Стандартизированный протокол для тестирования предпочтений для оценки благосостояния рыб
Summary
Фундаментальный аспект оценки благополучия животных в неволе заключается в том, чтобы спросить, есть ли у животных то, что они хотят. Здесь мы представляем протокол для определения жилищных предпочтений в зебрафиш(Danio rerio) в отношении наличия / отсутствия экологического обогащения и доступа к течению воды.
Abstract
Методы оценки благосостояния животных пытаются принять во внимание конкретные потребности и желания животного в вопросе. Обеспечение обогащения (добавление физических объектов или конспецифических веществ в жилищную среду) часто является способом дать неволе животных возможность выбирать, с кем или с чем они взаимодействуют и как они проводят свое время. Фундаментальным компонентом водной среды, которая часто упускается из виду в неволе, однако, является способность для животного, чтобы выбрать для участия в физических упражнений. Для многих животных, в том числе рыбы, физические упражнения является важным аспектом их истории жизни, и, как известно, имеют много преимуществ для здоровья, в том числе положительные изменения в мозге и поведении. Здесь мы представляем метод оценки предпочтений среды обитания у животных в неволе. Протокол можно легко адаптировать для изучения различных факторов окружающей среды (например, гравия против песка в качестве субстрата, пластиковых растений по сравнению с живыми растениями, низкого потока по сравнению с высоким потоком воды) у различных водных видов или для использования в наземных видах. Статистическая оценка предпочтений проводится с использованием индекса предпочтений Иакова, который оценивает среду обитания с -1 (избегание) до No1 (наиболее предпочтительно). С помощью этой информации, можно определить, что животное хочет с точки зрения благосостояния, в том числе их предпочтительным местом.
Introduction
Правила, регулирующие порядок размещения лабораторных животных в неволе, являются четкими и четко определенными. Международная ассоциация по оценке и аккредитации лабораторных животных (AAALAC) осуществляет надзор и управление всеми организациями и учреждениями, которые работают с исследовательскими животными, и имеет конкретные руководящие принципы для животноводства и жилья, соответствующие видам. Например, Руководство AAALAC по вопросам жилья и ухода за зебрафишами, Danio Rerio1 “решительно поощряет” использование обогащения (добавление физических объектов или специфики в жилищной среде) при жилье зебры в неволе. В руководстве далее говорится: “Обеспечение искусственных растений или структур, которые имитируют среду обитания зебры позволяют животным выбор в их среде”.
Фактические данные свидетельствуют о том, что обогащение может стимулировать рост новых нейронов (нейрогенез) в областях мозга, участвующих в обработке пространственной информации2, и считается, что эти нервные изменения связаны с расширением способности к обучению3. Влияние обогащения на нейрогенез и обучение были широко изучены в различных таксонов, в том числе рыбы4,5, птицы6, рептилий7, и млекопитающих8. Хотя эти типы исследований важны для понимания влияния обогащения на мозг и поведение, они не принимают во внимание конкретные выборы или предпочтения животных для конкретной среды над другой.
Фундаментальный вопрос, чтобы спросить при оценке благосостояния животных в неволе является ли или не животные имеют то, что они хотят9. Способ исследовать этот вопрос, который предоставляет материальные доказательства, чтобы предоставить животным выбор, который позволяет нам понять их субъективные предпочтения. Например, два исследования исследовали ли зебрарыбы предпочитают доступ к обогащенной или простой окружающей среды, с обоими исследованиями, указывающими предпочтение областей, которые содержат обогащение10,11. Тем не менее, было также высказано предположение, что зебра рыбы кажутся равнодушными к экологическому обогащению12, так что ответ на этот вопрос, очевидно, не ясно. Другое применение тестирования предпочтений, связанных с благополучием животных, распространяется на попытки понять, как различные аспекты обогащенной окружающей среды играют определенную роль в выборе отдельного животного. В рыбе только, различные виды обогащения имеют дифференциальное воздействие на мозг и поведение, и эта связь еще более осложняется индивидуальными различиями в чертах личности13. Кроме того, тестирование предпочтений может быть полезным для сравнительных исследований по обогащению окружающей среды. Даже в различных видах рыб, обогащение было показано, что влияние на многие различные виды поведения, в том числе агрессии14, смелость15, передвижения16, и рискованное поведение17.
Индекс предпочтений Иакова является статистическим тестом, который часто используется для количественной оценки жилищных предпочтений18. Индекс предпочтений Иакова присваивает значение каждой другой среде обитания в зависимости от количества животных, присутствующих в каждом типе среды обитания в разных точках времени, где предпочтения варьируются от -1 (избегание) до 1 (наиболее предпочтительным). Здесь мы описываем метод использования индекса предпочтений Иакова для изучения жилищных предпочтений в рыбе и используем пример оценки двух важных характеристик водной среды: 1) наличие или отсутствие обогащения; и 2) поток воды19. Однако протокол можно легко адаптировать для изучения различных факторов окружающей среды (например, гравия против песка в качестве субстрата, пластиковых растений по сравнению с живыми растениями, низкого по сравнению с высоким потоком воды) различных видов и ландшафтов (например, водных и наземных).
Protocol
Representative Results
Discussion
Здесь мы представляем экспериментальную конструкцию, которая позволяет исследовать предпочтения рыб для различных типов мест обитания. Некоторые важные шаги, которые имеют важное значение при тестировании предпочтений, включают: 1) обеспечение одинаковых условий для различных репли?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана научно-исследовательской стипендией сотрудничества и Институтом Гек в Университете штата Пенсильвания, а также USDA AES 4558. Исследование соответствовало всем требованиям по уходу за животными и протоколам использования Университета штата Пенсильвания; МАКУК No 46466.
Materials
| Artificial Aquarium Plants | Smarlin | B07PDZQ5M5 | |
| Artificial Seaweed Water Plants for Aquarium | MyLifeUNIT | PT16L212 | |
| Experimental tanks | United State Plastic Corporation | 6106 | |
| Floating food ring | SunGrow | B07M6VWH9V | |
| Flow meter | YSI | BA1100 | |
| Jager Aquarium Thermostat Heater | Ehiem | 3619090 | |
| Master Water Quality Test Kit | API | 34 | |
| SPSS Statistics for Macintosh | IBM | Version 25.0 | |
| Submersible Pump, SL- | Songlong | SL-381 | |
| TetraMin Tropical Flakes | Tetra | 16106 | |
| Triple Flow Corner Biofilter | Lee's | 13405 | |
| Video camera | Coleman | TrekHD CVW16HD | |
| Windows Media Player (video software) | Microsoft | Windows Media Player 12 |
Riferimenti
- Reed, B., Jennings, M. Guidance on the housing and care of zebrafish, Danio rerio. AAALAC International. , 36 (2010).
- van Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. Neural consequences of environmental enrichment. Nature Reviews Neuroscience. 1, 191-198 (2000).
- Oomen, C. A., Berkinschtein, P., Kent, B. A., Sakisda, L. M., Bussey, T. J. Adult hippocampal neurogenesis and its role in cognition. Wiley Interdisciplinary Reviews – Cognitive Science. 5 (5), 573-587 (2014).
- DePasquale, C., Neuberger, T., Hirrlinger, A. M., Braithwaite, V. A. The influence of complex and threatening environments in early life on brain size and behaviour. Proceeedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 283 (1823), 1-8 (2016).
- Salvanes, A. G. V., et al. Environmental enrichment promotes neural plasticity and cognitive ability in fish. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 280, 1-7 (2013).
- Barnea, A., Pravosudov, V. V. Birds as a model to study adult neurogenesis: bridging evolutionary, comparative and neuroethological approaches. European Journal of Neuroscience. 34 (6), 884-907 (2011).
- LaDage, L. D., et al. Interaction between territoriality, spatial environment, and hippocampal neurogenesis in male side-blotched lizards. Behavioral Neuroscience. 127 (4), 555-565 (2013).
- Kempermann, G. Why New Neurons? Possible Functions for Adult Hippocampal Neurogenesis. Journal of Neuroscience. 22 (3), 635-638 (2002).
- Dawkins, M. S. Using behaviour to assess animal welfare. Animal Welfare. 13, 3-7 (2004).
- Kistler, C., Hegglin, D., Würbel, H., König, B. Preference for structured environment in zebrafish (Danio rerio) and checker barbs (Puntius oligolepis). Applied Animal Behaviour Science. 135, 318-327 (2011).
- Schroeder, P., Jones, S., Young, I. S., Sneddon, L. U. What do zebrafish want? Impact of social grouping, dominance and gender on preference for enrichment. Laboratory Animals. 48 (4), 328-337 (2014).
- Matthews, M., Trevarrow, B., Matthews, J. A virtual guide for zebrafish users. Lab Animal. 31 (3), 34-40 (2002).
- Näslund, J., Johnsson, J. I. Environmental enrichment for fish in captive environments: Effects of physical structures and substrates. Fish and Fisheries. 17 (1), 1-30 (2016).
- Oliveira, K. V., Barreto, R. E. Environmental enrichment reduces aggression of pearl cichlid, Geophagus brasiliensis, during resident-intruder interactions. Neotropical Ichthyology. 8 (2), 329-332 (2010).
- Brydges, N. M., Braithwaite, V. A. Does environmental enrichment affect the behaviour of fish commonly used in laboratory work. Animal Behaviour Science. 118, 137-143 (2009).
- Ahlbeck Bergendahl, I., Miller, S., Depasquale, C., Giralico, L., Braithwaite, V. A. Becoming a better swimmer: structural complexity enhances agility in a captive-reared fish. Journal of Fish Biology. 90 (3), 1112-1117 (2017).
- Roberts, L. J., Taylor, J., de Leaniz, C. G. Environmental enrichment reduces maladaptive risk-taking behavior in salmon reared for conservation. Biological Conservation. 144 (7), 1972-1979 (2011).
- Jacobs, J. Quantitative measurement of food selection. Oecologia. 14, 413-417 (1974).
- DePasquale, C., Fettrow, S., Sturgill, J., Braithwaite, V. A. The impact of flow and physical enrichment on preferences in zebrafish. Applied Animal Behaviour Science. 215, 77-81 (2019).
- Bekoff, M. . Encyclopedia of Animal Rights and Animal Welfare, 2nd edition. , 53 (2009).
- Fraser, D., Nicol, C. J. Preference and motivation research. Animal Welfare. , 183-199 (2011).
- Franks, B. What do animals want. Animal Welfare. 28, 1-10 (2019).
- Blaser, R. E., Rosemberg, D. B. Measures of anxiety in zebrafish (Danio rerio): dissociation of black/white preference and novel tank test. PLoS One. 7 (5), 1-8 (2012).
