Social Group Size and Shelter Availability Influence Individual Metabolic Traits in a Social Fish.

ABSTRACT

Group living is widespread among animal species and yields both costs and benefits. Presence of conspecifics can restrict or enhance the expression of individual behavior, and the recent social environment is thought to affect behavioral responses in later contexts, even when individuals are alone. However, little is known about how social group size influences the expression of individual physiological traits, including metabolic rates. There is some evidence that shoaling can reduce fish metabolic rates but this variable may be affected by habitat conditions such as shelter availability via density-dependent processes. We investigated how social group size and shelter availability influence Eurasian minnow (Phoxinus phoxinus) metabolic rates estimated by respirometry. Respirometry trials were conducted on fish in isolation before and after they were housed for 3 weeks in a social treatment consisting in a specific group size (n = 4 or 8) and shelter availability (presence or absence of plant shelter in the experimental tank). Plant shelter was placed over respirometers for half of the duration of the respirometry trials, allowing estimation of minimum daytime and nighttime metabolic rates in both conditions (in the presence or absence of plant shelter). Standard metabolic rate (SMR), maximum metabolic rate (MMR), and aerobic scope were also estimated over the entire trial. Minimum daytime and nighttime metabolic rates estimated while in presence of plant shelter were lower than when estimated in absence of plant shelter, both before and after individuals were housed in their social treatment. After the social treatment, SMRs were higher for fish that were held in groups of 4 as compared with those of fish held in groups of 8, while MMR showed no difference. Plant shelter availability during the social treatments did not influence SMR or MMR. Our results suggest that social group size may directly influence energy demands of individuals, highlighting the importance of understanding the role of group size on variations in physiological traits associated with energy expenditure.

Pour les animaux sociaux, la vie en groupe est associée à plusieurs coûts et bénéfices. La présence de congénères peut limiter ou amplifier l'expression des comportements individuels. L'environnement social peut également affecter les réponses comportementales ultérieures d'un individu dans d'autres contextes, même lorsqu'il se retrouve seul. Or, les effets de l'environnement social sur l'expression des traits physiologiques individuels, comme les taux métaboliques, sont très peu connus. La vie en banc pourrait réduire les taux métaboliques des poissons. Cela dit, la compétition pour des composantes limitantes de l'habitat comme la présence de refuges pourrait influencer les taux métaboliques individuels. L'objectif de cette étude était de quantifier et de comparer les effets de l'environnement social et de la présence de refuges sur les taux métaboliques des ménés communs Phoxinus phoxinus estimés par respirométrie. Notre design expérimental consistait en une expérience sociale de trois semaines précédée et suivie par des expériences de respirométrie. Durant l'expérience sociale, les poissons étaient gardés en groupes de quatre ou huit poissons dans des aquariums qui contenaient un refuge (plante aquatique) ou non. Durant la respirométrie, les poissons étaient placés en isolation dans des chambres qui étaient couvertes par des plantes aquatiques pour la moitié de la durée des expériences. Ainsi, les taux métaboliques minimum de jour et de nuit, en présence ou en absence de refuge ont été estimés à chaque expérience, en plus des taux métaboliques standard (SMR) et maximum (MMR). Les taux métaboliques minimum de jour et de nuit estimés en présence de refuge étaient moins élevés que ceux estimés en absence de refuge, et ce, autant avant et après l'expérience sociale. Après l'expérience sociale, les SMR étaient plus élevés pour les poissons qui avaient été gardés en groupes de quatre que pour les poissons gardés en groupes de huit, alors qu'aucune différence n'a été observée pour les MMR. La présence de refuge dans les aquariums durant l'expérience sociale n'a pas influencé les taux métaboliques. Nos résultats démontrent que la taille des groupes peut influencer les dépenses énergétiques des individus, ce qui souligne l'importance de comprendre le rôle des dynamiques sociales sur les variations dans les traits métaboliques.