We introduce the virtual special issue on content in signalling systems. The issue explores the uses and limits of ideas from evolutionary game theory and information theory for explaining the content of biological signals. We explain the basic idea of the Lewis-Skyrms sender-receiver framework, and we highlight three key themes of the issue: (i) the challenge of accounting for deception, misinformation and false content, (ii) the relevance of partial or total common interest to the evolution of meaningful signals, (...) and (iii) how the sender-receiver framework relates to teleosemantics. (shrink)

Recent work by Brian Skyrms offers a very general way to think about how information flows and evolves in biological networks — from the way monkeys in a troop communicate, to the way cells in a body coordinate their actions. A central feature of his account is a way to formally measure the quantity of information contained in the signals in these networks. In this paper, we argue there is a tension between how Skyrms talks of signalling networks (...) and his formal measure of information. Although Skyrms refers to both how information flows through networks and that signals carry information, we show that his formal measure only captures the latter. We then suggest that to capture the notion of flow in signalling networks, we need to treat them as causal networks. This provides the formal tools to define a measure that does capture flow, and we do so by drawing on recent work defining causal specificity. Finally, we suggest that this new measure is crucial if we wish to explain how evolution creates information. For signals to play a role in explaining their own origins and stability, they can’t just carry information about acts: they must be difference-makers for acts. (shrink)

The articles in this issue represent the pursuit of a new understanding of the human past, one that can replace the neo-saltationist view of a human revolution with models that can account for the complexities of the archaeological record and of human social lives. The articulation of archaeological, philosophical, and biological perspectives seems to offer a strong foundation for exploring available evidence, and this was the rationale for collecting these particular articles. Even at this preliminary stage there is a (...) coherence emerging in proposals: the origin and operation of symbolically rich, complexly signaling human social systems was the consequence of the long-term evolution of multiple components of perceiving and negotiating social interactions, a contingent outcome of myriad adaptive shifts rather than a single event. (shrink)

Recent work on signaling has mostly focused on communication between organisms. The Lewis–Skyrms framework should be equally applicable to intra-organismic signaling. We present a Lewis–Skyrms signaling-game model of painful signaling, and use it to argue that the content of pain is predominantly imperative. We address several objections to the account, concluding that our model gives a productive framework within which to consider internal signaling.

This paper aims to provide a philosophical and theoretical account of biological communication grounded in the notion of organisation. The organisational approach characterises living systems as organised in such a way that they are capable to self-produce and self-maintain while in constant interaction with the environment. To apply this theoretical framework to the study of biological communication, we focus on a specific approach, based on the notion of influence, according to which communication takes place when a signal emitted (...) by a sender triggers a change in the behaviour of the receiver that is functional for the sender itself. We critically analyse the current formulations of this account, that interpret what is functional for the sender in terms of evolutionary adaptations. Specifically, the adoption of this etiological functional framework may lead to the exclusion of several phenomena usually studied as instances of communication, and possibly even of entire fields of investigation such as synthetic biology. As an alternative, we reframe the influence approach in organisational terms, characterising functions in terms of contributions to the current organisation of a biological system. We develop a theoretical account of biological communication in which communicative functions are distinguished from other types of biological functions described by the organisational account (e.g. metabolic, ecological, etc.). The resulting organisational-influence approach allows to carry out causal analyses of current instances of phenomena of communication, without the need to provide etiological explanations. In such a way it makes it possible to understand in terms of communication those phenomena which realise interactive patterns typical of signalling interactions – and are usually studied as such in scientific practice – despite not being the result of evolutionary adaptations. Moreover, this approach provides operational tools to design and study communicative interactions in experimental fields such as synthetic biology. (shrink)

Various writers have attempted to use the sender-receiver formalism to account for the representational capacities of biological systems. This paper has two goals. First, I argue that the sender-receiver approach to representation cannot be complete. The mammalian circadian system represents the time of day, yet it does not control circadian behaviours by producing signals with time of day content. Informative signalling need not be the basis of our most basic representational capacities. Second, I argue that representational capacities are (...) primarily about control, and only when specific conditions obtain does this control require informative signalling. (shrink)

Biosemiotics is a growing fi eld that investigates semiotic processes in the living realm in an attempt to combine the fi ndings of the biological sciences and semiotics. Semiotic processes are more or less what biologists have typically referred to as “ signals, ” “ codes, ”and “ information processing ”in biosystems, but these processes are here understood under the more general notion of semiosis, that is, the production, action, and interpretation of signs. Thus, biosemiotics can be seen as (...) biology interpreted as a study of living sign systems — which also means that semiosis or sign process can be seen as the very nature of life itself. In other words, biosemiotics is a field of research investigating semiotic processes (meaning, signification, communication, and habit formation in living systems) and the physicochemical preconditions for sign action and interpretation. -/- (...). (shrink)

“Teleosemantic” or “biosemantic” theories form a strong naturalistic programme in the philosophy of mind and language. They seek to explain the nature of mind and language by recourse to a natural history of “proper functions” as selected-for effects of language- and thought-producing mechanisms. However, they remain vague with respect to the nature of the proposed analogy between selected-for effects on the biological level and phenomena that are not strictly biological, such as reproducible linguistic and cultural forms. This essay (...) critically explores various interpretations of this analogy. It suggests that these interpretations can be explicated by contrasting adaptationist with pluralist readings of the evolutionary concept of adaptation. Among the possible interpretations of the relations between biological adaptations and their analogues in language and culture, the two most relevant are a linear, hierarchical, signalling-based model that takes its cues from the evolution of co-operation and joint intentionality and a mutualistic, pluralist model that takes its cues from mimesis and symbolism in the evolution of human communication. Arguing for the merits of the mutualistic model, the present analysis indicates a path towards an evolutionary pluralist version of biosemantics that will align with theories of cognition as being environmentally “scaffolded”. Language and other cultural forms are partly independent reproducible structures that acquire proper functions of their own while being integrated with organism-based cognitive traits in co-evolutionary fashion. (shrink)

Living organisms act as integrated wholes to maintain themselves. Individual actions can each be explained by characterizing the mechanisms that perform the activity. But these alone do not explain how various activities are coordinated and performed versatilely. We argue that this depends on a specific type of mechanism, a control mechanism. We develop an account of control by examining several extensively studied control mechanisms operative in the bacterium E. coli. On our analysis, what distinguishes a control mechanism from other mechanisms (...) is that it relies on measuring one or more variables, which results in setting constraints in the control mechanism that determine its action on flexible constraints in other mechanisms. In the most basic arrangement, the measurement process directly determines the action of the control mechanism, but in more complex arrangements signals mediate between measurements and effectors. This opens the possibility of multiple responses to the same measurement and responses based on multiple measurements. It also allows crosstalk, resulting in networks of control mechanisms. Such networks integrate the behaviors of the organism but also present a challenge in tailoring responses to particular measurements. We discuss how integrated activity can still result in differential, versatile, responses. (shrink)

A model of brain function is presented that is consistently based on the biological principle of equilibrium. The neuronal modules of the cerebral cortex are proposed as units in which equilibrium between incoming signals and the synaptic structure is determined or established. Because of the electromagnetic activity of the brain, the electromagnetic properties of thecells are brought into focus. Due to the synaptic changes of the modules -essentially during sleep -an electromagnetic resting balance between the modules is established. Incoming (...) signals during the day, disturb the electromagnetic resting equilibrium and are detected and understood by this. The connecting nodes within the neuronal network are given by the equilibrium modules. Incoming information is represented in the form of the specific pathway of the network, while recognized information is represented by the equilibrium states within the modules. The paper leads to an understanding of information storage and processing in the brain. It even provides a hypothesis for understanding the emergence of the "self". Finally, the consideration of electromagnetic wave properties of neurons opens up a biophysical starting point to understanding conscious perceptions. In neuroscience, we lack a unifying theory of the brain. The reason for this may be an important detail –a missing link –that we do not yet see. Following the "track of biological equilibrium" in this paper leads to the hypothesis that the electromagnetic properties of the neurons are potential candidates to fill that gap. A hypothesis is developed describing their physiological significance in the processing of neurological information. (shrink)

Many believe that a suitably programmed computer could act for its own goals and experience feelings. I challenge this view and argue that agency, mental causation and qualia are all founded in the unique, homeostatic nature of living matter. The theory was formulated for coherence with the concept of an agent, neuroscientific data and laws of physics. By this method, I infer that a successful action is homeostatic for its agent and can be caused by a feeling - which does (...) not motivate as a force, but as a control signal. From brain research and the locality principle of physics, I surmise that qualia are a fundamental, biological form of energy generated in specialized neurons. Subjectivity is explained as thermodynamically necessary on the supposition that, by converting action potentials to feelings, the neural cells avert damage from the electrochemical pulses. In exchange for this entropic benefit, phenomenal energy is spent as and where it is produced - which precludes the objective observation of qualia. (shrink)

Saturated free fatty acids-induced hepatocyte lipoapoptosis plays a pivotal role in non-alcoholic steatohepatitis. Theactivation of endoplasmic reticulum (ER) stress isinvolved in hepatocyte lipoapoptosis induced by thesaturated free fatty acidpalmitate (PA). However, the underlying mechanismsof the role of ER stress in hepatocyte lipoapoptosis remain largely unclear.In this study, we showed that PA and tunicamycin (Tun), a classic ER stress inducer, resulted in differential activation of ERstress pathways. Our data revealed that PA inducedchronic and persistent ER stress response, but Tuninduced acute and (...) transientER stress response. Compared with Tun treatment, PAinduced much lower glucose-regulated protein 78 (GRP78), a centralregulator of ER homeostasis, accumulation. It is noteworthy that GRP78 over-expression not only inhibited PA-induced ERstress but also decreased PA-induced apoptosis. Taken together, our data suggest that the differentialactivation of ER stresssignal plays an important role in PA-induced hepatocyte lipoapoptosis. More detailed studies on the mechanisms of PA inrepressing the accumulation of GRP78 will contribute to the understanding of molecular mechanisms of lipoapoptosis. (shrink)

Saturated free fatty acids-induced hepatocyte lipoapoptosis plays a pivotal role in non-alcoholic steatohepatitis. Theactivation of endoplasmic reticulum (ER) stress isinvolved in hepatocyte lipoapoptosis induced by thesaturated free fatty acidpalmitate (PA). However, the underlying mechanismsof the role of ER stress in hepatocyte lipoapoptosis remain largely unclear.In this study, we showed that PA and tunicamycin (Tun), a classic ER stress inducer, resulted in differential activation of ERstress pathways. Our data revealed that PA inducedchronic and persistent ER stress response, but Tuninduced acute and (...) transientER stress response. (shrink)

Living organisms are exposed to numerous influencing factors. This holds also true for their infrastructures that are processing and transducing information like endocrine networks or nerval channels. Therefore, the ability to compensate for noise is crucial for survival. An efficient mechanism to neutralise disturbances is instantiated in form of parallel complementary communication channels exerting antagonistic effects at their common receivers. Different signal processing types share the ability to suppress noise, to widen the system’s regulation capacity, and to provide for variable (...) gains while leaving the transferred signal to a large extent unchanged. (shrink)

Historical evidence shows that mental symptoms were constructed in a particular historical and cultural context (19th Century alienism). According to the Cambridge model of symptom-formation, mental symptoms are mental acts whereby sufferers configure, by means of cultural templates, information invading their awareness. This information, which can be of biological or semantic origin, is pre-conceptual and pre-linguistic and to be understood and communicated requires formatting and linguistic collocation. Mental symptoms are hybrid objects, that is, blends of inchoate biological or (...) symbolic signals and cultural configurators. "Culture" plays a very deep role in symptom-formation because templates can attenuate or abolish the specificity of the biological signals involved. This means that signals from different brain sites can be configured as the same symptom and signals from the same site as different symptoms. Although always present, the neurobiological substratum is not fundamental in the understanding and management of mental symptoms. These can only be comprehended in relation to the manner of their construction and the cognitive and emotional biographies of each patient. Direct interference with the brain sites involved may dull mental symptoms but is unlikely to offer long-term cure. If the configuratory style and needs of the patient are not understood and dealt with, he is likely to keep re-constituting or replicating his symptoms in relation to other biological signals. In summary, mental symptoms are not passive happenings but genuine mental acts. Hence, the manner and motivation of their construction may be more important than the signal of brain distress that might have provoked them in the first place. (shrink)

The file on this site provides the slides for a lecture given in Hangzhou in May 2018, and the lecture itself is available at the URL beginning 'sms' in the set of links provided in connection with this item. -/- It is commonly assumed that regular physics underpins biology. Here it is proposed, in a synthesis of ideas by various authors, that in reality structures and mechanisms of a biological character underpin the world studied by physicists, in principle supplying (...) detail in the domain that according to regular physics is of an indeterminate character. In regular physics mathematical equations are primary, but this constraint leads to problems with reconciling theory and reality. Biology on the other hand typically does not characterise nature in quantitative terms, instead investigating in detail important complex interrelationships between parts, leading to an understanding of the systems concerned that is in some respects beyond that which prevails in regular physics. It makes contact with quantum physics in various ways, for example in that both involve interactions between observer and observed, an insight that explains what is special about processes involving observation, justifying in the quantum physics context the replacement of the unphysical many-worlds picture by one involving collapse. The link with biology furthermore clarifies Wheeler’s suggestion that a multiplicity of observations can lead to the ‘fabrication of form’, including the insight that this process depends on very specific ‘structures with power’ related to the 'semiotic scaffolding' of the application of sign theory to biology known as biosemiotics. -/- The observer-observed 'circle' of Wheeler and Yardley is a special case of a more general phenomenon, oppositional dynamics, related to the 'intra-action' of Barad's Agential Realism, involving cooperating systems such as mind and matter, abstract and concrete, observer and observed, that preserve their identities while interacting with one another in such a way as to act as a unit. A third system may also be involved, the mediating system of Peirce linking the two together. Such a situation of changing connections and separations may plausibly lead in the future to an understanding of how complex systems are able to evolve to produce 'life, the universe and everything'. -/- (Added 1 July 2018) The general structure proposed here as an alternative to a mathematics-based physics can be usefully characterised by relating it to different disciplines and the specialised concepts utilised therein. In theoretical physics, the test for the correctness of a theory typically involves numerical predictions, corresponding to which theories are expressed in terms of equations, that is to say assertions that two quantities have identical values. Equations have a lesser significance in biology which typically talks in terms of functional mechanisms, dependent for example on details of chemistry and concepts such as genes, natural selection, signals and geometrical or topologically motivated concepts such as the interconnections between systems and the unfolding of DNA. Biosemiotics adds to this the concept of signs and their interpretation, implying novel concepts such as semiotic scaffolding and the semiosphere, code duality, and appreciation of the different types of signs, including symbols and their capacity for abstraction and use in language systems. Circular Theory adds to this picture, as do the ideas of Barad, considerations such as the idea of oppositional dynamics. The proposals in this lecture can be regarded as the idea that concepts such as those deriving from biosemiotics have more general applicability than just conventional biology and may apply, in some circumstances, to nonlinear systems generally, including the domain new to science hypothesised to underlie the phenomena of present-day physics. -/- The task then has to be to restore the mathematical aspect presumed, in this picture, not to be fundamental as it is in conventional theory. Deacon has invoked a complex sequence of evolutionary steps to account for the emergence over time of human language systems, and correspondingly mathematical behaviour can be subsumed under the general evolutionary mechanisms of biosemiotics (cf. also the proposals of Davis and Hersh regarding the nature of mathematics), so that the mathematical behaviour of physical systems is consistent with the proposed scheme. In conclusion, it is suggested that theoretical physicists should cease expecting to find some universal mathematical ‘theory of everything’, and focus instead on understanding in more detail complex systems exhibiting behaviour of a biological character, extending existing understanding. This may in time provide a more fruitful understanding of the natural world than does the regular approach. The essential concepts have an observational basis from both biology and the little-known discipline of cymatics (a discipline concerned with the remarkable patterns that specific waveforms can give rise to), while again computer simulations also offer promise in providing insight into the complex behaviours involved in the above proposals. -/- References -/- Jesper Hoffmeyer, Semiotic Scaffolding of Living Systems. Commens, a Digital Companion to C. S. Peirce (on Commens web site). Terrence Deacon, The Symbolic Species, W.W. Norton & Co. Karen Barad, Meeting the Universe Halfway: Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning, Duke University Press. Philip Davis and Reuben Hersh, The Mathematical Experience, Penguin. Ilexa Yardley, Circular Theory. (shrink)

Perceptual Control Theory (PCT), pioneered by the American systems scientist, physicist and psychologist W. Powis, advanced N. Wiener's control theory in the following three ways: (1) It combined control theory with theoretical biology, considered control mechanisms as the essence of life, and proposed a more complete model of control of life. (2) It developed the concept of purposiveness in control systems, created the scientific concept of baseline signal or baseline information, and established the purposive formulation of cybernetics. It transforms the (...) ancient concept of purposivity into a concept of modern science and modern philosophy. (3) It proposes a multi-level control theory model and establishes a new discipline of cybernetic psychology, which is different from both behaviorist psychology and psychoanalysis. Because of this, the authors of this paper first provide a comprehensive introduction to this new theory. This theory is then applied to some extended studies of certain valueological, epistemological, and philosophical issues of technology. (shrink)

Contemporary discussion of biological teleology has been dominated by a complacent orthodoxy. Responsibility for this shortcoming rests primarily, I think, with those who ought to have been challenging dogma but have remained silent, leaving the orthodox to grow soft, if happily. In this silence, champions of orthodoxy have declared a signal victory, proclaiming the dominance of their view as one of philosophy’s historic successes. But this declaration is premature at best—this would be neither the first nor probably the last (...) time that a narrow school of philosophy has declared the resolution of age-old problems only to have those problems rise from the ashes of their better selves when a broader view is articulated. I propose to challenge orthodoxy by undermining its fundamental assumption and to enlist the help of others in articulating a formidable heterodox alternative to contemporary dogma concerning biological teleology, perhaps on the model I sketch below. (shrink)

Understanding how biological organisms are autonomous—maintain themselves far from equilibrium through their own activities—requires understanding how they regulate those activities. In multicellular animals, such control can be exercised either via endocrine signaling through the vasculature or via neurons. In C. elegans this control is exercised by a well-delineated relatively small but distributed nervous system that relies on both chemical and electric transmission of signals. This system provides resources to integrate information from multiple sources as needed to maintain the organism. (...) Especially important for the exercise of neural control are neuromodulators, which we present as setting agendas for control through more traditional electrical signaling. To illustrate how the C. elegans nervous system integrates multiple sources of information in controlling activities important for autonomy, we focus on feeding behavior and responses to adverse conditions. We conclude by considering how a distributed nervous system without a centralized controller is nonetheless adequate for autonomy. (shrink)

Coral reefs provide substantial benefits to humans by generating biologically diverse ecosystems and reducing coastal hazards. However, in recent years, mass mortality of coral reefs due to bleaching has been witnessed in the ocean worldwide. Bleaching induced by the loss of the symbiotic relationship between algae and coral is mainly attributed to climate change. Marine protected areas (MPAs) can effectively prevent local disturbances but are less likely to conserve the coral reefs from global events like climate change. Other conservation and (...) restoration methods can be useful to protect and replenish the coral population temporarily, but whether they are feasible as sustainable conservation strategies is still equivocal. Coral reef mass mortality is not an exceptional occurrence but is linked to various instances of ecological loss, serving as an S.O.S. signal of severe prolonged climate extremes. (shrink)

Altruistic deception (or the telling of “white lies”) is common in humans. Does it also exist in non-human animals? On some definitions of deception, altruistic deception is impossible by definition, whereas others make it too easy by counting useful-but-ambiguous information as deceptive. I argue for a definition that makes altruistic deception possible in principle without trivializing it. On my proposal, deception requires the strategic exploitation of a receiver by a sender, where “exploitation” implies that the sender elicits a behaviour in (...) the receiver that is beneficial in a different type of situation and is expressed only because the signal raises the probability, from the receiver’s standpoint, of that type of situation. I then offer an example of a real signal that is deceptive in this sense, and yet potentially altruistic (and certainly cooperative): the purr call of the pied babbler. Fledglings associate purr calls with food, and adults exploit this learned association, in the absence of food, to lead fledglings away from predators following an alarm call. I conclude by considering why altruistic deception is apparently so rare in non-human animals. (shrink)

Organization figures centrally in the understanding of biological systems advanced by both new mechanists and proponents of the autonomy framework. The new mechanists focus on how components of mechanisms are organized to produce a phenomenon and emphasize productive continuity between these components. The autonomy framework focuses on how the components of a biological system are organized in such a way that they contribute to the maintenance of the organisms that produce them. In this paper we analyze and compare (...) these two accounts of organization and argue that understanding biological organisms as cohesively integrated systems benefits from insights from both. To bring together the two accounts, we focus on the notions of control and regulation as bridge concepts. We start from a characterization of biological mechanisms in terms of constraints and focus on a specific type of mechanism, control mechanisms, that operate on other mechanisms on the basis of measurements of variables in the system and its environment. Control mechanisms are characterized by their own set of constraints that enable them to sense conditions, convey signals, and effect changes on constraints in the controlled mechanism. They thereby allow living organisms to adapt to internal and external variations and to coordinate their parts in such a manner as to maintain viability. Because living organisms contain a vast number of control mechanisms, a central challenge is to understand how they are themselves organized. With the support of examples from both unicellular and multicellular systems we argue that control mechanisms are organized heterarchically, and we discuss how this type of control architecture can, without invoking top-down and centralized forms of organizations, succeed in coordinating internal activities of organisms. (shrink)

Curiosity is evident in humans of all sorts from early infancy, and it has also been said to appear in a wide range of other animals, including monkeys, birds, rats, and octopuses. The classical definition of curiosity as an intrinsic desire for knowledge may seem inapplicable to animal curiosity: one might wonder how and indeed whether a rat could have such a fancy desire. Even if rats must learn many things to survive, one might expect their learning must be driven (...) by simpler incentives, such as hunger. One might also wonder what proximal signals could guide animals towards knowledge itself, or how something as abstract as knowledge could ever be a motivational target for an unreflective animal. Taking a cue from recent work in reinforcement learning, I argue that surprise functions as a reward signal for the curious animal, and then show how this amounts to a desire for knowledge gain, where knowledge is conceived of as a cognitive adaptation to reality. This adaptation results in a mental state whose existence depends essentially on the truth of its contents, a factive mental state. Curious creatures benefit from an interaction between the prediction-error correction processes of basic learning and the active surprise-seeking force of their curiosity. This internally adversarial interaction accelerates knowledge gain in ways that are very helpful for agents with the restrictions of biological creatures, in environments with the complexity of our natural world. (shrink)

Following the pioneering studies of the receptive field (RF), the concept gained further significance for visual perception by the discovery of input effects from beyond the classical RF. These studies demonstrated that neuronal responses could be modulated by stimuli outside their RFs, consistent with the perception of induced brightness, color, orientation, and motion. Lesion scotomata are similarly modulated perceptually from the surround by RFs that have migrated from the interior to the outer edge of the scotoma and in this way (...) provide filling-in of the void. Large RFs are advantageous to this task. In higher visual areas, such as the middle temporal and inferotemporal lobe, RFs increase in size and lose most of their retinotopic organization while encoding increasingly complex features. Whereas lowerlevel RFs mediate perceptual filling-in, contour integration, and figure–ground segregation, RFs at higher levels serve the perception of grouping by common fate, biological motion, and other biologically relevant stimuli, such as faces. Studies in alert monkeys while freely viewing natural scenes showed that classical and nonclassical RFs cooperate in forming representations of the visual world. Today, our understanding of the mechanisms underlying the RF is undergoing a quantum leap. What had started out as a hierarchical feedforward concept for simple stimuli, such as spots, lines, and bars, now refers to mechanisms involving ascending, descending, and lateral signal flow. By extension of the bottom-up paradigm, RFs are nowadays understood as adaptive processors, enabling the predictive coding of complex scenes. Top-down effects guiding attention and tuned to task-relevant information complement the bottom-up analysis. (shrink)

As historian Henning Schmidgen notes, the scientific study of the nervous system would have been “unthinkable” without the industrialization of communication in the 1830s. Historians have investigated extensively the way nerve physiologists have borrowed concepts and tools from the field of communications, particularly regarding the nineteenth-century work of figures like Helmholtz and in the American Cold War Era. The following focuses specifically on the interwar research of the Cambridge physiologist Edgar Douglas Adrian, and on the technology that led to his (...) Nobel-Prize-winning research, the thermionic vacuum tube. Many countries used the vacuum tube during the war for the purpose of amplifying and intercepting coded messages. These events provided a context for Adrian's evolving understanding of the nerve fiber in the 1920s. In particular, they provide the background for Adrian's transition around 1926 to describing the nerve impulse in terms of “information,” “messages,” “signals,” or even “codes,” and for translating the basic principles of the nerve, such as the all-or-none principle and adaptation, into such an “informational” context. The following also places Adrian's research in the broader context of the changing relationship between science and technology, and between physics and physiology, in the first few decades of the twentieth century. (shrink)

Schröedinger’s question “what is life?” was a real challenge for the scientific community and this still remains as an opened question, because in spite of the important advances in various scientific branches like philosophy, biology, chemistry and physics,, each of them assesses life from its particular point of view to explain the life’ characteristic features, so not a coherent and well structured general model of life was reported. In this paper life is approached from informational perspective, starting from earlier Draganeacu's (...) philosophic concepts, showing that actually life is structured by matter and information. Therefore, it is analyzed carbon-matter properties on the basis of which the living structures are composed, giving rise not only of a considerable number of carbon-based compounds, but serving now beside silicon, as an useful material for micro/nanostructure applications. Such specific properties refers to the high ability of carbon to associate/dissociate in chemical reactions regulated/facilitated by informational (Bit unit) YES/NO bistable mechanisms to form macro/small molecules with complementary properties, reactive info-functional pathways of transduction, relaying, amplification, integration, spreading, modulation, activation and positive/negative feedback reactions, like in the informational microelectronic/microsystems circuits. It is argued that the negentropy invoked earlier in Schrödinger's analysis is a consequence of informational-assisted structuration/organization of the cell and human organism. From the analysis of inter/intra-communication mechanisms in the cell and comparing with the outcomes described by the Informational Model of Human Body, it is deduced that, the living organisms operate on the basis of three main streaming circuits assuring the living functions: (1) the metabolic matter-related circuit; (2) the operative informational circuit; (3) the epigenetic informational circuit for the gradual integration of information in the central informational structure – DNA. It is founded on these bases the Informational Model of the Living Structures, and the Informational System of the Living Structures (ISLS), with similar functions on the entire living scale size, from unitary to multicellular living structures, composed by seven informational systems, namely [CASI (center of acquisition and storing of information), CDC (center of decision and command), IRSS (info-reactive sentient system), MIS (maintenance info-system), GTS (genetic transmission system), IGG (info-genetic generator) and IC (info-connection)]ISLS, and are identified the specific functions of each of them. The living structures operate thus like self-“polarized" bipolar info-matter informational devices by means of the stand-by metabolic matter-related circuit, and react/respond to the external/internal informational stimuli, which modulate their functionality, returning an external reaction signal (“attitude"), for adaptation and survival. (shrink)

Bacteria do many things as organized populations. We have recently learned much about the molecular basis of intercellular communication among prokaryotes. Colonies display bacterial capacities for multicellular coordination which can be useful in nature where bacteria predominantly grow as films, chains, mats and colonies. E. coli colonies are organized into differentiated non-clonal populations and undergo complex morphogenesis. Multicellularity regulates many aspects of bacterial physiology, including DNA rearrangement systems. In some bacterial species, colony development involves swarming (active migration of cell groups). (...) Swarm colony development displays precise geometrical controls and periodic phenomena. Motile E. coli cells in semi-solid media form organized patterns due to chemotactic autoaggregation. On poor media, B. subtilis forms branched colonies using group motility and long-range chemical signalling. The significances of bacterial colony patterns thus reside in a deeper understanding of prokaryotic biology and evolution and in experimental systems for studying self-organization and morphogenesis. (shrink)

With neurons emergence, life alters itself in a remarkable way. This embodied neurons become carriers of signals, and processing devices: it begins an inexorable progression of functional complexity, from increasingly drawn behaviors to the mind and eventually to consciousness [Damasio, 2010]. In which moment has awareness arisen in the history of life? The emergence of human consciousness is associated with evolutionary developments in brain, behavior and mind, which ultimately lead to the creation of culture, a radical novelty in natural history. (...) It is in this context of biological evolution of conscious brains that we raise the question: how conscious brains connect with each other? In order to answer it, I will explore how brain states and conscious states each participate in dynamic interactive processes involving the whole organism. I will argue that a possible way to overcome the hard problem of consciousness might be based on the notion of embodiment as a process of embedding the mental in the living organism relating dynamically with the environment through the sensorymotor experience. In order to do so, I will provide an assembly between an anthropologic perspective of consciousness with contemporary Philosophy of Mind, Interaction Theory [Gallagher 2001, 2008; Zahavi 2001, 2008; Fuchs and De Jaegher 2009]. (shrink)

Cosmopolis A Review of Cosmopolitics -/- 2015/3-4 -/- Editorial Dominique de Courcelles & Paul Ghils -/- This issue addresses the general concept of “spirituality” as it appears in various cultural contexts and timeframes, through contrasting ideological views. Without necessarily going back to artistic and religious remains of primitive men, which unquestionably show pursuits beyond the biophysical dimension and illustrate practices seeking to unveil the hidden significance of life and death, the following papers deal with a number of interpretations covering a (...) wide field extending from belief to theory, from emotions to concepts, from the wisdom of personal experience to the most sophisticated doctrines. Spirit and spirituality are indeed many-faceted notions. They may refer to the intricate world of the interacting spirits which inhabit living beings in animistic traditions, without excluding a “grand force” linking human beings within a dynamic whole on which their very existence rely . They also bear upon more atomistic and either/or approaches of Western philosophy, which have become embodied in Cartesian dualism against a monotheist background, to the point of freezing the essence of individuals and culminating in the extreme individualism that characterizes our contemporaries. However, this equally refers to the opposite conception of materialism, across times and cultures, from ancient India and Greece (Cārvāka, originally known as Lokāyata, or some Buddhist doctrines for the former, Democritus or Lucretius for the latter) to more contemporary materialistic schools, whether modern or postmodern. -/- The following papers look at the contrasting forms of the philosophy and spirit of the human factor set into a whole, with no artificial disjoint between the psychical and the physical levels, as Wittgenstein put it: “And how can a body have a soul?”. This approach is not unrelated to the notion of anthropocene examined in a recent issue of Cosmopolis, with provides another comprehensive framework open to a spiritual life emerging from the very environment that generated it. -/- *** The first section of this issue was edited by Dominique de Courcelles, director at the National French Research Centre (CNRS), whom we wish to thank for collecting relevant studies relating to the religious and political questions, with a view to focusing on the war of ideas inevitably waged behind images, concepts and perceptions, taking an asymmetrical approach. To the extent that they are mindful of global/local interactions and include representations, opinions and beliefs, such disciplines as philosophy, philology, history and social sciences can provide useful studies accounting for new practices in geopolitics and a fair diplomacy. -/- In her introduction, Dominique de Courcelles first poses the question of how the religious and political spheres interrelate, with their corresponding religious demands and humanistic values. She then suggests that the right question today may be breaking with the philosophy of human rights concerned with the defense of human beings against the hazards of arbitrary politics or the instrumental use of religion, in favour of a fair philosophy of humankind, a new humanism. This would consist in recognizing a common loyalty of all towards one interhuman, not only interstate community, to protect it from both the autonomy demanded by individuals and the instrumental use of minorities. -/- Considering the fact of diversity, so important today in terms of both politics and religion, Abdelhai Azarkan looks at the conditions under which tolerance could obtain the double status of right and duty. He revisits to two philosophers, John Locke and Voltaire, who thought about it from the historical reality of religious wars. The former made tolerance into a right, basing his analysis on the political-legal level, while the latter saw tolerance as a duty, from an analysis based on ethical-political criteria. -/- Mathieu Guidère examines what he calls semantic denominationalism, a term which implies religious attributes and identities, whichever national loyalties or personal belonging they may have at the same time. Since the early 2000s, thie phenomenon has expanded tremendously, compounded by the “war on terror” and the over media-oriented terrorist actions. Denominational expressions act as formal names for ordinary and high-profile players in domestic and foreign policies of democratic states. These systems reveal a receding secularization, while the powerful comeback of religious identities signals the failure of nation-states and the weakening of the humanist spirit. -/- Barbara De Poli retraces the history of a contemporary jihadism claiming its Islamic essence and asserting the truth of genuine coranic principles via the war on infidels, with a view to restoring the Caliphate. After defining the term jihad, she shows that even if this contemporary jiadism is spreading in the Muslim world, it radically departs from Islamic law and the received use of the term jihad, in so far as it is rooted in the early radical thinking of Islamic ideologues in the 20th century, starting with with Hassan al-Banna, the founder of the Muslim Brotherhood. This current has been fueled by by international conflicts since the outbreak of the war in Afghanistan, in which the so-called Western countries bear a major responsibility. -/- Abderrazak Sayadi starts from the Tunisian experience to ask the question of humanist values and democracy within the relationships between the religious and political spheres. As a historian of religion, he is brought to demystify certain islamic principles and to paying attention to the reform of law, seeing the separation of religion and politics as a precondition to a successful democratic gamble and the establishment of a renewed humanism. -/- Dominique de Courcelles reminds us that getting a better knowledge of narrations and words makes it possible to better understand how logical and rhetorical thinking works for those who wage an asymetriccal war, re-enchanting and mystifying the world to better take control. As soon as 1932, an exchange of letters between Einstein and Freud made it clear that, in order to free man from fatality and war, education understood as culture was fundamental. Such illustrations as the exécution of Oussama ben Laden and the Caliph’s speech in Mossoul show that a premiminary analysis of images and words is essential to a fair diplomacy conducted by people from civil society, whose culture and wisdom allow justice and force to speak together and better resist war. -/- Marcel Boisard thinks that on the day the guns fall silent, exhausted by war, we will not return to the state borders that have prevailed for a century as an outcome of the Sykes-Picot agreement of 1916. It is time to prepare the “day after”, which will be a huge challenge. To this end, a summit of Middle-East nations is urgently needed to globally decide the fate of those peoples. On the condition that we know who the enemy is and accept to name it, to understand the history of the countries, groups and alliances, and to question any false or self-interested sense of certainty. -/- *** In the second section, Paul Schafer provides the author’s experiences to explain how culture, from the artistic to the biological, has the power to to open the doors to spirituality, from the inner self to the global environment. He asks himself whether a relative permanence of spirituality can arise from the specific moments that characterize it. Laurent Ledoux synthesizes the conclusion of a symposium held on 22 January 2015 on the links between philosophy and management, on the basis of the spiritual dimension conceived as “natural” and the answers it may suggest to the issues that face the organizations in a “contemporaniversal” world. Jacques Rifflet makes that question in a secular perspective, based on the wellsprings of personal commitment before it can be caught by any religious creed or scientific theory. In this sense spirituality, in alliance with reason, both inspires human consciousness and illuminates its destiny. Sami Aldeeb asks himself whether Islam can be reconciled with human rights. Caught between the belief in an absolute and final Word descended from the sky, and evidence showing that any religion is the creation of a given culture and a society situated in time and space, the Makkan and … contexts et médinois call for differentiated, if not opposite answers and exegeses. Bernard Carmona provides the outline of a dialogical framework, which is known to be a feature of debates between the various philosophical schools of classical India, exemplified here by the transdisciplinary perspective of debates within a Buddhist context. *** The articles not focused on the previous topic include a study by Landry Signé on China’s strategy, competing with the United States to control African resources. The author deals with the specific case of China’s rapprochement with Southern Sudan since Sudan was broken up. In the last paper, Goran Fejić and Rada Iveković, return to the essential role that women should play, and comments upon the role of some international legal instruments related in particular to the elimination of all forms of discrimination. The perspective is transnational and transethnic and is based on secular criteria, as regards nation-building and more generally society-building. Considering the persistence of widespread violence, whether in times of armed conflict or in times of peace, the question remains whether it is possible to fully implement rights and justice instruments. (shrink)

This paper investigates how global coherence is represented in consciousness. It summarizes various lines of research that I have developed over the last twenty years, employing a method that intersects phenomenological with bio-functional analysis. The phenomenological analysis derives from William James's treatment of the fringe, especially a component feeling he called 'right direction'and I call 'rightness'. My bio-functional analysis centres on the limitations of consciousness, and the design strategies that have evolved to finesse these limitations. I argue that fringe phenomenology, (...) in general, has been shaped by its cognitive functions. The function of rightness, in particular, is to represent degrees of fit between a conscious content and the vast body of relevant non-conscious context information. Rightness, then, signals degrees of global positive evaluation. Phenomenologically, rightness is the common element in our feeling that something is a coherent whole: that it is meaningful, correct, fits together, makes sense. It is at the heart of the Aha! experience and, when intense, aesthetic and mystical experience. This analysis also provides a new argument for the efficacy of conscious volition, and a general view of consciousness as a biological information bearing medium. (shrink)

Algorithmical procedure within a logical system to generate DNA chains through a formal rule up to the generation of a STOP codon's signal. Work developped under the direction of the Mexican Professor Hugo Padilla Chacón.

FISIOLOGIA DO CICLO ESTRAL DOS ANIMAIS -/- Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido e IPA -/- • _____OBJETIVO -/- O cio ou estro é a fase reprodutiva dos animais, onde as fêmeas apresentam receptividade sexual seguida de ovulação. Para tanto, é necessário entender a fisiologia do estro para a realização do manejo reprodutivo dos animais. Em geral, as fêmeas manifestam comportamentos fora do comum quando estão ciclando, tais comportamentos devem ser observados para que não percam o pico de ovulação (...) e, consequentemente, para que não perca o momento de monta ou inseminação para emprenhar o animal. Neste trabalho, o estudante compreenderá o ciclo estral identificando as diferenças entre as espécies domésticas, para considerá-las na manipulação do mesmo. -/- • _____INTRODUÇÃO -/- As fêmeas dos mamíferos domésticos apresentam, em sua vida reprodutiva, even-tos recorrentes conhecidos como ciclos estrais que se caracterizam por uma série de alte-rações ovarianas, genitais, endócrinas e comportamentais. Esses ciclos são o fundamento da reprodução e possuem a finalidade de que ocorra a ovulação de forma sincronizada com o acasalamento para conduzir a uma gestação. A compreensão deste é de suma im-portância para alcançar uma boa eficiência produtiva nas propriedades pecuárias; consi-derando que a oportunidade de gestar os animais se limita a períodos, em geral, muito curtos, que ocorrem em cada ciclo. Assim que as fêmeas atingem a puberdade, em bovinos entre 11 e 19 meses, inicia-se a apresentação dos ciclos estrais, o que geralmente indica o início da receptividade sexual, também chamada de "estro" ou "cio", por ser a fase mais fácil de reconhecer devido ao qual a fêmea busca, atrai e aceita a montaria do macho. Todavia, para uma melhor eficiência reprodutiva, as fêmeas que apresentarem o primeiro cio não devem ser colocadas à disposição do macho ou da IA, uma vez que ela ainda não possui o aporte e a condição corporal ideal para conseguir gestar; logo para serem colocadas à reprodução devem estar ao terceiro estro ou possuir entre 60 a 70% do seu peso vivo adulto. Depois da receptividade ocorre um período em que a fêmea não atrai nem aceita o macho. Assim, um ciclo estral é definido como o período entre um estro e o seguinte. Quando durante o ciclo estral ocorre uma cópula fértil, as fêmeas passam a uma fase de anestro fisiológico, causado pela gestação, em que cessa o ciclo estral e passam a não apresentarem atividade sexual. Nas espécies sazonais (cabras, éguas e ovelhas), a manifestação dos ciclos estrais também é limitada pela época do ano em que as fêmeas apresentam um anestro sazonal. Essas espécies sazonais ou estacionais apresentam cio durante a época em que os dias apresentam a presença de luz por mais tempo; isto é, dias mais longos. Deve-se considerar que a ciclicidade feminina pode ser alterada por eventos patológicos como processos infecciosos, persistência do corpo lúteo, desnutrição e estresse, entre outros. -/- • _____CONTROLE ENDÓCRINO DO CICLO ESTRAL -/- As mudanças ovarianas, genitais e comportamentais que ocorrem ao longo dos ciclos estrais são controladas pelo sistema endócrino e são o resultado de uma complexa interação entre hipotálamo, hipófise, ovário e útero. Vários hormônios participam desse processo, dos quais serão descritos a importância e a participação dos mais relevantes (figura 1). -/- Figura 1: Interação hormonal do eixo hipotálamo-hipófise-gonodal. No lado esquerdo, com linhas contínuas, os principais hormônios são exemplificados quando há um folículo pré-ovulatório. No lado direito, com linhas pontilhadas, os hormônios envolvidos são mostrados quando a estrutura ovariana predominante é o corpo lúteo. Fonte: RANGEL, 2018. A Kisspeptina é um peptídeo hipotalâmico que tem sido denominado regulador central, pois os neurônios que a produzem recebem informações do meio ambiente e do próprio corpo, o que indica o momento ideal para a reprodução. Além de modular a secreção de GnRH durante o ciclo estral, esse hormônio controla tanto o início da puberdade quanto da estacionalidade reprodutiva. Além disso, é inibido durante a lactação, bloqueando a atividade reprodutiva das fêmeas nessa fase. Os neurônios produtores de Kisspeptina possuem receptores de estradiol, que os regulam para modular a liberação tônica e cíclica de GnRH, controlando assim a secreção de gonadotrofina; além disso, foi sugerida a participação de outros hormônios neurotransmissores e neuropeptídios na modulação da secreção de GnRH. Entre eles estão os estimuladores: norepinefrina, serotonina, aminoácidos excitatórios (principal-mente glutamato) e neurotensina. Atuando como inibidores: GABA e opioides endógenos (principalmente o β-endorfina). O GnRH é um neuropeptídio hipotalâmico que estimula a produção e liberação de LH, de forma que um pulso de LH é sempre precedido por um pulso de GnRH. Os estrogênios foliculares têm, por outro lado, um efeito de feedback positivo com o LH, aumentando a produção de GnRH pelo centro cíclico e a formação de seus receptores nos gonadotrópicos da hipófise. Como resultado, a maturação dos folículos ovarianos é alcançada e os picos pré-ovulatórios de estradiol e LH são alcançados. No centro tônico da secreção de GnRH, os estrogênios inibem a liberação desse hormônio quando os animais estão na vida pré-púbere ou nos estágios de anestro, e a sensibilidade a esse feedback negativo diminui durante os estágios reprodutivos. No sentido estrito, a liberação de FSH pelos gonadotrópicos hipofisários não requer a presença do GnRH, que participa antecipadamente do estímulo de sua síntese; o FSH é considerado, então, um hormônio secretado constitutivamente, ou seja, constantemente, a menos que haja um estímulo inibitório. Este estímulo inibitório existe graças aos estrogênios e à inibina, que são produzidos pelos folículos em desenvolvi-mento, especialmente pelo folículo dominante. A progesterona é um hormônio esteroide produzido pelo corpo lúteo (CL) que inibe a secreção de LH. Isso é realizado tanto indiretamente por meio da inibição da secreção de GnRH no nível hipotalâmico, quanto por ação direta no nível da hipófise, uma vez que bloqueia a formação de receptores de GnRH nos gonadotropos. Assim, diminui a frequência dos pulsos de LH, que é mantida em níveis basais capazes de participar da formação e manutenção do corpo lúteo, mas incapaz de causar ovulação. Na vaca, o papel do LH na manutenção do corpo lúteo é controverso, uma vez que alguns autores propõem que apenas o hormônio do crescimento participe para esse fim, pois a administração de inibidores de GnRH quando há corpo lúteo funcional não afeta a secreção de progesterona. Se a fertilização não for alcançada com sucesso, eventualmente o corpo lúteo deve ser destruído por apoptose (processo conhecido como luteólise), para permitir a ocorrência de um novo ciclo estral. Nesse caso, os hormônios participantes são a ocitocina, produzida inicialmente no nível central e posteriormente pelo CL; e a prostaglandina F2alfa (PGF2α), secretada pelo endométrio uterino ao final do diestro; entre ambos os hormônios estabelecerão um mecanismo de feedback positivo até que se complete a luteólise. -/- • _____FREQUÊNCIA DE APRESENTAÇÃO DOS CICLOS ESTRAIS -/- As espécies são classificadas de acordo com a frequência com que apresentam seus ciclos estrais em um dos três grupos existentes (figura 2). -/- Figura 2: classificação das espécies domésticas de acordo com a frequência de apresentação de seus ciclos estrais ao longo do ano. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Tabela 1: tipo e duração do ciclo estral de diferentes espécies Monoéstricas -/- São as espécies que apresentam um único ciclo estral, uma ou duas vezes ao ano, que culmina com um período de anestro, que faz parte do mesmo ciclo. Em geral, a fase de receptividade sexual dessas espécies é muito longa para garantir a fecundação. Dentro desta classificação está a família Canidae, que inclui cães domésticos, lobos e raposas. Os cães domésticos são capazes de se reproduzir em qualquer época do ano, portanto, não são considerados sazonais; apesar disso, observou-se que o estro tende a ocorrer com mais frequência no final do inverno ou início da primavera. Como exceção, a raça de cães Basenji é considerada sazonal, pois eles sempre têm seus ciclos férteis no outono. -/- Poliéstricas estacionais ou sazonais -/- São espécies que para garantir que seus filhotes nasçam na época do ano mais favorável à sua sobrevivência, apresentam uma série de ciclos estrais durante uma estação limitada do ano (figura 3). No final desta estação, os animais entram em anestro sazonal, que termina com o início da próxima estação reprodutiva. Dentro deste grupo estão as espécies que se reproduzem nas épocas do ano em que está aumentando a quantidade de horas-luz por dia ou fotoperíodo crescente (primavera-verão), como equinos e gatos; o último mostra a atividade ovariana entre janeiro e setembro (ou até outubro) nas zonas temperadas. Há outro grupo de espécies que se reproduzem em períodos de fotoperíodo decrescente (outono-inverno), entre as quais estão ovinos e caprinos. -/- Figura 3: classificação das espécies domésticas, de acordo com a estacionalidade de sua reprodutiva. Fonte: RANGEL, 2018. Poliéstricas contínuas -/- As espécies deste grupo são caracterizadas por ciclos estrais durante todo o ano. Dentro desta classificação estão bovinos e suínos. -/- • _____ETAPAS DO CICLO ESTRAL -/- Do ponto de vista das estruturas ovarianas predominantes, o ciclo estral se divide em duas fases: a fase folicular, na qual os folículos ovarianos se desenvolvem e amadurecem, além da ovulação; nas espécies poliéstricas, esta fase começa com a regressão do corpo lúteo do ciclo anterior. A outra é conhecida como fase lútea e refere-se às etapas do ciclo em que o corpo lúteo se forma e tem sua maior funcionalidade. Cada uma dessas fases pode ser dividida em etapas de proestro e estro (fase folicular); e metaestro e diestro (fase lútea) (figura 4). Algumas espécies, adicionalmente, podem apresentar períodos de anestro e interestro, como parte de seus ciclos estrais (figura 4). -/- Figura 4: etapas dos ciclos estrais dos animais domésticos. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Fase folicular -/- É identificada porque os hormônios ovarianos predominantes são os estrogênios (produzidos pelos folículos em crescimento), que desencadeiam o comportamento sexual e fazem com que o aparelho reprodutor passe por algumas adaptações para atrair o macho, preparar-se para a cópula e facilitar o transporte dos gametas. O proestro começa quando as concentrações de progesterona do ciclo anterior baixem para níveis basais devido à regressão do CL; e termina quando o comportamento de receptividade sexual começa. É caracterizado pelo crescimento do folículo dominante da última onda folicular do ciclo anterior; portanto, sua duração depende do grau de desenvolvimento em que o folículo se encontra no momento da luteólise. Nesse estágio, aumenta-se a produção de estradiol e inibina secretada pelo folículo ou folículos que iniciaram seu desenvolvimento durante o final do período de diestro. As concentrações de FSH diminuem no início do proestro; entretanto, eles começam a aumentar à medida que o estro se aproxima. O LH, devido ao efeito do estradiol, passa a aumentar sua frequência de secreção e diminuir a amplitude de seus pulsos, o que acentua a produção de andrógenos pelas células da teca e a capacidade de aromatização das células da granulosa, com o consequente aumento na produção de estradiol. O aumento do estradiol desencadeia a apresentação comportamental do estro que também é conhecido como estágio de cio, calor ou receptividade sexual, uma vez que representa o único período em que a fêmea procura ativamente o macho e aceita a montagem e a cópula. O comportamento sexual pode variar em intensidade entre diferentes espécies. Durante a fase de estro, o(s) folículo(s) em desenvolvimento no ovário adquirem sua maturidade e tamanho pré-ovulatório (figura 5), atingindo as concentrações máximas de estradiol. Um feedback positivo é então exercido entre o estradiol, GnRH e LH, para que ocorra o pico de LH pré-ovulatório que será responsável pela ovulação. -/- Figura 5: folículos ovarianos de porcas. Esquerda: pequenos folículos, estágio de proestro. À direita: folículos pré-ovulatórios, estágio de estro. Fonte: RANGEL, 2018. -/- O estro é a fase do ciclo em que ocorre a ovulação em espécies domésticas, com exceção dos bovinos que ovulam durante o metaestro inicial. A ovulação, por outro lado, manifesta-se espontaneamente na maioria das espécies domésticas, com exceção dos felinos, leporídeos e camelídeos, nos quais a cópula deve ocorrer para induzi-la, por isso são conhecidos como espécies de ovulação induzida (figura 6). Nessas espécies, a cópula provoca um reflexo nervoso que atua no nível hipotalâmico para induzir a liberação de GnRH e, portanto, o pico pré-ovulatório de LH. Existem outras espécies em que a cópula não estimula a ovulação, mas é necessária para induzir a formação do CL (figura 6). Dentro dessas espécies estão ratos e camundongos. -/- Figura 6: classificação das espécies domésticas, segundo a espontaneidade da ovulação e a formação do corpo lúteo. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Em caninos, deve-se considerar que, embora tradicionalmente se diga que a ovulação ocorre dois dias após o início do estro, ela pode ocorrer mais tarde, em alguns casos ocorrendo próximo ao final do estro. Em geral, durante a fase folicular, o útero tem maior suprimento e as glândulas endometriais entram em fase proliferativa, aumentando seu tamanho. Isso faz com que o útero fique mais tônico, ou seja, mais firme, exceto no caso de éguas e carnívoros nos quais os estrogênios fazem com que o útero se encontre com edema e sem tonalidade, enquanto a cérvix aparece relaxada durante o estro. Além disso, o aumento do suprimento de sangue causa hiperemia e congestão do epitélio vaginal e vulvar (figura 7). Para permitir a passagem do esperma, a cérvix se abre e a produção de um muco cervical muito fluido, cristalino e abundante é aumentada; o útero e o oviduto aumentam suas contrações. Nessa última ação participam as prostaglandinas contidas no plasma seminal (PGF₂α e PGE). Na vagina, o número de camadas de células do epitélio começa a aumentar e as células da superfície tornam-se cornificadas. No caso da cadela, a situação hormonal durante a fase folicular é completamente diferente do resto das espécies domésticas (figura 8), uma vez que há altas concentrações de estrógenos durante o proestro, que atingem seu nível máximo 24 a 48 h antes de seu término; ao mesmo tempo, os folículos iniciam sua luteinização, antes de serem ovulados. Essa situação provoca a liberação de progesterona, que começa a aumentar suas concen-trações; à medida que aumenta, as concentrações de estradiol começam a cair. Assim, o estro começa quando os níveis de progesterona atingem uma concentração de cerca de 1 ng/ml. O pico de LH ocorre durante a transição do proestro para o estro e a ovulação ocorre 48 a 60 horas depois; processo que pode se estender de 24 a 96 h. Os níveis de progesterona aumentam após o início do estro, de modo que antes da ovulação estão entre 2 e 4 ng/ml, enquanto as concentrações entre 5 e 10 ng/ml estão relacionadas ao tempo de ovulação. Uma vez que as concentrações de estradiol caem abaixo de 15 pg/ml, o estro é encerrado (figura 8). -/- Figura 7: comparação da aparência vulvar em porcas. O círculo azul indica a vulva de uma porca que não está em estro, enquanto um círculo vermelho mostra uma vulva apresentando hiperemia e edema característicos da fase de estro. Fonte: Acervo pessoal do autor. -/- As altas concentrações de estradiol no proestro são responsáveis pela atração da fêmea pelo macho a partir desta fase, porém, não apresentará comportamento receptivo até o início da fase de estro. Deve-se levar em consideração que algumas cadelas podem não aceitar o macho, apesar de estarem endócrinamente na fase de estro, o que pode ser atribuído às condições de manejo, aos comportamentos adquiridos ou às características hierárquicas, ou ainda a distúrbios relacionados a endocrinologia da reprodução (anorma-lidades hormonais e/ou baixas concentrações de hormônios). No caso das éguas, não há menção à fase de proestro e os eventos que ocorreriam nessa fase estão englobados no estro, que tradicionalmente será denominado fase folicular ou simplesmente estro (figura 9). -/- Figura 8: Endocrinologia do ciclo estral da cadela. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Figura 9: duração das etapas do ciclo estral das éguas. A ovulação ocorre nos últimos 2 dias da fase de estro. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Fase lútea -/- Durante essa fase, o esteroide ovariano predominante é a progesterona, cujo objetivo é manter a gravidez se a fertilização for bem-sucedida. Para isso, os estrogênios pré-ovulatórios favorecem a formação de receptores de progesterona uterina, então a presença da progesterona faz com que as glândulas endometriais entrem em sua fase secretora e iniciem a produção de histiotrofo ou leite uterino, para nutrir o produto que poderia estar potencialmente presente. Já na fase lútea, ocorre redução das concentrações de estrogênio, o que causa diminuição do tônus uterino, hiperemia e edema vulvar. Por fim, a cérvix se fecha e o muco cervical torna-se espesso, pegajoso, opaco e menos abundante, de modo a isolar o útero por fora, evitando a entrada de microrganismos que poderiam comprometer a possível gravidez. O metaestro começa quando a fêmea deixa de aceitar a montaria do macho e termina quando há um CL funcional bem estabelecido. Este estágio corresponde ao período de transição entre a dominância estrogênica e o aumento das concentrações de progesterona. Nesse estágio, as concentrações de FSH são aumentadas pela queda repentina de estradiol e inibina após a ovulação, o que permite o recrutamento da primeira onda folicular. Nesta fase, o ovário contém o corpo hemorrágico, a partir do qual se desenvolverá o CL (figura 10). O corpo hemorrágico tem meia-vida muito curta, pois as células que compõem suas paredes iniciam sua luteinização imediatamente após ou mesmo antes da ovulação. -/- Figura 10: ovários bovinos. Corpo hemorrágico (CH); folículos (F) e corpo lúteo (CL). -/- O diestro, por sua vez, constitui a etapa mais longa do ciclo estral e é caracterizado por um CL que se encontra em sua atividade secretora máxima. Somente no final dessa fase, e se não houver fecundação, o CL sofre luteólise; caso contrário, o CL é mantido de forma a preservar a gestação, prolongando um estado fisiológico semelhante ao do diestro. A imagem 11 esquematiza o ciclo estral da vaca, eventos ovarianos e endócrinos, bem como a duração das etapas do ciclo estral. Nessa fase, a progesterona atinge suas concentrações máximas e exerce efeito negativo na liberação de LH, pois inibe a formação de receptores de GnRH nos gonadotropos hipofisários, bem como a secreção de GnRH pelo hipotálamo. Além disso, observam-se aumentos repetidos da secreção de FSH com o consequente aumento do desenvolvimento folicular e das concentrações plasmáticas de estradiol e inibina. No entanto, os folículos que começam seu desenvolvimento, não conseguem completar sua maturação e sofrem regressão (ondas foliculares). A égua é a única fêmea doméstica que pode ovular naturalmente durante a fase lútea, com uma incidência de ovulação de 10-25% nesta fase. Figura 11: etapas, estruturas ovarianas e endocrinologia do ciclo estral da vaca. Fonte: RANGEL, 2018. -/- No final do diestro, os estrogênios sensibilizam o endométrio, de modo que as células epiteliais formam os receptores de ocitocina. Após uma primeira secreção de ocitocina da neurohipófise e secreções subsequentes originadas do corpo lúteo, um mecanismo de feedback positivo é iniciado para a secreção de PGF2α. O papel da PGF2α é destruir o CL quando não houver fertilização. Deve-se considerar que para o útero ser capaz de produzir PGF2α deve haver um período prévio de exposição à progesterona, durante o qual aumenta o conteúdo de precursores das prostaglandinas no endométrio, como o ácido araquidônico (ácido graxo C20H32O2). O anestro é considerado como um período de inatividade reprodutiva, mesmo quando continua havendo atividade hormonal e desenvolvimento folicular, uma vez que o estímulo é insuficiente para que ocorra a maturação folicular e a ovulação. Ao longo desta fase não haverá alterações comportamentais ou morfológicas nas fêmeas. Nas espécies estacionais ou sazonais, o anestro é muito importante, pois limita a estação reprodutiva de forma que os partos ocorram na época do ano que pode ser mais favorável para a sobrevivência dos filhotes. Em espécies poliéstricas contínuas, o anestro aparecerá em casos de processos fisiológicos como gestação ou amamentação, ou devido a condições patológicas que interrompem a ciclicidade. Em caninos, o anestro é considerado mais uma fase do ciclo estral (figura 12), e é o estágio de transição entre o diestro de um ciclo e o proestro do próximo; na verdade, o anestro é a fase mais longa do ciclo nessa espécie, pois pode durar de 4 a 10 meses, dependendo do indivíduo. Em algumas espécies de animais domésticos, o anestro pode ocorrer pós-parto. O interestro é uma fase de repouso entre as ondas foliculares e é característica do ciclo estral de espécies cuja ovulação é induzida, como os felinos e camelídeos, por exemplo, a lhama e a alpaca. Ao longo desta fase, não há comportamento sexual. Sua apresentação se deve ao fato de a monta não ter ocorrido ou de não ter sido capaz de induzir a ovulação, de modo que os folículos ovarianos regridem, dando origem a um novo recrutamento folicular. No caso dos felinos, foi relatado que até 50% das cópulas simples são insuficientes para causar ovulação. -/- Figura 12: etapas do ciclo estral da cadela. A ovulação ocorre dois dias após o início do cio. Fonte: RANGEL, 2018. -/- • _DURAÇÃO DOS CICLOS ESTRAIS E PARTICULARIDADES POR ESPÉCIE -/- As variações na duração do ciclo estral e as fases presentes entre as diferentes espécies domésticas são indicadas na tabela 2. Em particular, existe uma grande variação entre os indivíduos dependendo da duração das fases do ciclo estral em caninos e felinos, sendo difícil precisar sua duração, já que no caso da cadela o anestro é parte integrante do ciclo; na gata, a duração do ciclo anovulatório é diferente daquele em que ocorreu a ovulação. Assim, em um ciclo anovulatório, a gata pode manifestar períodos de estro de sete dias em média, seguidos de 2 a 19 dias sem estro (período denominado interestro), que são continuados com outro período de estro. Quando ocorre a ovulação e não é fértil, surge uma fase lútea de 35 a 37 dias e às vezes demora mais 35 dias para o animal apresentar um novo estro. Em cadelas, não há estágio de metaestro propriamente dito, pois a ovulação ocorre no início do estro, de forma que, ao término do comportamento sexual, os corpos lúteos já estão formados. Da mesma forma, as gatas não apresentam este estágio, portanto, se ocorrer ovulação, a fase de estro é imediatamente seguida pela fase diestro (figura 13). Figura 13: etapas e endocrinologia do ciclo estral da gata. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Tabela 2: Duração do ciclo estral e suas fases nas diferentes espécies domésticas Espécie Ciclo (dias) Proestro (dias) Estro Metaestro (dias) Diestro (dias) Interestro (dias) Anestro Bovina 21 (17-24) 2 a 3 8-18 h 3 a 5 12 a 14 - Pós-parto (vacas de leite) Lactacional (vacas de corte) Ovina 17 (13-19) 2 24-36 h 2 a 3 12 - Estacional Caprina 21 2 a 3 36 h (24-48) 3 a 5 8 a 15 - Estacional Suína 21 (17-25) 2 24-72 h 2 14 - Lactacional Equina 21 (15-26) - 4-7 d - 14 a 15 - Estacional Canina - 9 (3-20) 9 d (3-20) - 63 ± 5 em gestantes 70 a 80 em vazias - 4 a 10 meses Felina - 1 a 2 7 d (2-19) - 35 a 37 8 (2-19) Estacional (30-90 d) Onde: d = dias. h = horas. -/- O ciclo estral das éguas é dividido apenas em duas fases, folicular e lútea; às vezes também conhecido como estro e diestro, respectivamente (figura 14). No caso de bovinos, a ovulação ocorre durante a fase de metaestro, entre quatro e 16 horas após o término do estro, ou de 30 a 36 horas após o início do estro (figura 15). Uma vez que a ovulação ocorre, e como consequência da queda repentina nas concentrações de estradiol, algumas vacas podem ter uma secreção vulvar sanguinolenta (figura 16). -/- Figura 14: endocrinologia do ciclo estral da égua. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Figura 15: duração das etapas do ciclo estral das vacas. A ovulação ocorre no metaestro ou de 4 a 16 horas depois do término do cio. Fonte: RANGEL, 2018. -/- Figura 16: secreção vulvar sanguinolenta em vaca no estágio de metaestro • ___DESENVOLVIMENTO FOLICULAR -/- Embora o desenvolvimento folicular que leva à ovulação ocorra na fase folicular do ciclo estral e desempenhe um papel essencial no controle do ciclo, durante a fase lútea também ocorre o desenvolvimento folicular, mas os folículos não conseguem realizar sua maturação final e ovulação; mesmo em animais pré-púberes e em animais em anestro, há crescimento folicular. Por isso o desenvolvimento folicular é considerado um processo constante e dinâmico. As fêmeas têm certo número de folículos e ovócitos desde o nascimento, que em geral excede consideravelmente o número de oócitos que serão ovulados ao longo de suas vidas. Aproximadamente 90% dos folículos ovarianos começam a crescer, mas não ovulam e regridem, fato conhecido como atresia folicular. Estima-se que a atresia ocorra em qualquer época de desenvolvimento, mas é mais comum nos estágios dependentes de gonadotrofinas. A razão pela qual as ondas foliculares se desenvolvem durante a fase lútea, culminando na atresia, é que a progesterona produzida pelo corpo lúteo inibe a pulsação de LH. Assim, os folículos dominantes não obtêm suprimento suficiente desse hormônio para completar seu crescimento e ovular, causando sua regressão. Quando os folículos sofrem atresia, cessa a produção de estradiol e inibina, retomando a secreção de FSH, iniciando um novo recrutamento folicular. No final do período de diestro, quando as concentrações de progesterona começam a diminuir devido à luteólise, os estrogênios foliculares estimulam a secreção de LH, que fornece suporte suficiente para o crescimento e maturação dos folículos até que a ovulação seja desencadeada. -/- • ___OVULAÇÃO -/- A ovulação ocorre graças a um processo de remodelação, adelgaçamento e ruptura da parede folicular ao nível do estigma, que é uma área de tecido desprovida de vascularização, que se forma na superfície do folículo ovulatório (figura 17). Nas espécies domésticas, o folículo pode se desenvolver e ovular em qualquer parte da superfície do ovário, com exceção dos equinos, nos quais, devido à conformação anatômica característica do ovário desta espécie, a ovulação sempre ocorre ao nível da fossa de ovulação. O pico de LH que precede a ovulação estimula a síntese e a liberação local de PGE₂ e PGF₂α, bem como o início da produção de progesterona pelas células foliculares. Junto com o pico pré-ovulatório de LH, ocorre aumento da quantidade de fluido folicular, graças ao aumento da permeabilidade vascular da teca (ação estimulada em conjunto com a PGE₂) e ao aumento do suprimento sanguíneo no período pré-ovulatório; entretanto, a pressão intrafolicular não aumenta porque a parede do folículo está distendida. -/- Figura 17: ruptura do estigma folicular durante o processo de ovulação. Fonte: Internet. -/- A ovulação começa com um enfraquecimento da parede folicular, porque a PGF₂α causa a liberação de enzimas lisossomais das células da granulosa do folículo pré-ovulatório. O aumento local da progesterona faz com que as células da teca interna sintetizem colagenase, uma enzima que cliva as cadeias de colágeno do tecido conjuntivo, enfraquecendo a túnica albugínea que constitui a parede folicular. À medida que a parede enfraquece, forma o estigma - projeção avascular - na região apical, o que indica que a ovulação está se aproximando. O estigma é o local onde o folículo se rompe, permitindo a liberação do oócito, que sai envolto pelas células da coroa irradiada e acompanhado pelo fluido contido no antro folicular. -/- • ___CORPO LÚTEO -/- Após a ovulação, as células que permanecem na cavidade folicular desenvolvem um CL, que é considerado uma glândula temporária; sua função essencial é a produção hormonal e só está presente durante o diestro, na gestação e em algumas patologias como a piometra. A luteinização, ou formação do CL, é mediada principalmente pelo LH; no entanto, outros hormônios também estão envolvidos, como o hormônio do crescimento (GH). Assim, o tratamento com GH em animais hipofisectomizados foi encontrado para restaurar a função normal do CL; enquanto em espécies como roedores e caninos, a formação do CL é induzida e mantida pela prolactina, hormônio que não participa com essa finalidade no caso dos ruminantes. Durante a luteinização, os remanescentes das células da granulosa se diferenciam em grandes células lúteas, que são capazes de secretar progesterona continuamente (basal), e possuem grânulos secretores responsáveis pela produção e liberação de ocitocina e relaxina, esta última durante a gestação de algumas espécies. Enquanto as células da teca formam as pequenas células lúteas, que não secretam ocitocina e produzem progesterona em resposta ao LH (tônico). O corpo lúteo é, finalmente, constituído de células luteais grandes e pequenas, fibroblastos, células mioides, células endoteliais e células do sistema imunológico. Outro fator importante para o processo de luteinização é a formação de uma rede vascular, essencial para aumentar o fluxo sanguíneo para o CL. A referida formação vascular é mediada principalmente por dois fatores, fator de crescimento de fibroblastos (FGF), que no estágio inicial do desenvolvimento lúteo estimula a proliferação de células endoteliais pela ação de LH, e fator de crescimento endotélio-vascular (VEGF) que promove a invasão de células endoteliais para a camada de células da granulosa e a organização e manutenção da microvasculatura do CL. A luteólise é um processo essencial para retomar a ciclicidade das fêmeas. Sucede ao final do diestro quando não ocorre a fecundação e consiste na desintegração funcional e estrutural do CL. O primeiro refere-se à queda nas concentrações de progesterona, enquanto o segundo abrange a regressão anatômica da estrutura lútea e a recuperação do tamanho normal do ovário. A desintegração funcional, com a consequente queda nas concentrações de progesterona, ocorre antes que a regressão estrutural seja observada. Caso ocorra a gestação, a vida do CL é prolongada, visto que existem mecanismos que o resgatam de sua regressão. Durante o diestro, a progesterona produzida pelo CL bloqueia inicialmente a ação do estradiol e da ocitocina. Para esse último, causa uma redução no número de receptores de ocitocina endometrial, modificando sua estrutura. Desta forma, não é possível estabelecer um feedback positivo entre a ocitocina e a PGF₂α, que será responsável pela luteólise. No entanto, à medida que o diestro progride, a progesterona esgota seus próprios receptores, de modo que, no final desse estágio, ela perde a capacidade de inibir os receptores de ocitocina. O estradiol ativa, então, o centro de geração de pulso de ocitocina no hipotálamo e começa a induzir o endométrio tanto a formação de seus próprios receptores como os da ocitocina. A ocitocina e o estradiol trabalham juntos para aumentar a atividade e a concentração das enzimas envolvidas na síntese de PGF2α: a fosfolipase (enzima responsável pela liberação de ácido araquidônico de fosfolipídios da membrana celular) e a prostaglandina sintetase (enzima responsável pela transformação do ácido araquidônico em prostaglandina). Dessa forma, a ocitocina hipotalâmica, liberada de forma pulsátil pela neurohipófise, estimula inicialmente a síntese e secreção de PGF2α através do endométrio. A PGF2α possui receptores em grandes células do CL, que aumentam seu número à medida que o ciclo estral progride. Assim, quando a PGF2α endometrial atinge o ovário provoca a liberação de ocitocina lútea, desencadeando um mecanismo local de feedback positivo, que agindo no endométrio aumenta a secreção de PGF2α. Este circuito continua até que se alcance uma frequência de pulsos de PGF2α de aproximadamente cinco pulsos em 24 h, uma frequência que é capaz de desencadear a luteólise. Em equinos, o CL não produz ocitocina; no entanto, as células endometriais os produzem, então a secreção por PGF2α depende do estímulo da ocitocina que vem desta última fonte e da hipófise. Ressalte-se que o CL deve atingir certo grau de maturidade para que possa ser receptivo à ação da PGF2α. Isso é conseguido através da formação de receptores para a PGF2α e desenvolvendo a capacidade de expressar a prostaglandina sintetase, de modo que o CL requer para produzir PGF2α na forma autócrina para atingir a lise. As células endoteliais e as células imunes, típicas do CL, também intervêm no processo de luteólise estrutural. As células endoteliais secretam proteína quimiotática de monócitos (MCP-1), para recrutar macrófagos que migram através do epitélio vascular que foi sensibilizado pela PGF2α. Os macrófagos ativados secretam o fator necrose tumoral alfa (TNFα) que atua sobre as células do corpo lúteo causando apoptose celular. A PGF2α também participa da luteólise funcional, inibindo a síntese de progesterona e reduzindo a síntese e fosforilação da proteína responsável pelo transporte de colesterol para a mitocôndria (StAR). Além disso, a PGF2α induz a produção de endotelina-1 (ET1) pelas células endoteliais encontradas no corpo lúteo, as quais contribuem para uma redução na síntese de progesterona. -/- • ___FATORES QUE AFETAM O CICLO ESTRAL -/- A apresentação dos ciclos estrais é natural e impreterível; no entanto pode ser afetada por fatores ambientais como o fotoperíodo, e fatores específicos do indivíduo como a sociabilidade e amamentação, além dos fatores de manejo como a nutrição e, consequentemente, o ECC das fêmeas e a endocrinologia (hormônios). Todos esses fatores serão explicados a seguir. -/- Fotoperíodo -/- O fotoperíodo é determinado pelo número de horas de luz do dia ao longo do ano e é considerado um dos fatores ambientais mais consistentes e repetíveis. A quantidade diária de horas-luz tem maior efeito nas espécies sazonais para determinar o início da atividade reprodutiva. No entanto, em espécies poliéstricas contínuas, variações anuais na ciclicidade também podem ser observadas, um exemplo disso é a acentuada sazonalidade nos nascimentos de búfalos e zebuínos. Da mesma forma, o momento em que uma bezerra ou leitão nasce afeta a idade em que atinge a puberdade, e a explicação para isso é que o fotoperíodo a que estão expostos impacta seu desenvolvimento. Assim, observou-se que uma maior quantidade de horas de luz do dia (suplementação de quatro horas por dia por cerca de dois meses) pode adiantar o início da puberdade em novilhas. -/- Amamentação -/- Em espécies como suínos e bovinos de corte, o anestro pós-parto é mantido pelo estímulo que a prole exerce sobre a mãe no momento da amamentação. Dessa forma, sob esses estímulos a fêmea deixará de apresentar cio enquanto estiver alimentando as crias (figura 18). Na ação de amamentação, pensa-se que participa o reconhecimento filial, onde intervêm a visão, o olfato e a audição. A verdade é que a participação de estímulos táteis é questionável, visto que foram realizados estudos nos quais a denervação da glândula mamária não antecipou o reinício da ciclicidade em fêmeas que amamentavam seus filhotes. O mecanismo pelo qual a amamentação afeta a atividade reprodutiva está relacionado a um aumento da sensibilidade do hipotálamo ao efeito inibitório do estradiol. Nisso intervêm os fatores como os opioides (endorfinas, encefalinas e dinorfinas) e os glicocorticoides. -/- Figura 18: na esquerda porca amamentando seus filhotes e a direita vaca com o bezerro no pé. -/- Nutrição -/- A função reprodutiva depende da existência de um consumo de energia superior ao necessário para manter as funções fisiológicas essenciais do corpo e as funções de produção, como termorregulação, locomoção, crescimento, manutenção celular ou lactação. Considera-se que o efeito da nutrição na atividade reprodutiva é maior nas fêmeas do que nos machos, devido a uma maior demanda de energia exigida pelas fêmeas para manter uma gestação do começo ao fim (figura 19). Quando o consumo de energia é insuficiente, a função reprodutiva é bloqueada para não comprometer as funções vitais. Desta forma, os animais pré-púberes que sofreram deficiências nutricionais durante o seu crescimento apresentam um atraso no início da sua atividade reprodutiva. Assim, existem sinais metabólicos ao nível do sistema nervoso central, como o IGF-I e a leptina, que indicam ao organismo o grau de desenvolvimento somático do indivíduo. Animais adultos que já iniciaram sua atividade reprodutiva também podem ser afetados pela nutrição, de forma que sua ciclicidade pode ser interrompida por perdas de peso corporal igual ou superior a 20%. Da mesma forma, o reinício da atividade ovariana pós-parto é retardado quando as fêmeas estão submetidas a dietas deficientes em proteínas, energia, minerais etc. -/- Figura 19: comparação das condições corporais em vacas leiteiras. À esquerda: uma vaca com uma condição corporal adequada, que está ciclando normalmente. À direita: vaca em péssimo estado corporal e, portanto, em anestro. -/- As deficiências nutricionais de energia e proteína não afetam diretamente os níveis circulantes de FSH em animais intactos, mas o efeito da desnutrição pode ser mascarado por feedback negativo dos hormônios ováricos sobre a secreção de FSH, uma vez que os animais ovariectomizados com uma boa condição corporal têm maiores concentrações de FSH que os de condição corporal pobre. Em contraste, a secreção de LH é altamente sensível a deficiências nutricionais e a mudanças na condição corporal. O diâmetro do folículo dominante é reduzido quando os animais estão a perder peso, o que se correlaciona com uma diminuição na produção de estradiol, o que diminui a secreção de LH e consequentemente é evitada a maturação folicular terminal e a ovulação, o que os animais entrarem em anestro. No pós-parto, a ciclicidade se recupera quando as concentrações basal e média de LH, bem como a sua frequência de secreção aumenta para exceder o nadir do balanço energético (este último é atingido quando o fornecimento de energia está no ponto mínimo e está excedido pelas exigências de mantença do organismo). O ECC possui relação direta com as taxas reprodutivas dos animais. Em bovinos um ECC ideal é entre 3,5 e 4,5 para o período reprodutivo. Com relação do ECC sobre o estro, estima-se que num rebanho de 100 vacas com ECC 2,5 cerca de 47 entram em cio, e dessas apenas 27 conseguem conceber. Por outro lado, no mesmo rebanho de 100 vacas, mas com ECC igual a 3, cerca de 62 vacas entram em cio normalmente e dessas 40 conseguem engravidar. Já com um ECC 3,5, 68 vacas entram em estro normalmente e dessas 46 conseguem engravidar. -/- Efeitos independentes de gonadotropinas -/- A importância das gonadotropinas no crescimento e maturação folicular já foi revisada neste trabalho; também deve ser mencionado que, além das gonadotropinas, existem outros fatores que podem intervir na regulação do desenvolvimento folicular e da ciclicidade. Um exemplo do anterior é o flushing: manejo nutricional que consiste na suplementação de uma fonte energética de rápida absorção, em que o aumento do número de folículos em desenvolvimento tem inicialmente um controle independente do eixo hipotálamo-hipófise-gonodal e é mediado por fatores que participam do controle do metabolismo energético do animal, que estão intimamente relacionados às mudanças nutricionais. Esses fatores incluem insulina, fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I) e hormônio do crescimento (GH). O IGF-I é secretado principalmente pelo fígado em resposta à estimulação do GH e é creditado na regulação de muitas das ações do GH, portanto, quando o GH é administrado, as concentrações de insulina e IGF-I estão aumentadas e um aumento no número de folículos ovarianos é observado em suínos, bovinos, caprinos e ovinos. O IGF-I, da mesma forma, modula a secreção de GH por um efeito de feedback negativo, de modo que no início do pós-parto, quando o animal está em balanço energético negativo, as concentrações de insulina e IGF-I diminuem, enquanto as de GH aumentam. A insulina e o IGF-I estimulam a proliferação e esteroidogênese das células da granulosa e da teca no folículo. Outro fator que interfere na manifestação da atividade reprodutiva é a quantidade de gordura corporal. -/- Fatores sociais (sociabilidade) -/- Existem diferentes interações sociais que são capazes de modificar o início da atividade reprodutiva durante o período de transição para a puberdade ou para a estação reprodutiva, ou ainda de sincronização e manifestação dos ciclos estrais. Entre os fatores sociais o efeito fêmea-fêmea foi bem documentado em pequenos ruminantes, onde a introdução de fêmeas ciclando (em cio) a um grupo de fêmeas em anestro estacional adianta a estação reprodutiva induzindo e sincronizando a ovulação. Quando as porcas pré-púberes, por outro lado, são alojadas em pequenos grupos de dois ou três animais, o início da puberdade é retardado em comparação com indivíduos alojados em grupos maiores. A bioestimulação das fêmeas através do contato com um macho é conhecida como efeito macho (figura 20). Foi determinado que imediatamente após a introdução do macho se inicia o desenvolvimento e maturação folicular como uma resposta a um aumento na secreção de LH. Esse efeito será explicado em próximos trabalhos de minha autoria. -/- Estresse -/- Em vários estudos, foi demonstrado que o estresse pode bloquear a ciclicidade, devido ao aumento nas concentrações de corticosteroides ou opioides que causam redução na resposta da hipófise ao GnRH. Alojamentos inadequados, um ambiente social adverso e deficiências no manejo são considerados condições estressantes. -/- Figura 20: efeito do macho sobre as fêmeas (suínos). -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- AURICH, Christine. Reproductive cycles of horses. Animal reproduction science, v. 124, n. 3-4, p. 220-228, 2011. AISEN, Eduardo G. Reprodução ovina e caprina. MedVet, 2008. BARTLEWSKI, Pawel M.; BABY, Tanya E.; GIFFIN, Jennifer L. Reproductive cycles in sheep. Animal reproduction science, v. 124, n. 3-4, p. 259-268, 2011. 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The science and practice of pig production. Blackwell Science Ltd, 1998. -/- FIXAÇÃO DO ASSUNTO -/- 1. Disserte sobre o papel do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal sobre o ciclo estral dos animais domésticos. -/- 2. Qual a importância do controle endócrino para a apresentação do estro? -/- 3. De acordo com a frequência do ciclo estral, como se classificam as vacas, porcas, éguas, gatas, cadelas, cabras e ovelhas? -/- 4. Defina e diferencia monoéstricas e poliéstricas. -/- 5. Um produtor possui fêmeas em primeiro cio, e deseja introduzi-las na vida reprodutiva. Explique por que não é ideal utilizar fêmeas em primeiro cio na vida reprodutiva? -/- 6. Quais são as etapas do ciclo estral? -/- 7. Defina e diferencia fase folicular e fase lútea. -/- 8. Defina e diferencie os tipos de ovulação e formação do corpo lúteo nas espécies domésticas? -/- 9. Quais os eventos ocorrem durante as fases proestro, estro, metaestro, diestro e inter-estro. -/- 10. Explique por que a égua possui ciclo diferente da vaca? -/- 11. Disserte e diferencie a endocrinologia do ciclo estral da cadela, da égua, da gata e da vaca? -/- 12. Fale sobre o desenvolvimento folicular durante o ciclo estral. -/- 13. Disserte sobre a ovulação das fêmeas domésticas. -/- 14. Defina e diferencie luteinização e luteólise. -/- 15. Disserte sobre os principais fatores que afetam a apresentação e manifestação do ciclo estral. -/- 16. Qual o papel da nutrição e do ECC sobre o ciclo estral? -/- 17. Defina e diferencie efeito fêmea-fêmea e efeito macho sobre a apresentação do estro nas fêmeas. -/- 18. Um produtor de ruminantes possui um rebanho de 10 bezerras, 10 cabritas e 10 cordeiras, todas com 1 mês de idade. Elabore um projeto reprodutivo para que essas fêmeas tenham seu primeiro parto após ciclos estrais normais e sem complicações. -/- Leve em consideração os fatores de idade ao primeiro cio ou a puberdade que é diferente entre as espécies, bem como aos fatores que podem afetar a manifestação do cio. (shrink)

COMPORTAMENTO SEXUAL DOS ANIMAIS OBJETIVO O estudante explicará a conduta sexual de fêmeas e machos de diferentes espécies domésticas para detectar a fase de receptividade sexual, com a finalidade de programar de maneira adequada a monta ou a inseminação artificial. A observação da conduta sexual dos animais é indispensável para o sucesso da estação reprodutiva em uma determinada propriedade. Logo, o estudante obterá o alicerce necessário sobre os pontos teóricos e práticos a serem observados para a seleção dos animais aptos (...) para a reprodução, além dos meios de identificação comportamental dos animais no que se refere a atividade cíclica das fêmeas. • _____INTRODUÇÃO O comportamento sexual característico de fêmeas e machos devem-se, por um lado, ao ambiente endócrino do organismo e, por outro, a uma influência da aprendizagem obtida ao longo da vida. Este comportamento é indispensável para alcançar a cópula em um momento apropriado, a fim de alcançar uma fertilização que culmina com a gestação. Conhecer as características do comportamento reprodutivo das diferentes espécies domésticas é de grande utilidade para poder determinar o momento ideal de serviço nas fêmeas, bem como para avaliar a capacidade reprodutiva dos machos; também serve para detectar algumas alterações que modificam o comportamento sexual normal. No caso das fêmeas, o comportamento sexual distintivo está limitado ao estágio do ciclo estral conhecido como estro, enquanto nos machos, a atividade reprodutiva pode acontecer a qualquer momento. Nas fêmeas e nos machos das espécies sazonais, o comportamento sexual é suprimido ou diminuído, respectivamente, durante as épocas de anestro. Existem espécies em que certas mudanças observáveis no comportamento ou na genitália são suficientes para identificar as fêmeas no cio. Outras espécies, entretanto, requerem necessariamente a presença do macho para poder expressar seu comportamento estral e somente quando ele estiver presente será possível estabelecer o momento em que a fêmea está em estro. Em determinadas propriedades, o macho reprodutor somente é utilizado para cobrir as fêmeas em cio; o trabalho de detecção das fêmeas que pode ser desgastante para o reprodutor é realizado por um outro macho conhecido como rufião. Esse animal não cobre as fêmeas, apenas é utilizado para a observação de fêmeas aptas à monta. É comum que, quando se fala em comportamento sexual, seja dada mais importância à fêmea do que ao macho, pois seu comportamento é aquele que se limita a períodos curtos, além de ser aquele que permitirá a cópula; mas os machos também têm uma participação muito ativa, pois além de atrair e detectar as fêmeas no cio, devem ser capazes de realizar a cópula com sucesso. Através da conduta sexual dos machos é observada sua eficiência reprodutiva, isto é, se ele possui a capacidade de detecção e cobrição padrão esperada de um reprodutor. Se as observações forem negativas, o ideal é a realização de um exame andrológico. • _____ETAPAS DO COMPORTAMENTO SEXUAL O comportamento sexual feminino possui três finalidades: atrair o macho (atração) por meio de sinais e da busca ativa do mesmo, estimular o macho para realizar a cópula (proceptividade), ao qual alcançam exibindo-se ante o mesmo, e facilitar a cópula (receptividade) ao permanecer imóvel, realizando a lordose (figura 1) e o movimento lateral da cauda. Figura 1: reflexo de lordose na vaca e na gata, ambas em cio. Os machos também apresentam três estágios comportamentais; na primeira, procuram ativamente as fêmeas, realizam atividades de cortejo, se aproximam da fêmea e se estimulam sexualmente (fase pré-copulatória) (figura 2). Assim que detectam uma fêmea no cio, realizam a monta, que inclui movimentos pélvicos, penetração e ejaculação (fase copulatória). No final, eles exibem um estágio de descanso e desinteresse pela fêmea no cio, conhecido como estágio pós-copulador ou refratário. Figura 2: comportamento sexual de um macho caprino ante uma fêmea. A etapa pré-copulatória consiste na aproximação do macho, no ato de fugar que é o de cheirar a vulva da fêmea. Quando a fêmea urina o macho cheira e produz o reflexo de flehmen. Por último o macho escoiceia a fêmea para depois realizar a monta na etapa copulatória. • _____ESTIMULAÇÃO SEXUAL A estimulação sexual é um componente essencial para que o comportamento sexual ocorra. Como parte desse estímulo, machos e fêmeas de algumas espécies secretam substâncias voláteis conhecidas como feromônios fora do corpo, que exercem sua ação sobre outros indivíduos da mesma espécie. Essas substâncias são detectadas pelo órgão vomeronasal (figura 3), também conhecido como órgão de Jacobson; localizado no osso vômer, entre o nariz e o céu da boca; que possui dois dutos nasopalatinos cujas aberturas estão localizadas atrás do lábio superior. A superfície desses dutos e do órgão é recoberta por um epitélio com neurônios bipolares sensoriais que captam feromônios e enviam informações, por meio de um estímulo nervoso, ao bulbo olfatório acessório e para o hipotálamo. Para facilitar a entrada de feromônios no órgão vomeronasal, os ruminantes machos e equinos, bem como algumas fêmeas, realizam o reflexo de Flehmen (figura 4), que consiste em um movimento facial em que o lábio superior é levantado para expor a abertura dos dutos nasopalatinos. Determinou-se que as fêmeas produzem feromônios que são secretados na urina, bem como no muco cervical e vaginal, a fim de atrair o macho e promover sua atividade sexual; estimulação conhecida como efeito feminino indireto. Esses feromônios também podem estimular outras fêmeas; na verdade, foi visto que as fêmeas que estão juntas sincronizam a apresentação de seu estro e podem até iniciar a estação reprodutiva juntas. Este fenômeno é conhecido como efeito feminino-feminino ou efeito feminino direto. Figura 3: olfateio da genitália pelo macho. Aqui o macho é atraído pelo feromônio que a fêmea produz e exala pela vagina. Figura 4: movimento do lábio superior típico do reflexo de Flehmen. Os machos sexualmente ativos, por sua vez, também emitem feromônios, que podem ser detectados na urina, na secreção de algumas glândulas sebáceas, nas glândulas ante-orbitais de carneiros e, no caso de porcos, na saliva (figura 5). Essas emissões são dependentes de andrógenos, logo os machos castrados não conseguem produzi-las. Esses feromônios, sinergicamente com as vocalizações e o comportamento do macho, exercem um efeito bioestimulante eficiente conhecido como efeito macho, que é uma alternativa ecológica e econômica para a manipulação do ciclo estral de fêmeas domésticas. O efeito macho tem sido usado com sucesso para esse fim em ovinos, caprinos, suínos e, em menor medida, em bovinos. Figura 5: salivação em reprodutores suínos, com o qual estimulam as fêmeas. Com o efeito macho, é possível causar um aumento na frequência de secreção dos pulsos de LH, o que acelera o início da atividade reprodutiva nas fêmeas durante os períodos pré-púbere, estacional ou pós-parto; também prolonga a estação reprodutiva em fêmeas sazonais. Há não mais de uma década, considerava-se que esse efeito só funcionava em tempos de transição para a estação reprodutiva ou para o anestro; agora sabemos que os machos podem estimular as fêmeas mesmo durante anestro profundo, que ocorre desde que sejam estimulados e exibam comportamento sexual suficiente para interagir com as fêmeas. É importante notar que quando as fêmeas iniciam sua atividade reprodutiva, o efeito macho também pode ser usado para sincronizar a apresentação do cio e da ovulação. O efeito macho é mais eficiente quando é um estímulo novo, pois a introdução de um macho desconhecido, ou com o qual as fêmeas não tiveram contato anterior, é suficiente para causar ciclidade independentemente de estarem em coexistência com outro macho; este detalhe é importante visto que se considerava anteriormente que as fêmeas tiveram que permanecer completamente isoladas de todos os machos por, pelo menos, duas semanas. Foi constatado, inclusive, que toda vez que as fêmeas são expostas a um novo macho, ocorre um aumento na frequência dos pulsos de LH, com a consequente ovulação, ainda que a exposição ao macho não seja permanente ou constante. Foi sugerido que a presença intermitente de machos, algumas horas a cada 12 horas, é suficiente para estimular as fêmeas. Em ovelhas, foi descrito que a ovulação ocorre entre 50 e 56 h após o primeiro contato com o macho, variando de 30 a 72 h, tempo que pode dobrar quando se trata de animais pré-púberes. • _____DEFINIÇÃO DE ESTRO A palavra estro vem do grego oistros, que significa exaltação ou desejo desenfreado e se refere ao comportamento errático e nervoso que as vacas adotam quando são picadas pela mutuca ou mosca do estábulo (família Oestridae). O estro é uma fase reprodutiva que faz parte do ciclo estral das fêmeas de todos os mamíferos domésticos. É a fase mais fácil de reconhecer dentro deste ciclo, porque mudanças características são observadas no comportamento, nos ovários e nos órgãos genitais internos e externos. • _____CARACTERÍSTICAS DO ESTRO O estro é considerado a partir das características comportamentais das fêmeas, é a única fase do ciclo estral em que a fêmea mostra interesse pelo macho, aceitando o acasalamento e a cópula; por isso é definido como o período de receptividade sexual. O sinônimo utilizado com mais frequência é o cio. Se o foco de estudo dessa fase são as alterações que ocorrem no útero, o estro caracteriza a fase proliferativa, já que os estrogênios estão elevados, o que promove a proliferação tanto do endométrio quanto das glândulas endometriais. Nos genitais também ocorrem modificações que visam atrair o macho e favorecer a cópula, entre outras estão a hiperemia e o edema vulvar, além da secreção de muco cervical e vaginal (figura 6). Do ponto de vista dos processos ovarianos, o estro é uma fase que se classifica dentro da fase folicular do ciclo estral, ou seja, quando ocorre o desenvolvimento folicular. Os eventos endócrinos correspondentes podem ser consultados no trabalho sobre a endocrinologia reprodutiva . É necessário ressaltar que na maioria das espécies domésticas o comportamento estral ocorre quando as concentrações de estradiol são elevadas. A exceção pode ser observada na cadela, cujos níveis máximos de estradiol ocorrem durante o proestro, de forma que, quando o estro começa, as concentrações desse hormônio começam a diminuir. Esse declínio continua durante o estro, culminando quando as concentrações de estradiol caem para menos de 15 pg/ml. Isso acontece porque nessa espécie o pico de LH ocorre durante a transição do proestro para o estro, de modo que as concentrações de progesterona chegam a cerca de 1 ng/ml quando o comportamento estral começa e continuam a aumentar durante o estro. Figura 6: muco cristalino e fluido, característico de vacas em estro. • _____FATORES QUE PODEM AFETAR A MANIFESTAÇÃO DO ESTRO É importante lembrar que existem diferenças no grau e na forma em que ocorrem a manifestação e a duração do estro nas espécies animais, além da existência de variações individuais. Ainda temos parâmetros médios que podem ser usados para descrever este período em diferentes espécies. Em bovinos, por exemplo, pode-se fazer uma distinção entre bovinos especializados na produção de carne e bovinos leiteiros, onde a intensidade com que o estro se manifesta é menor no primeiro grupo, principalmente quando se trata de bovinos zebuínos. Em estudos genéticos realizados com bovinos, por outro lado, tem-se considerado que a intensidade da expressão da conduta sexual é uma característica hereditária (h2 = 0,21). Além disso, existe uma grande diversidade de fatores ambientais e sociais que podem modificar a apresentação dos ciclos estrais e a manifestação do comportamento estral. Fotoperíodo O principal regulador da estacionalidade reprodutiva é o fotoperíodo. A influência da mudança das horas do dia na atividade reprodutiva e, portanto, na apresentação do estro é amplamente determinada pela localização geográfica, e é maior à medida que a distância do equador aumenta. O fotoperíodo afeta principalmente as espécies que apresentam estro apenas em uma época do ano, conhecidas como poliéstricas sazonais. Nessas espécies, o fotoperíodo também pode modificar o tempo de início da puberdade. Nutrição Uma deficiência nutricional pode encurtar a estação de acasalamento e até mesmo suspendê-la se a desnutrição for severa. Em bovinos de corte, o reinício da atividade reprodutiva pós-parto ou puberdade também pode ser retardado quando a ingestão nutricional é inadequada. Aspectos sociais A superlotação pode atrasar o início da puberdade em animais jovens ou causar a ausência de ciclos estrais em adultos. Os efeitos fêmea e macho como estimulantes da ciclicidade também devem ser levados em consideração. Hierarquia Observado em cães cujas matilhas têm uma classificação hierárquica bem estabe-lecida, na qual os machos subordinados não têm permissão para acasalar com as fêmeas dominantes. Este comportamento é observado até mesmo em cães domésticos nos quais uma cadela dominante não permite ser montada facilmente, mesmo apresentando estro. Da mesma forma, em bovinos zebuínos, as vacas dominantes não aceitam que outras fêmeas as montem o que pode dificultar a detecção de estro a campo. Tipo de alojamento Quanto mais intensa a acomodação, menor a manifestação do comportamento sexual, pois há menos espaço para os animais interagirem entre si. É menos frequente observar as manifestações de estro se o local onde os animais estão alojados for muito grande e eles tiverem que caminhar grandes extensões para encontrar um animal com o qual possam se relacionar. Problemas nos membros Existem anomalias, principalmente nos membros posteriores, que impedem a fêmea de ter comportamento homossexual ou de aceitar a monta, pois causa dor tanto ao montar quanto ao ser montada. •_DURAÇÃO DO ESTRO E A RELAÇÃO COM O MOMENTO DA OVULAÇÃO Foi estabelecido que o pico de LH pode ser um bom preditor do tempo de ovulação, pois há uma alta correlação entre o tempo decorrido do pico de LH e a ovulação. Na Tabela 1 pode-se ver os períodos de duração do estro e o tempo em que o pico de LH e a ovulação ocorrem nas diferentes espécies domésticas. Tabela 1: momento de ovulação em diferentes espécies domésticas e a relação com o pico de LH. Espécie Duração do estro Ovulação Pico de LH até a ovulação (horas) Bovina 18 h (8 a 18 h) 10 h (4 a 16 h) de finalizado o estro 28 (24 a 32) Ovina 24 a 36 h 18 a 24 h após iniciado o estro 24 a 26 Caprina 36 h (24 a 48 h) 30 a 35 h após o início do estro 28 Suína 48 a 72 h 24 a 48 h após o início do estro 40 Equina 7 d (2 a 12 d) 1 a 2 d antes de finalizar o estro -- Canina 9 d (3 a 20 d) 2 a 3 d do início do estro (pode variar) 48 a 60 Felina 7 d (3 a 16 d) Induzida pela cópula 26 a 28 h depois 24 Onde d = dias; h = horas. Vale ressaltar que em equinos o aumento nas concentrações de LH ocorre gradati-vamente; um pico pré-ovulatório agudo não é visto como no resto da espécie, uma vez que o nível máximo desse hormônio é atingido um a dois dias após a ovulação. No entanto, deve-se entender que, no momento da ovulação, as concentrações de LH são altas o suficiente para desencadear a ovulação, como em qualquer outra espécie. A gata também apresenta uma particularidade no que diz respeito à ovulação, já que é um evento induzido pela cópula que estimula a liberação de LH, duas a quatro horas depois. No entanto, foi relatado que, às vezes, o pico de LH de uma única cópula pode ser insuficiente para induzir um nível adequado de LH, causando ovulação apenas em aproximadamente 50% das fêmeas. Por outro lado, verificou-se que entre 30 e 40% das fêmeas podem ovular espontaneamente. Além dos felinos, outras espécies com ovulação induzida são os leporídeos (por exemplo, o coelho e a lebre), os camelídeos (por exemplo a lhama, a alpaca, a vicunha e a camelo fêmea) e os mustelídeos (por exemplo, o visom, o furão e o arminho). • _____MECANISMOS PARA ATRAIR O MACHO Os mecanismos femininos de atração do macho podem ser divididos em dois tipos, de um lado, alterações na genitália externa, que por sua vez são consequência de processos endócrinos e modificações na genitália interna. Por outro lado, mudanças de comportamento, que por sua vez se dividem em dois tipos: cortejo e acasalamento. Mudanças nas genitais É importante observar que nas fêmeas todas as adaptações genitais são mediadas por altas concentrações de estrogênios, entretanto, é interessante notar que os efeitos podem variar de uma espécie para outra. Um padrão típico é o útero ficar túrgido, uma vez que os estrogênios promovem a contração muscular, aumento do suprimento sanguíneo e proliferação das glândulas endometriais; em éguas, ao contrário, os estrogênios fazem com que o útero fique edemaciado e sem tonalidade, enquanto o colo do útero parece relaxado, observações que devem ser consideradas ao realizar a palpação retal e a ultrassonografia. A imagem ultrassonográfica do útero da égua tem a aparência de uma “roda de vagão” (figura 7). Em carnívoros, o útero também apresenta edema durante o estro. Figura 7: imagem de ultrassom de um corte transversal do útero de uma égua em estro; observa-se edema grau 3, que provoca a típica imagem de “roda de carroça”. Fonte: HV-UFRPE. Outro efeito promovido pelos estrogênios é a produção de um muco cervical cristalino com certa viscosidade, que, mesmo quando ocorre em todos os animais, é mais abundante e característico nas vacas e, posteriormente, nas porcas (figura 6). O muco tem por finalidade favorecer a passagem dos espermatozoides para o útero, bem como reter aqueles que não são viáveis para que sejam fagocitados ou eliminados junto com as secreções vaginais. A secreção da cérvix é composta por glicoproteínas; dois tipos principais são reconhecidos: a sialomucina, que faz parte de um muco viscoso produzido nas áreas basais das criptas cervicais, e a sulfomucina, que é um muco altamente viscoso, um produto das células apicais. No caso da cadela, uma secreção com sangue pode ocorrer através da vulva (figura 8), isso se deve a uma diapedese causada por alta permeabilidade vascular em resposta aos estrogênios. A maioria das fêmeas apresentam esse corrimento durante o proestro e cerca de 70% continuarão com ele durante o estro. Uma proporção muito pequena de cadelas pode até continuar a ter secreção serossanguínea durante o início do diestro. Deve-se considerar que, quando a ausência de sangramento é relatada em cadelas, na verdade, pode ser devido à falta de observação, uma vez que pode ser escasso, ou passar despercebido se a mesma lamber com frequência, se a cor do pelo for escura ou possuir pelos muito longos, ou se for em grandes áreas onde a secreção é difícil de observar. Figura 8: aparência vulvar em cadelas. Esquerda: edema e hiperemia. À direita: secreção vulvar com sangue. O grau de hiperemia e edema vulvar varia nas diferentes espécies, sendo muito evidente nas porcas (figura 9). Em contraste, as gatas não têm receptores de estradiol nos lábios vulvares, razão pela qual não manifestam edema vulvar ou hiperemia. O inchaço acentuado e o alargamento da vulva na cadela são característicos da fase de proestro, devido às peculiaridades hormonais do seu ciclo. Na tabela 2 são mostradas as alterações mais comuns que ocorrem na genitália das diferentes espécies de mamíferos domésticos. Figura 9: aparência vulvar em porcas. Esquerda: vulva normal. À direita: hiperemia e edema típicos da fase de estro. Tabela 2: Mudanças características na genitália interna e externa, que ocorrem durante o estro em diferentes espécies domésticas Espécie Genitais externos Genitais internos Bovina Secreção abundante de muco cristalino. Pouco edema vulvar aparente e hiperemia. Turgor uterino Ovina Pouca secreção de muco abundante. Não há sinais muito evidentes. Turgor uterino Caprina Pouca secreção de muco abundante. Não há sinais muito evidentes. Turgor uterino Suína Pouca secreção de muco abundante. Hiperemia e edema vulvar muito aparente. Turgor uterino Equina Edema vulvar; as dobras dos lábios são frouxas. Vulva hiperêmica e com muco. Útero flácido e edematoso. Colo do útero macio e relaxado Canina Pode haver secreção com sangue. Edema vulvar muito aparente, lábios mais macios e alongados. Útero edematoso Felina Não há sinais evidentes. Turgor uterino Fonte: compilação de vários autores. Mudanças comportamentais Foi demonstrado que o comportamento sexual nas fêmeas é determinado pela secreção de estrogênios, principalmente 17β-estradiol, que percorre a corrente sanguínea como um sinal humoral e atinge o sistema nervoso central ao nível do hipotálamo, que possui um grupo de células entre o quiasma óptico e a região pré-óptica anterior, denominado centro sexual. Esses neurônios são responsáveis por transformar o estímulo humoral em um estímulo nervoso, que por sua vez induz o comportamento sexual. Em espécies como ovinos, e em menor grau os bovinos, observou-se que para a manifestação do comportamento estral ocorrer, o cérebro requer uma exposição prévia à progesterona que o sensibiliza para a ação dos estrogênios, que se dá pelas concentrações do ciclo anterior. Por isso, constatou-se que a primeira ovulação da estação reprodutiva ou puberdade (no caso dos bovinos a primeira ovulação pós-parto) ocorre sem manifestação de estro. É até a segunda ovulação que o comportamento normal do estro será observado. Esta condição é conhecida como ovulação silenciosa ou estro silencioso, e é indetectável para o trabalhador, o produtor e o veterinário, e que possui como principal causa os distúrbios nutricionais. Devido nas fêmeas o comportamento sexual se limitar a um curto período de horas ou dias, enquanto nos machos há poucas variações em seu comportamento sexual, aparentemente é ela quem inicia o comportamento de cortejo. Aparentemente, isso se deve ao fato de que, nos machos, o padrão de secreção de testosterona é constante e mostra apenas leves diminuições fora da estação reprodutiva em espécies sazonais. Nos machos, a testosterona é transformada no cérebro em estradiol para produzir o comportamento reprodutivo. Durante a fase de estro ocorrem manifestações comportamentais comuns a todas as espécies, como as seguintes:  Aumento geral da atividade física, isso se reflete no aumento da locomoção e que é direcionado à busca do macho;  Inquietação e movimento ao menor estímulo;  Ingestão diminuída;  Diminuição da produção de leite;  Aumento gradual da temperatura corporal;  Micção frequente na presença do macho: isso é importante, pois os feromônios responsáveis pela atração do macho estão presentes na urina;  Vocalizações frequentes, típicas de cada espécie;  Atração do macho. Na tabela 3 são apresentadas as características comportamentais mais comuns das fêmeas das diferentes espécies de mamíferos domésticos. Tabela 3: Comportamentos característicos durante o estro em diferentes espécies Espécie Conduta Bovina Monta entre fêmeas (conduta homossexual). Batidas antes da monta (figura 10). Aumento nas vocalizações. Ovina Movimentação da cauda. Pode haver conduta homossexual. Cabeça para trás em busca do macho. Caprina Movimento característico da cauda. Pode haver conduta homossexual. Cabeça para trás em busca do macho. Suína Grunhido característico (grunhido de estro). Falsas lutas. Pode haver pequena conduta homossexual. Orelhas eretas e projetadas para trás. Equina Diminuição da agressividade com o macho. Sem conduta homossexual. Mostra a área genital ante o macho e everte o clitóris. Espelhamento: contrações rítmicas dos lábios vulvares. Canina Reflexos contráteis na vulva e levantamento da cauda, inclinando-se para o lado, na presença do macho. Lambidas frequentes da região vulvar. Felina Inquietação. Chafurdamento. Miados característicos. Esfrega-se contra os objetos. Fonte: compilação de vários autores. O comportamento homossexual em fêmeas foi extensivamente estudado em bovinos (figura 10), por ser um dos sinais mais evidentes e importantes da manifestação do estro; ocorre em cerca de 70% dos animais e sua expressão é altamente influenciada pela hierarquia social do rebanho. Deve-se levar em consideração que os animais que estão em estro precisam interagir uns com os outros para expressar esse comportamento, sendo observada maior atividade quando há cerca de 20 fêmeas em estro. Sabe-se também que o tipo de instalações é imprescindível para a manifestação do comportamento homossexual, visto que os animais encontrados nos piquetes montam mais do que os alojados em instalações intensivas, isto fica ainda mais evidente quando o piso destas últimas é escorregadio. As montas entre fêmeas são observadas com maior frequência à noite, ocorrendo cerca de 70% das montas entre as sete da noite e as sete da manhã, o que se explica pelo fato de que durante estas horas os animais não são submetidos a nenhum manejo rotineiro, como ordenha, alimentação ou limpeza das instalações, além disso, acredita-se que os animais preferem montar nos períodos mais frios do dia, principal-mente em criações tropicais. Em bovinos de corte, sugere-se que tanto a fêmea que monta quanto a que é montada estejam em cio; ao contrário do gado leiteiro, em que se considera que o animal que monta está perto do cio, enquanto o que é montado está em cio. Figura 10: comportamento sexual em bovinos. À esquerda: batendo. À direita: comportamento homossexual. No caso de cadelas, deve-se levar em consideração que o comportamento homossexual está associado à hierarquia e dominância, mas não à manifestação do comportamento estral. Além disso, algumas fêmeas muito dominantes não permanecem imóveis na frente do macho, nem permitem que ele a monte, mesmo quando estão em estro. Na égua, uma característica do cio é o espelhamento, que consiste na abertura e fechamento dos lábios vulvares de forma rítmica, geralmente acompanhada pela eversão do clitóris (figura 11). Este último sempre ocorre durante a micção, mas neste caso a fêmea o faz na presença do macho, mesmo quando ela não está urinando. Uma vez que a fêmea no cio está na frente de um macho, ela exibe um comportamento receptivo; a atitude da fêmea é passiva e se caracteriza em todas as espécies pela imobilidade diante da monta do macho, considerada o sinal definitivo do estro. Em geral, a fêmea também adota uma postura diferenciada conhecida como lordose, pois arqueia as costas para baixo, ao mesmo tempo em que levanta a cauda e inclina-a, levantando também os lábios vulvares para promover a cópula. A descrição acima é muito típica dos ruminantes, da cadela e da gata. Na égua, ao contrário, a posição anterior à cópula implica em curvar a coluna para cima (cifose) e baixar a garupa ou inclinar a pelve. • ____COMPORTAMENTO SEXUAL DOS MACHOS O comportamento sexual do macho é muito importante, pois estima-se que o macho dominante pode ser responsável por até 80% dos nascimentos em um rebanho. Um fator a ser considerado é a libido, definida como a “disposição e entusiasmo” de um macho para tentar montar e servir a uma fêmea. No caso dos bovinos, estima-se que cerca de 21% dos machos em que a libido é avaliada não conseguem reproduzir. Isso se torna ainda mais crítico quando se leva em consideração que a libido baixa é hereditária e reproduzível, além de estar associada à puberdade tardia nas filhas. Figura 11: sinais feitos por éguas no cio. À esquerda: espelhamento. À direita: eversão do clitóris. Nos machos, as montas sem penetração e ejaculação durante a fase de cortejo (conhecidas como montas falsas) são muito importantes para estimular o desejo sexual e aumentar a quantidade e a qualidade do sêmen que mais tarde será ejaculado durante a cópula (figura 12). No caso dos touros, sabe-se que o macho monta na fêmea em média seis vezes antes de realizar a primeira cópula, embora o número de montas falsas seja reduzido nas ejaculações subsequentes. Figura 12: comportamento de um cachaço diante de uma fêmea no cio. À esquerda: olfateio dos flancos e salivação do macho. À direita: ereção e retirada do pênis. Na tabela 4 são listados os comportamentos típicos de machos de espécies de mamíferos domésticos durante o cortejo, detecção de fêmeas no cio e cópula. Tabela 4: Comportamentos característicos durante o cortejo e cópula em machos das diferentes espécies domésticas Espécie Conduta pré-cópula Conduta copulatória Bovina Reflexo de Flehmen; cheira e lambe a vulva; inquietude; esfrega o pescoço ou o focinho na fêmea; tentativa de montas. Salto ou golpe do rim; ejaculação precoce: 1 a 3 segundos pós-penetração. Ovina Reflexo de Flehmen; empurram e monta a fêmea; vocalizações; tentativa de montas; inquietude; mantém-se com os membros anteriores à garupa da fêmea (figura 13). Salto ou golpe do rim; ejaculação precoce: 1 a 2 segundos pós-penetração. Caprina Cheira a urina da fêmea e realiza o reflexo de Flehmen; urina a barba e o peito; apalpa o chão em volta da fêmea; vocalizações; língua dentro e fora da boca; cheira e bate na área genital; se sustenta com os membros anteriores à garupa da fêmea. Salto ou golpe do rim; ejaculação precoce: 1 a 2 segundos pós-penetração. Suína Cheira a região genital e dos flancos (figura 12); tentativas de montas; contato naso-nasal ou naso-genital; vocalizações; range os dentes e move as mandíbulas lateralmente; salivação e micção frequente; morde suavemente as orelhas e a cabeça da fêmea. Ereção depois da monta; contrações testiculares muito aparentes durante a ejaculação; ejaculação lenta: 5 a 20 minutos pós-penetração. Equina Vocalizações; reflexo de Flehmen; morde o pescoço da fêmea. Sinalização; movimento lateral da cauda durante a ejaculação; movimentos de fricção; ejaculação média: 20 a 60 segundos pós-penetração. Canina Tentativas de montas; reprodução. O macho se vira e fica abotoado durante a ejaculação; ejaculação lenta: 10 a 30 minutos, mas pode chegas até 50 pós-penetração. Felina Morde o pescoço da fêmea. A fêmea realiza o “ronco pós-coito” quando o macho desmonta. Fonte: compilação de vários autores. Depois de haver realizado com sucesso um serviço (um acasalamento acompanhado de ejaculação dentro do aparelho reprodutor da fêmea), os machos apresentam a fase pós-copulatória, também conhecida como período refratário, em que mostram desinteresse pela fêmea com quem acabam de realizar serviço. Esta fase tem duração variável entre os indivíduos, mas foi visto que eles podem retomar a atividade pré-copulatória e copulatória mais rapidamente se forem apresentados a uma fêmea diferente, fenômeno conhecido como “efeito Coolidge”. Os machos geralmente são capazes de realizar mais de uma cópula por dia antes de atingir a saciedade sexual. O número de cópulas varia entre espécies e indivíduos, portanto, suínos e equinos realizam em média três montas, enquanto pequenos ruminantes realizam 10 e bovinos até 20. Uma vez saciado, o macho pode parar de montar por um ou mais dias, mesmo que haja estímulo suficiente para induzir o comportamento sexual. Figura 13: monta em ovinos. É mostrado como o macho apoia os membros anteriores na garupa da fêmea. Nessa imagem o macho detectou o cio, por isso está usando um avental para impedir a penetração. • ____DETECÇÃO DE ESTROS (CIOS) A detecção adequada do estro é imprescindível para um bom manejo reprodutivo e produtivo dos animais do rebanho, pois é essencial determinar o momento ideal da monta ou inseminação artificial, que consequentemente atinge bons índices de fertilidade. A falha na detecção do estro (considerada uma das principais causas de perdas econômicas na pecuária), ocorre em função da baixa eficiência, bem como da precisão, dos métodos utilizados. A tabela 5 resume as consequências da falha na detecção do estro em vacas. Tabela 5: Consequências de falhas na eficiência e precisão dos testes utilizados para o diagnóstico de cio em bovinos Falha Eficiência (vacas não detectadas) Precisão (vacas mal detectadas) Aumenta-se Número de fêmeas vazias; Número de dias abertos; Intervalo entre partos. Números de serviços por concepção; Número de doses de sêmen. Diminui-se Número de crias por ano; Produção cárnea ou láctea. Fertilidade por serviço. Fonte: anotações de aulas na UFPB. Para implementar um programa de detecção de estro, é necessário ter alguns requisitos essenciais, como:  A identificação dos animais que deve ser realizada de forma clara de modo que o observador possa distingui-los claramente.  Os registros reprodutivos que permitem estimar a fase do ciclo estral em que os animais se encontram e ajudam a discernir os animais que sabemos que estão perto do cio daqueles que foram inseminados recentemente ou estão prenhes.  Um pessoal qualificado deve observar animais no cio; esse trabalho não pode ser confiado a qualquer pessoa; deve ser realizado por quem conheça bem os sinais de estro da espécie e que saiba considerá-los em conjunto; deve reconhecer, assim mesmo, a evidência da manifestação de comportamento sexual quando o animal estiver fora de seu campo visual. Outro ponto importante nos programas de detecção de estro é a escolha do método para o seu diagnóstico, que deve estar de acordo com aspectos como as características comportamentais da espécie, disponibilidade e facilidade de uso, custos, entre outros. Alguns dos métodos existentes para detecção de cio são descritos abaixo. Detecção visual Este tipo de detecção é baseado na observação a curtas e longas distâncias pela equipe da unidade de produção, em busca de mudanças genitais e comportamentais nas fêmeas; é amplamente utilizado no caso dos bovinos. Foi estudado que a eficiência na detecção visual do estro aumenta em paralelo com o número de observações realizadas por dia. Ou seja, se a observação for realizada apenas durante as atividades rotineiras da exploração, a eficiência será de 50%; quando se realizam duas observações com 12 h de intervalo, a eficiência aumenta para 70%; quando três observações são feitas por dia em intervalos de 8 h, a eficiência chega a 90% e quando a detecção visual é feita constantemente, a eficiência na detecção do estro chega a ficar entre 95 e 100%. No caso dos bovinos, a detecção visual se baseia, entre outros aspectos, na observação do comportamento homossexual, no aparecimento de muco cristalino pela vulva, bem como nas marcas de monta (culote e garupa sujos, direção dos pelos no sacro ao contrário); inquietação, busca pelo macho, inapetência e segregação. Deve-se levar em consideração que nem todas as espécies animais são passíveis de serem detectadas por esse método, pois há espécies em que não há alterações evidentes na genitália e seu comportamento não denota nenhum sinal característico e forte de estar em estro, como é o caso de ovinos, caprinos e equinos; no qual é necessário submetê-los à presença de um macho para poder saber adequadamente o seu estado reprodutivo. Teste de monta Este teste é utilizado especificamente em porcas e consiste em observar a reação à pressão que uma pessoa exerce sobre a garupa e a coluna do animal, considerando que as fêmeas que estão em estro permanecem estáticas, enquanto as que não se movem (figura 14). A eficiência desse teste pode variar consideravelmente, estando a fêmea submetida ou não a algum estímulo do macho. Isso significa que quando o teste é realizado apenas pelo experimentador sem nenhum contato com o macho, a eficiência fica em torno de 48%, ao passo que, se o realizarmos para que a fêmea possa cheirar e ouvir o macho, a eficiência pode chegar a 90%. Se a porca também vê e toca o macho, a porcentagem de eficiência pode ser aumentada em mais 3 a 7%, respectivamente; enquanto é 100% eficiente quando se aloja e interage com o macho. Figura 14: imobilidade durante a prova de monta em porcas. É importante considerar que embora o teste de monta seja usado principalmente em porcas, as fêmeas no cio de quase todas as espécies apresentam uma reação de imobilização quando a garupa é pressionada; elas também movem a cauda para o lado e podem levantar a vulva. Machos auxiliares e rufiões O macho é o mais eficiente em distinguir as fêmeas de sua espécie no cio, pois é capaz de detectar coisas imperceptíveis aos humanos. A utilização de machos auxiliares e/ou rufiões baseia-se na apresentação de um macho às fêmeas e na observação da resposta de todo o grupo. As fêmeas que permitem ser montadas pelo macho e permanecem imóveis são consideradas no cio. A “guarda” ou “auxílio” pode ser realizada duas vezes ao dia, com intervalos de 12 horas entre eles. Para se utilizar o método é fundamental que haja machos inteiros com boa libido, porém, bons reprodutores não devem ser usados para esse fim, pois podem se machucar por uma fêmea que não esteja no momento ideal ou podem ficar exaustos e recusam-se a montar quando seu uso como reprodutores for necessário. Nos equinos essa técnica diagnóstica é a mais utilizada e é conhecida como “provocação”, já que o macho auxiliar é denominado como provocador e deve ser feito diariamente ou em dias alternados durante o período de cio previsto; nesta espécie, as fêmeas podem ser muito agressivas, por isso é comum o uso de uma barreira protetora entre o macho e a fêmea (figura 15). Quando os machos auxiliares são usados, é interessante evitar que ocorra a cópula fértil com as fêmeas, então várias estratégias foram desenvolvidas, principalmente cirúrgicas, para que os machos utilizados possam ser:  Vestidos com um avental (figura 16);  Vasectomizados;  Epididectomizados;  Pênis desviado;  Com fixação peniana em forma de “S”;  Com obliteração do orifício prepucial;  Castrados e com tratamento androgênico. Os rufiões não são considerados machos auxiliares e sim como machos com capacidade de detectar uma fêmea apta para reprodução, porém sem a capacidade de fecundá-la. São utilizados na detecção de estros para monta natural ou inseminação artificial, já que sua presença estimula o cio e a ovulação na fêmea. Já que o animal não possui a capacidade de fecundar a fêmea, a obtenção de rufiões dá-se através de técnicas cirúrgicas como as citadas supra. Figura 15: provocação em equinos (método para instigar e/ou detectar a égua em cio). Figura 16: macho ovino vestido com avental para identificar a ovelha em cio. Fêmeas Em muitas unidades de produção, o uso de fêmeas (com certas características específicas) é preferível ao uso de machos para detecção de cio, pois seu manejo é mais simples e seguro, sua manutenção é menor e não há risco de ocorrência da penetração que pode ser uma fonte de transmissão de doenças. Por exemplo, fêmeas androgenizadas podem ser usadas, tanto tratadas exogenamente, quanto aquelas com pseudo-hermafroditismo ou freemartinismo. Palpação retal É um método muito útil no caso de bovinos e equinos, pois o estado reprodutivo em que o animal se encontra pode ser determinado de acordo com as estruturas ovarianas presentes, a tonicidade do tecido uterino e o tipo de corrimento vaginal que pode ser observado. Nessa técnica, a precisão e a eficiência dependem da experiência da sonda, bem como da correta subdivisão dos animais que são passados a ela para revisão. Ultrassonografia Com o uso do ultrassom em tempo real e sob o mesmo princípio da palpação retal, pode-se determinar o momento do ciclo estral; sua confiabilidade é maior quando comparada à palpação, pois os resultados são menos subjetivos. Medição de mudanças fisiológicas Toda fêmea em cio apresenta ligeiras mudanças fisiológicas nos seguintes aspec-tos:  Sua temperatura aumenta;  A frequência cardíaca aumenta;  A produção leiteira diminui. Essas mudanças, quando medidas repetidamente, são úteis para determinar o momento do estro. Quando as concentrações de progesterona no sangue estão abaixo de 1 ng/ml, indica que a fase lútea daquele animal terminou e que, portanto, está perto de apresentar estro ou que acabou de estar. No caso das cadelas, a dosagem da progesterona tem sido muito valiosa para determinar o momento do início do estro, mas sua interpretação é exatamente o inverso do resto das espécies, quando atinge o nível de 1 ng/ml, sabemos que está prestes a iniciar a receptividade sexual. A citologia vaginal esfoliativa realizada, sobretudo, nas cadelas e tem como princípio determinar o tipo de células presentes no esfregaço vaginal, de acordo com sua morfologia e número. Sua base é que as camadas celulares da mucosa vaginal se multiplicam à medida que o nível de estrogênio aumenta, fazendo com que as células da superfície, que estão em direção ao lúmen, morram e adquiram a aparência folheada ou floculada. Durante a fase estral, entre 80 e 100% das células observadas são superficiais e cornificadas ou escamosas. A confiabilidade do método é muito alta, mas são necessárias amostras seriadas, pois o padrão celular é cíclico e nem sempre uma amostra isolada indica com precisão o estágio do ciclo reprodutivo. Uma ferramenta útil em equinos é observar a tonicidade e coloração do colo do útero e vagina através de um vaginoscópio. As alterações observadas são consequência dos estrogênios e a aparência nos animais em estro é de uma estrutura com secreções, hiperêmicas e edematosas. Também é eficaz para uso em cabras. O aumento da atividade física pode ser medido com um pedômetro, que é um detector eletrônico que é colocado nas patas e mede a atividade motora das fêmeas; transmite um sinal para um computador que registra e representa graficamente os dados. Lembre-se de que os animais no cio apresentam maior mobilidade. Em geral, considera-se que uma fêmea no cio anda pelo menos duas vezes mais que as que não estão. A viscosidade do muco cervical pode ser medida com o estrón, que é um dispositivo usado em bovinos e cuja base é medir a resistência elétrica no fluido vaginal ou impedância, que é diminuída durante o proestro e o estro. Para aumentar a eficiência desta ferramenta é necessário realizar medições repetidas e manter registros individuais. Junto com os métodos descritos aqui, ajudas foram desenvolvidas para tornar a detecção do estro mais eficiente, entre as quais estão: Detectores de monta Esses dispositivos são muito diversificados, a maioria deles são colocados na linha média da garupa da fêmea, logo na frente da inserção da cauda, mas também podem ser colocados no peito ou abaixo do queixo e início da barbela do macho. Sua função é deixar uma marca distinguível ou registrar uma monta no animal que está no cio. Entre eles estão os seguintes. A pintura com giz de cera na altura da garupa, é comum usá-la para que quando uma vaca for montada por outra, a marca fique borrada ou desbotada, indicando que a fêmea está no cio (figura 17). O arnês de marcador que é colocado abaixo do queixo e início da barbela do macho (“Bola de queixo” figura 18) ou no peito, para que ao montar uma fêmea receptiva, pinte sua garupa deixando uma marca facilmente identificável. As manchas de tinta chamadas de patches “kamar” (figura 19), que são colocadas na garupa da fêmea e quando ela é montada por outro animal, o peso faz com que ela quebre o recipiente e libere uma tinta que podemos facilmente observar. O relógio de cio é um dispositivo eletrônico que se conecta à garupa da fêmea e registra o momento em que é montada (figura 20), quando pressionado pelo peso mantido por alguns segundos, emitindo um sinal que é recebido por um computador. Tem sido indicado que a precisão na detecção do estro com este método é muito alta, podendo chegar a 96%. Figura 17: vacas com pintura de giz de cera na linha dorsal, utilizada para diagnóstico do cio. À esquerda vaca não montada. À direita vaca que já foi montada, a qual a marca de giz aparece desbotada. Figura 18: uso do arnês marcador para diagnóstico de cio. À esquerda macho com marcador na barbela. À direita marca no dorso da fêmea realizada pela monta de um macho e que indica que o animal marcado está em cio. Figura 19: pastas de “kamar” para a identificação de fêmeas em cio. Figura 20: relógio de cio, dispositivo eletrônico para a detecção de montas À esquerda foto do dispositivo. À direita, vacas com o dispositivo na garupa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AURICH, Christine. Reproductive cycles of horses. Animal reproduction science, v. 124, n. 3-4, p. 220-228, 2011. AISEN, Eduardo G. Reprodução ovina e caprina. MedVet, 2008. BARTLEWSKI, Pawel M.; BABY, Tanya E.; GIFFIN, Jennifer L. Reproductive cycles in sheep. Animal reproduction science, v. 124, n. 3-4, p. 259-268, 2011. 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Mechanisms regulating follicular development and selection of the dominant follicle. REPRODUCTION-CAMBRIDGE-SUPPLEMENT-, p. 71-90, 2003. WHITTEMORE, Colin et al. The science and practice of pig production. Blackwell Science Ltd, 1998. FIXAÇÃO DO ASSUNTO 1. O comportamento sexual dos animais é uma particularidade de cada espécie na iniciação da perpetuação da vida e que deve-se a quais fatores e por quê? 2. O que é anestro? É possível revertê-lo? 3. Defina e explique os estágios comportamentais de machos e fêmeas antes, durante e depois da cópula. 4. Defina e diferencia efeito fêmea e efeito macho. 5. Define e explique a estimulação sexual dos animais e como podemos induzi-la? 6. Defina e caracterize o estro das espécies zootécnicas. 7. Quais são os fatores que retardam ou adiantam a manifestação do cio e por quê? 8. Qual a relação direta ou indireta da duração do estro com o momento da ovulação? 9. Quais os mecanismos de atração dos machos? 10. Que mudanças ocorrem nas partes reprodutivas das fêmeas para a atração do macho? 11. Cite o comportamento característico das fêmeas durante o estro que visam a atração do macho para a cópula. 12. Disserte sobre a importância do macho e sobre seu comportamento sexual para o manejo reprodutivo. 13. Qual a importância e quais os meios de detecção do estro nas fêmeas. Como hipótese, você como criador utilizaria qual método de identificação e por quê? 14. Explique as principais diferenças entre machos reprodutores e machos rufiões. Como obter um rufião? (shrink)

According to some critics, if biology is a kind of reverse engineering for the nature, it is quite poorly prepared for the task. Thus, the issue is more likely with its ontology. Multiple hypotheses and conjectures found in papers on methodological issues claim that living systems should be viewed as complex networks of signal-transmitting paths, both neural and non-neural, that feature modularity and feedback circuits and are prone to emergent properties and increasing complexity. If so, we are on the eve (...) of a new stage in computer models development where not only computers are used to emulate life, but life itself is construed as a complex network of interacting natural computers. (shrink)

In the light of the results obtained during the last two decades in analysis of signals by time series, it has become evident that the tools of non linear dynamics have their elective role of application in biological, and, in particular, in neuro-physiological and psycho-physiological studies. The basic concept in non linear analysis of experimental time series is that one of recurrence whose conceptual counterpart is represented from variedness and variability that are the foundations of complexity in dynamic processes. (...) Thus, the recurrence plots and the Recurrence Quantification Analysis (RQA) are discussed. It is shown that RQA represents the most general and correct methodology in investigation of experimental time series. By it we arrive to inspect the inner structure of the time series connected to the signals under investigation. Linked to RQA we prospect also the method CZF, recently introduced by us. It is able to account for a true estimation of variability of signals in time as well as in frequency domain. And, consequently, it may be used in conjunction with classical Fourier analysis, accounting however that it is inappropriate in analysis of non linear and non stationary experimental time series. The use of CZF method in fractal analysis is also considered in addition to standard index as Hurst exponent. A large field of possible applications in neurological as well as in psycho-physiological studies is given. Also, there are given examples of other and (possibly linked) applications as example the analysis of beat-to-beat fluctuations of human heartbeat intervals that is sovereign in psycho-physiological studies. We give applications on some different planes to evidence the particular sensitivity of such methods. We reach the objective to show that the previously exposed methods are also able to predict in advance the advent of ventricular tachycardia and/or of ventricular fibrillation. The RQA analysis gives good results. The CZF method gives the most excellent results showing that it is able to give very significant indexes of prediction. We also apply such methods in investigation of state anxiety, and proposing in detail a quantum like model of such phenomenological status of the mind. (shrink)

Anxiety is a main contributor to human psychological sufferings. Its evolutionary sources are generally related to alert signals for coping with adverse or unexpected situations [Steiner, 2002] or to hunter-gatherer emotions mismatched with today environments [Horwitz & Wakefield, 2012]. We propose here another evolutionary perspective that links human anxiety to an evolutionary nature of self-consciousness. That approach introduces new relations between mental health and human mind. The proposed evolutionary scenario starts with the performance of primate identification with conspecifics [de Waal (...) 1998, 2008]. It is assumed that the evolution of that identification brought our ancestors to represent themselves as entities existing in the environment, like conspecifics were represented as existing in the environment. We consider that this process has implemented in the mind of our ancestors some first elements of self-consciousness [Menant 2014a]. But the same process has also produced new sufferings coming from identification with suffering or endangered conspecifics. In addition, the emerging performance of self-focus brought in the new feeling of being a suffering entity. We consider that all these new sufferings have created in the mind of our primate ancestors a huge anxiety increase, unbearable if not limited. Among the options available to limit that anxiety increase we focus on two of them that may have taken place. The first was a withdrawal from the process. Some primates may have simply rejected the evolution of identification (and with it self-consciousness). This may have led them to an ecological niche resulting in our today great apes. The second option was about limiting the causes of sufferings and taking advantage of possible resulting evolutionary benefits. This may have been achieved by developing performances like imitation, communication, simulation, synergy and ToM. Added to a positive feedback on identification these performances may have initiated an evolutionary engine that has accelerated the evolution toward human self-consciousness. That option is characterized by an early build up of anxiety limitation processes in an evolutionary nature of our human self-consciousness. This option corresponds to a human specificity and introduces anxiety management and self-consciousness as sharing a same evolutionary story. The build up of these anxiety management processes is now buried in the evolutiony story of our human mind. But these processes are still present in our minds at an unconscious level and participate to many of our human mental states and behaviors. Such positioning of anxiety management as part of the nature of human mind is new and makes available entry points for new understandings of human emotion, motivations and mental disorders. The proposed evolutionary scenario has been introduced in philosophy of mind [Menant 2011, 2014a, b] but it has not been so far explicitly part of primatology nor of psychology/psychiatry/ethics. We present here a drawing of the scenario with highlights on corresponding key points. More work is needed on these new evolutionary links between human mind and anxiety management. References: de Waal, F B.M. (1998). No imitation without identification. Behavioral and Brain Sciences (1998) 21:89. http://cogweb.ucla.edu/Abstracts/deWaal_98.html de Waal, F B.M. (2008). Putting the Altruism Back into Altruism: The Evolution of Empathy. Annu. Rev. Psychol. 2008, 59. http://www.life.umd.edu/faculty/wilkinson/BIOL608W/deWaalAnnRevPsych2008.pdf Horwitz, A. V. and Wakefield, J. C. (2012). All We Have to Fear: Psychiatry’s Transformation of Natural Anxieties into Mental Disorders. Oxford Univ. Press. 2012. Menant, C. (2011). Computation on Information, Meaning and Representations. An Evolutionary Approach. https://philpapers.org/rec/MENCOI Menant, C. (2014a). Proposal for an evolutionary approach to self-consciousness. https://philpapers.org/rec/MENPFA-3 Menant, C. (2014b). Consciousness of oneself as object and as subject. Proposal for an evolutionary approach. https://philpapers.org/rec/MENCOO Steiner, T. (2002). The biology of fear- and anxiety-related behaviors. Dialogues Clin Neurosci. 2002 Sep; 4(3): 231–249. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3181681/. (shrink)

How much does stimulus input shape perception? The common-sense view is that our perceptions are representations of objects and their features and that the stimulus structures the perceptual object. The problem for this view concerns perceptual biases as responsible for distortions and the subjectivity of perceptual experience. These biases are increasingly studied as constitutive factors of brain processes in recent neuroscience. In neural network models the brain is said to cope with the plethora of sensory information by predicting stimulus regularities (...) on the basis of previous experiences. Drawing on this development, this chapter analyses perceptions as processes. Looking at olfaction as a model system, it argues for the need to abandon a stimulus-centred perspective, where smells are thought of as stable percepts, computationally linked to external objects such as odorous molecules. Perception here is presented as a measure of changing signal ratios in an environment informed by expectancy effects from top-down processes. (shrink)

Recent discussions of animal communication and the evolution of language have advocated adopting a ‘pragmatics-first’ approach, according to which “a more productive framework” for primate communication research should be “pragmatics, the field of linguistics that examines the role of context in shaping the meaning of linguistic utterances”. After distinguishing two different conceptions of pragmatics that advocates of the pragmatics-first approach have implicitly relied on, I argue that neither conception adequately serves the purposes of pragmatics-first approaches to the origins of human (...) linguistic communication. My main aim in this paper is to motivate–and begin to articulate–an intermediary conception whose scope is narrower than Carnapian pragmatics but broader than Gricean pragmatics. To do so, I first spell out what I take to be the key insight offered by proponents of the Gricean approach concerning the emergence of linguistic communication, namely, its being communication ‘from a psychological point of view’. I then develop this insight using key elements from the anti-Gricean ‘biosemantic’ account of linguistic communication due to Ruth Millikan, Philosophical Perspectives 9, Ridgeview Publishing, Atascedero CA, 1995, Millikan R Varieties of Meaning. Mass.: The MIT Press, Cambridge, Millikan, Beyond concepts: unicepts, language, and natural information, Oxford University Press, Oxford UK, 2017, and elsewhere). I argue that the intermediary pragmatics-first approach that I propose, which draws on both Gricean and Millikanian resources, would be better equipped to serve the purposes of those who search for potential precursors of human linguistic communication in animal communication. (shrink)

Linguistic intuitions are a central source of evidence across a variety of linguistic domains. They have also long been a source of controversy. This chapter aims to illuminate the etiology and evidential status of at least some linguistic intuitions by relating them to error signals of the sort posited by accounts of on-line monitoring of speech production and comprehension. The suggestion is framed as a novel reply to Michael Devitt’s claim that linguistic intuitions are theory-laden “central systems” responses, rather than (...) endorsed outputs of a modularized language faculty (the “Voice of Competence”). Along the way, it is argued that linguistic intuitions may not constitute a natural kind with a common etiology; and that, for a range of cases, the process by which intuitions used in linguistics are generated amounts to little more than comprehension. (shrink)

Although the definition of ‘signal’ has been controversial for some time within the life sciences, current approaches seem to be converging toward a common analysis. This powerful framework can satisfactorily accommodate many cases of signaling and captures some of its main features. This paper argues, however, that there is a central feature of signals that so far has been largely overlooked: its special causal role. More precisely, I argue that a distinctive feature of signals is that they are minimal causes. (...) I explain this notion, suggest some strategies for identifying its instances and defend its relevance by means of conceptual and empirical considerations. (shrink)

One might think that if the majority of virtue signallers judge that a proposition is true, then there is significant evidence for the truth of that proposition. Given the Condorcet Jury Theorem, individual virtue signallers need not be very reliable for the majority judgment to be very likely to be correct. Thus, even people who are skeptical of the judgments of individual virtue signallers should think that if a majority of them judge that a proposition is true, then that provides (...) significant evidence that the proposition is true. We argue that this is mistaken. Various empirical studies converge on the following point: humans are very conformist in the contexts in which virtue signalling occurs. And stereotypical virtue signallers are even more conformist in such contexts. So we should be skeptical of the claim that virtue signallers are sufficiently independent for the Condorcet Jury Theorem to apply. We do not seek to decisively rule out the relevant application of the Condorcet Jury Theorem. But we do show that careful consideration of the available evidence should make us very skeptical of that application. Consequently, a defense of virtue signalling would need to engage with these findings and show that despite our strong tendencies for conformism, our judgements are sufficiently independent for the Condorcet Jury Theorem to apply. This suggests new directions for the debate about the epistemology of virtue signalling. (shrink)

This article reconsiders the early hominid ‘‘lithic niche’’ by examining the social implications of stone artifact making. I reject the idea that making tools for use is an adequate explanation of the elaborate artifact forms of the Lower Palaeolithic, or a sufficient cause for long-term trends in hominid technology. I then advance an alternative mechanism founded on the claim that competency in making stone artifacts requires extended learning, and that excellence in artifact making is attained only by highly skilled individuals (...) who have been taught and practiced for extensive periods. Consequently both competency and expertise in knapping comes at a high learning cost for both the individual learner and the social group to which they belong. Those high intrinsic costs of learning created contexts in which groups selected cost-reducing forms of social learning and teaching, and in which specialization could develop. Artifacts and their manufacturing processes probably acquired functions as social signals—as honest signals of valuable capacities. The magnification of these signals, through competition between knappers and through inspiring later craftspeople, may account for a substantial amount of the accumulated elaboration visible in the archaeological record. Consequently lithic artifacts operated as material symbols from an early time in hominid evolution. (shrink)

The article reviews on the technical attributes on current technologies deployed in outer space and those that are being developed and mass produced. The article refutes the Chinese state-controlled Xinhua News’ propaganda several years ago on objecting America’s deployment of nuclear technologies in outer space with rigorous scientific evidence. Furthermore, the article warns on the dangers of physical signals applied in outer space technologies that can threaten the solar system, especially the Mozi quantum satellite with photon beams. The article concludes (...) with the illicit practices by the Chinese state party with militant ambitions in the supposedly scientific institutions. It violates the spirit on the peaceful use of outer space, and goes against the 2222 (XXI) resolution adopted by the general assembly, including the 1967 Outer Space Treaty banning the stationing of weapons of mass destruction in outer space. (shrink)

Ethological theories usually attribute semantic content to animal signals. To account for this fact, many biologists and philosophers appeal to some version of teleosemantics. However, this picture has recently came under attack: while mainstream teleosemantics assumes that representational systems must cooperate, some biologists and philosophers argue that in certain cases signaling can evolve within systems lacking common interest. In this paper I defend the standard view from this objection.

Modern life sciences research is increasingly relying on artificial intelligence (AI) approaches to model biological systems, primarily centered around the use of machine learning (ML) models. Although ML is undeniably useful for identifying patterns in large, complex data sets, its widespread application in biological sciences represents a significant deviation from traditional methods of scientific inquiry. As such, the interplay between these models and scientific understanding in biology is a topic with important implications for the future of scientific research, (...) yet it is a subject that has received little attention. Here, we draw from an epistemological toolkit to contextualize recent applications of ML in biological sciences under modern philosophical theories of understanding, identifying general principles that can guide the design and application of ML systems to model biological phenomena and advance scientific knowledge. We propose that conceptions of scientific understanding as information compression, qualitative intelligibility, and dependency relation modelling provide a useful framework for interpreting ML-mediated understanding of biological systems. Through a detailed analysis of two key application areas of ML in modern biological research – protein structure prediction and single cell RNA-sequencing – we explore how these features have thus far enabled ML systems to advance scientific understanding of their target phenomena, how they may guide the development of future ML models, and the key obstacles that remain in preventing ML from achieving its potential as a tool for biological discovery. Consideration of the epistemological features of ML applications in biology will improve the prospects of these methods to solve important problems and advance scientific understanding of living systems. (shrink)

There has recently been an explosion of formal models of signalling, which have been developed to learn about different aspects of meaning. This paper discusses whether that success can also be used to provide an original naturalistic theory of meaning in terms of information or some related notion. In particular, it argues that, although these models can teach us a lot about different aspects of content, at the moment they fail to support the idea that meaning just is some (...) kind of information. As an alternative, I suggest a more modest approach to the relationship between informational notions used in models and semantic properties in the natural world. (shrink)

This article establishes grounds on which attributions of information and encoding in animal signals are warranted. As common interest increases between evolutionary agents, the theoretical approach best suited to describing their interaction shifts from evolutionary game theory to communication theory, which warrants informational language. The take-home positive message is that in cooperative settings, signals can appropriately be described as transmitting encoded information, regardless of the cognitive powers of signalers. The canonical example is the honeybee waggle dance, which is discussed extensively (...) in the second and third sections. The take-home negative message is that signals are not always a consequence of coadaptation. The communication theory approach is just one end of a continuum explored more thoroughly by evolutionary game theory. The fourth and fifth sections explore this wider framework, as well as overturning some widely held misconceptions about information theory. (shrink)

Since Boorse [Philos Sci 44(4):542–573, 1977] published his paper “Health as a theoretical concept” one of the most lively debates within philosophy of medicine has been on the question of whether health and disease are in some sense ‘objective’ and ‘value-free’ or ‘subjective’ and ‘value-laden’. Due to the apparent ‘failure’ of pure naturalist, constructivist, or normativist accounts, much in the recent literature has appealed to more conciliatory approaches or so-called ‘hybrid accounts’ of health and disease. A recent paper by Matthewson (...) and Griffiths [J Med Philos 42(4):447–466, 2017], however, may bear the seeds for the revival of purely naturalist approach to health and disease. In this paper, I defend their idea of Biological Normativity against recent criticism by Schwartz [J Med Philos Forum Bioethics Philos Med 42(4):485–502, 2017] and hope to help it flower into a revival of naturalist approaches in the philosophy of medicine. (shrink)

Skyrms, building on the work of Dretske, has recently developed a novel information-theoretic account of propositional content in simple signalling systems. Information-theoretic accounts of content traditionally struggle to accommodate the possibility of misrepresentation, and I show that Skyrms’s account is no exception. I proceed to argue, however, that a modified version of Skyrms’s account can overcome this problem. On my proposed account, the propositional content of a signal is determined not by the information that it actually carries, but by (...) the information that it would carry at the nearest separating equilibrium of the underlying evolutionary dynamics. I show that this amended account yields reasonable ascriptions of false propositional content in a well-known formal model of the evolution of communication , and close with a discussion of the serious but perhaps not insuperable difficulties we face in applying the account to examples of signalling in the real world. (shrink)

Introspection is a fundamental part of our mental lives. Nevertheless, its reliability and its underlying cognitive architecture have been widely disputed. Here, I propose a principled way to model introspection. By using time-tested principles from signal detection theory (SDT) and extrapolating them from perception to introspection, I offer a new framework for an introspective signal detection theory (iSDT). In SDT, the reliability of perceptual judgments is a function of the strength of an internal perceptual response (signal- to-noise ratio) which is, (...) to a large extent, driven by the intensity of the stimulus. In parallel to perception, iSDT models the reliability of introspective judgments as a function of the strength of an internal introspective response (signal-to-noise ratio) which is, to a large extent, driven by the intensity of conscious experiences. Thus, by modelling introspection after perception, iSDT can calibrate introspection’s reliability across a whole range of contexts. iSDT offers a novel, illuminating way of thinking about introspection and the cognitive processes that support it. (shrink)