Frynta, D., & Landová, E. (2017).Development of behavioural profile in the Northern common boa (Boa imperator): Repeatable independent traits or personality? PloS one, 12(5), e0177911.
6. Bell, A. M., Hankison, S. J., & Laskowski, K. L. (2009).The repeatability of behaviour: a meta-analysis. Animal behaviour, 77(4), 771-783.
7. Sih, A., Bell, A. M., Johnson, J. C., & Ziemba, R. E. (2004).Behavioral syndromes: an integrative overview. The quarterly review of biology, 79(3), 241-277.
8. Groothuis, T. G., & Trillmich, F. (2011).Unfolding personalities: the importance of studying ontogeny. Developmental Psychobiology, 53(6), 641-655.
9. Flores, D., Tousignant, A., & Crews, D. (1994).Incubation temperature affects the behavior of adult leopard geckos (Eublepharis macularius). Physiology & Behavior, 55(6), 1067-1072.
10. Bell, A. M., & Stamps, J. A. (2004). Development of behavioural differences between individuals and populations of sticklebacks, Gasterosteus aculeatus. Animal Behaviour, 68(6), 1339-1348.
11. Neave, H. W., Costa, J. H., Weary, D. M., & Von Keyserlingk, M. A. (2020). Long-term consistency of personality traits of cattle. Royal Society open science, 7(2), 191849.
12. Gosling, S. D. (2001).From mice to men: What can we learn about personality from animal research? Psychological Bulletin, 127(1), 45–86.
13. Bergmüller, R., & Taborsky, M. (2010).Animal personality due to social niche specialisation. Trends in Ecology & Evolution, 25(9), 504-511.
14. Brodin, T. (2008).Behavioral syndrome over the boundaries of life—carryovers from larvae to adult damselfly. Behavioral Ecology, 20(1), 30-37.
15. Payne, E., Sinn, D. L., Spiegel, O., Leu, S. T., Gardner, M. G., Godfrey, S. S., Wohlfeil, C., & Sih, A. (2021). Consistent after all: behavioural repeatability in a long-lived lizard across a 6-year field study. Animal Behaviour, 174, 263-277.
16. Bajer, K., Horváth, G., Molnár, O., Török, J., Garamszegi, L. Z., & Herczeg, G. (2015). European green lizard (Lacerta viridis) personalities: linking behavioural types to ecologically relevant traits at different ontogenetic stages. Behavioural processes, 111, 67-74.
17. Cabrera, D., Nilsson, J. R., & Griffen, B. D. (2021). The development of animal personality across ontogeny: a cross-species review. Animal Behaviour, 173, 137-144.
18. Šlipogor, V., Massen, J. J., Schiel, N., Souto, A., & Bugnyar, T. (2021). Temporal consistency and ecological validity of personality structure in common marmosets (Callithrix jacchus): A unifying field and laboratory approach. American journal of primatology, 83(2), e23229.
19. Kaiser, M. I., & Müller, C. (2021). What is an animal personality?. Biology & Philosophy, 36(1), 1-25.

Preliminary scope of work

TEORETICKÝ ÚVOD:
Zkoumání personality u zvířat je vědecky závažným tématem. Definic pro personalitu je, stejně jako pojmů, co se k ní vztahují a rozšiřují ji, mnoho. Autoři definic personality se shodují v tom, že jde o konzistentní individuální rozdíly v chování zvířat napříč časem a různými kontexty. Na rozdíl od krátkodobých studií je experimentálnímu ověření konzistence personality v delším časovém rámci a její ontogenezi věnována menší pozornost. Experimentální měření personality napříč ontogenezí v jejích různých fázích by však mohlo poskytnout výsledky, které nám pomohou lépe pochopit základní principy fungování personality obecně.
Pro popis vývoje personality je důležitá individuální stabilita a především dva vzory konzistence. Jde o konzistenci diferenciální a strukturální. Diferenciální konzistence odráží výpočet stability chování v čase, a je tak v širokém slova smyslu opakovatelností. Strukturální konzistence přestavuje stabilitu behaviorálního syndromu (tj. propojení jednotlivých os chování do vzájemné korelace) v čase, tzn., zda jsou vztahy mezi různými rysy personality stejné po celou dobu ontogeneze. Pro naplnění podmínek definice personality je nutné sledovat, jak se diferenciální konzistence (opakovatelnost) mění v průběhu ontogeneze a zároveň s ní je nutno sledovat i strukturální konzistenci (stabilitu behaviorálního syndromu), neboť strukturální konzistence se může vyskytnout bez diferenciální konzistence.
Koncept personality sám o sobě předpokládá určitou stabilitu behaviorálního fenotypu, každopádně by fenotyp neměl být zcela rigidní. Během svého života organismus prochází různými prostředími a životními fázemi (např. senzitivními periodami: dospívání, první reprodukce, metamorfóza aj.), pro které může být velmi výhodné být schopen plasticky reagovat na nové podmínky. Personalita může být po celý život konzistentní nebo tomu tak být nemusí. Juvenilní a adultní jedinci čelí často rozdílným ekologickým selekčním tlakům, které mohou být pravděpodobným důvodem pro rozdílná chování. Restrukturalizace personality v období dospívání není příliš neobvyklým jevem. Můžeme ale pozorovat rozdílné chování pouze během dospívání, po kterém přichází návrat k chování dřívějšímu. Může dojít k rozpojení či naopak spojení os chování. Chování je v čase plastické, ale korelace chování v daném kontextu být plastické nemusí. Proto můžeme mít v rámci popisu ontogeneze personality stabilní nebo nestabilní behaviorální syndrom. Strukturální konzistence může být narušena v důsledku působení různých fyziologických, neurobiologických nebo genetických faktorů, díky kterým dojde k rozdělení behaviorálního syndromu a chování v něm dříve spojená spolu přestanou korelovat. Například pomocí rozdílné inkubační teploty lze nejen ovlivnit pohlaví gekončíků nočních (Eublepharis macularius), ale také jejich budoucí chování v dospělosti. Změny v chování mohou být vyvolány i díky zvýšené míře parazitace či změnou sociálního statusu ve skupině.
Samotná personalita může působit jako cosi intuitivního, ovšem o jejím vývoji se to rozhodně říci nedá. Stále zůstává otázkou, co přesně personalita představuje, a jak se v ontogenezi vyvíjí. Určitě má smysl se touto problematikou zabývat, jsou zde stále nezodpovězené otázky a problémy potřebující určitou optimalizaci.

CÍLE PRÁCE:
1. Jedinci modelového druhu E.macularius budou inkubováni v různých teplotách s cílem vytvořit různé behaviorální fenotypy. Tyto různé fenotypy budou testovány v baterii personalitních testů v ontogenezi s cílem odhalit míru konzistence v jednotlivých personalitních znacích a míru behaviorální flexibility. Tyto parametry nám umožní popsat vývoj personality ovlivněný proximátními příčinami v rané ontogenezi.
2. Vyšetřit přítomnost diferenciální a strukturální konzistence a jejich případné proměny během ontogeneze. Soustředit se na vyšetření možného behaviorálního syndromu.
3. Porovnat tento behaviorálního syndromu s dalším dostupným modelovým druhem savce nebo ptáka.

Preliminary scope of work in English

THEORETICAL INTRODUCTION:
The personality of animals is a scientifically important topic. There are many definitions for personality, as well as the concepts that relate to and extend it. The authors of the definitions of personality agree that personality is made up of consistent individual differences in animal behavior across time and in different contexts. Unlike short-term studies, less attention is paid to the experimental verification of personality consistency over a longer time frame and its ontogenesis. However, experimental measurement of personality across ontogeny at its various stages could provide results that will help us better understand the basic principles of how personality works in general.
Individual stability and, above all, two patterns of consistency are important for the description of personality development. It is a differential and structural consistency. Differential consistency reflects the calculation of behavioral stability over time, and is thus, in a broad sense, repeatability. Structural consistency represents the stability of the behavioral syndrome (i.e. the interconnection of individual axes of behavior into mutual correlation) over time, i.e. whether the relationships between different personality traits are the same throughout ontogenesis. To meet the conditions of the definition of personality, it is necessary to monitor how differential consistency (repeatability) changes during ontogenesis and at the same time it is necessary to monitor structural consistency (stability of behavioral syndrome), because structural consistency can occur without differential consistency.
The concept of personality presupposes a certain stability of the behavioral phenotype, in any case the phenotype should not be completely rigid. During its life, the organism goes through various environments and life phases (e.g. sensitive periods: adolescence, first reproduction, metamorphosis, etc.), for which it can be very advantageous to be able to respond plastically to new conditions. Personality may or may not be consistent throughout life. Juveniles and adults often face different ecological selection pressures, which may be a probable reason for different behaviors. Restructuring of personality during adolescence is not a very unusual phenomenon. However, we can observe different behavior only during adolescence, after which comes a return to earlier behavior. Behavioral axes may be disconnected or reconnected. Behavior is plastic over time, but the correlation of behavior in a given context may not be plastic. Therefore, we may have a stable or unstable behavioral syndrome in describing the ontogenesis of personality. Structural consistency may be impaired due to a variety of physiological, neurobiological, or genetic factors that divide the behavioral syndrome and cause previously associated behavior to correlate. For example, different incubation temperatures can affect not only the sex of the night geckos (Eublepharis macularius), but also their future behavior in adulthood. Changes in behavior can also be caused by increased parasitism or a change in social status in the group.
Personality itself can seem like something intuitive, but it is definitely not possible to say about its development. The question remains what exactly personality represents and how it develops in ontogenesis. It certainly makes sense to deal with this issue, there are still unanswered questions and problems that need some optimization.

MAIN AIMS:
1. Individuals of the model species E.macularius will be incubated at different temperatures in order to create different behavioral phenotypes. These different phenotypes will be tested in a battery of personality tests in ontogenesis to reveal the degree of consistency in individual personality traits and the degree of behavioral flexibility. These parameters allow us to describe the development of personality influenced by proximal causes in early ontogenesis.
2. Investigate the presence of differential and structural consistency and their possible changes during ontogenesis. Focus on examining the possible behavioral syndrome.
3. Compare this behavioral syndrome with another available mammalian or bird model species.