Sensory lateralization in the behavior of saiga antelope (Saiga tatarica) and gazelle (Gazella subgutturosa) in nature

Abstract

Латерализация мозга широко распространена среди позвоночных животных, и один из способов изучения асимметричного функционирования полушарий – регистрация асимметричного использования органов чувств – сенсорной латерализации. Копытные животные (отряды Парнокопытные и Непарнокопытные) являются удобной моделью для изучения сенсорной латерализации вследствие строения зрительной системы и особенностей поведения в природе. На данный момент, накоплено большое количество материала о сенсорной латерализации этой группы животных в разных типах поведения. Для объяснения разделения ролей между полушариями широко используются две гипотезы: гипотеза эмоциональной валентности и гипотеза приближения/избегания. Целью данной работы было протестировать данные гипотезы, используя как существующие, так и новые данные о поведении копытных в природе. Для этого был проведен анализ литературных данных о латерализации копытных и получены новые сведения о латерализации поведения джейрана (при избегании источника потенциальной опасности и при координации в группе) и сайгака (в бдительности и исследовании незнакомого объекта). Для исследования поведения джейрана были использованы видеозаписи перемещающихся групп животных, полученные с помощью квадрокоптера. Реакция на квадрокоптер фиксировалась как реакция на источник потенциальной опасности. В изученном поведении джейрана не удалось установить проявления латерализации. Для сбора материала по поведению сайгака были проведены наблюдения и эксперименты в природе. В состоянии бдительности (осматривании окружающего пространства) установлено предпочтение к концентрации внимания к стимулу, расположенному в правом поле зрения. При изучении незнакомого объекта, размещенного в знакомом ландшафте, сайгаки предпочитают использовать правый глаз и правую ноздрю. Полученные результаты вместе с данными из предыдущих работ на копытных не подтверждают ни одну из исследованных дихотомичных гипотез о разделении ролей между полушариями мозга.

Brain lateralization is widespread among vertebrates, and one of the ways of studying asymmetric hemispheric functioning is to register asymmetric use of the sensory organs - sensory lateralization. Ungulates (orders Artiodactyla and Perissodactyla) are a convenient model for studying sensory lateralization due to the structure of their visual system and their behavior in the wild. Large amount of material has been accumulated on the sensory lateralization of this group of mammals in a wide range of behaviors. Two hypotheses are widely used to explain the division of roles between hemispheres: the emotional valence hypothesis and the approach/withdrawal hypothesis. The aim of this work was to test these hypotheses using both existing and new data on the behavior of ungulates in the wild. An analysis of the existing papers describing lateralization of ungulates was performed and new information was obtained on the lateralization of the behavior of the goitered gazelle (when avoiding a source of potential danger and when coordinating in a group) and saiga (in vigilance and while studying an unfamiliar object). To analyze the behavior of the goitered gazelle, video recordings of moving groups of animals obtained with a quadcopter were used. The reaction to the quadcopter was recorded as a response to a source of potential danger. We failed to determine lateralization in the studied behavior of goitered gazelle. Observations and experiments in the nature were performed to collect material of the behavior of the saiga antelope. In a state of vigilance (inspecting the surroundings), a preference for concentration of attention to the stimulus located in the right visual field was observed. When exploring an unfamiliar object in a familiar landscape, saigas preferred to use their right eye and right nostril. These results, together with data from previous studies on ungulates, do not support any of the studied dichotomous hypotheses about the division of roles between brain hemispheres.