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Astrochelys radiata est une tortue douce, sensible et plutôt pacifiste. En captivité, elle se comporte, en dehors de la saison de reproduction, de manière tolérante et compatible envers ces congénères des deux sexes. Les tortues rayonnées élevées à la main deviennent très confiantes, aiment être nourries ainsi et caressées sous la tête. Adultes, les tortues apprivoisées reconnaissent leur gardien de loin et parfois interagissent. De part leur curiosité, elles viennent mendier de la nourriture pendant l’entretien de leur enclos, de sorte qu’il faut parfois les mettre dans une zone séparée. Les femelles semblent être plus sensibles et susceptibles d’être stressées durant les manipulations ou des soins particuliers que les mâles. Comme toutes les tortures, cette espèce n’aime pas être portée. Cependant, les individus apprivoisés peuvent tolérer d’être soulever brièvement, ou pour un transport, sans pour autant être stressés ou se mettre en mode de défense. Les animaux pris dans la nature ou ceux très timides réagissent au toucher et lorsqu’on les soulève par une rétraction immédiate et saccadée des membres. Un sifflement est souvent entendu, causé par la pression musculaire des membres rétractés sur les poumons et l'expulsion rapide de l'air par les narines. Si un prédateur présumé ne part pas, les animaux urinent un large jet de défense et de protestation. Une tortue étoilée effrayée ou blessée peut se replier si étroitement et convulsivement dans sa propre carapace, que les membres peuvent difficilement être retirés de la carapace à la main. Cela rend souvent l'examen et le traitement médical impossibles chez Astrochelys radiata.
Pendant la journée, les tortues rayonnées passent la plupart de leur temps à chercher leur nourriture. Elles sont plus actives le matin et en fin d’après-midi. Pendant la grande chaleur de midi, elles aiment s’endormir à l’ombre des buissons et des arbustes. Pendant de longues périodes de sécheresse, les animaux rampent dans des cachettes pour conserver l’énergie et les ressources dans une sorte d'état de rigidité. Les fonctions corporelles et le métabolisme sont alors fortement ralentis. Cette stratégie de survie est très efficace pendant la saison hivernale avec des températures froides la nuit ainsi que pendant les périodes de sécheresse aride. Cette stratégie est toujours initiée par la sécheresse extrême de l’environnement. La rigidité de la tortue due à cette sécheresse est inversée par l’approche de la saison des pluies. L’augmentation de l’humidité encourage les animaux à quitter leur cachette, s’accoupler et boire abondamment. Le temps chaud-humide est le stimulus déclencheur pour réactiver complètement l’organisme des tortues rayonnées. L’eau est une denrée rare et précieuse dans le sud-ouest de Madagascar et est toujours avidement consommée par les tortues lorsqu’elle est disponible. Pendant la saison des pluies, les animaux sont particulièrement actifs, de sorte que la plupart des accouplements se produisent également durant cette période. Ce comportement particulièrement actif peut également être observé en captivité dans l’enceinte extérieure avant, pendant et après les tempêtes chaudes d’été.
Dans le cas d’une excitation soudaine et importante, les tortues étoilées montrent un comportement très spécial. Elles soulèvent leur carapace parallèlement au sol grâce à leur pattes musclées, puis tendent leurs membres aux maximum. Elles peuvent rester ainsi plusieurs minutes. Les animaux montrent souvent ce comportement réflexe lorsqu’il commence à pleuvoir ou quand on les mouille gentiment avec de l’eau tiède. La signification de ce comportement frappant et quelque peu étrange, n’est pas connu. On suppose que ce réflexe naturel peut être spontanément déclenché par des vibrations au niveau du sol et des basses fréquences sonores, comme celles causées par l’approche d’orages et de chutes de pluie. L’état soudain d’excitation permet aux animaux de remplir rapidement leurs poumons avec beaucoup d’oxygène, augmenter la pression artérielle, et activer l’organisme entier plus rapidement, indépendamment de la température. La tortue pourrait ainsi se réveiller plus rapidement de son état rigide mentionné plus haut, ou d’un autre état inactif. Elle pourrait alors, lorsque la pluie commence à tomber, absorber autant de liquide que possible avant que cette dernière ne s’infiltre dans le sol calcaire desséché et perméable à l’eau. Cette "activation de puissance" réflexe de l’organisme pourrait être une adaptation à un habitat très sec afin de pouvoir réguler à nouveau l’équilibre hydrique aussi rapidement et efficacement que possible.