Un protocole normalisé pour les tests de préférence pour évaluer le bien-être des poissons
Summary
Un aspect fondamental de l’évaluation du bien-être des animaux en captivité est de se demander si les animaux ont ce qu’ils veulent. Ici, nous présentons un protocole pour déterminer la préférence de logement dans le poisson zèbre (Danio rerio) en ce qui concerne la présence / absence d’enrichissement environnemental et l’accès à l’écoulement de l’eau.
Abstract
Les techniques d’évaluation du bien-être animal tentent de prendre en considération les besoins et les désirs spécifiques de l’animal en question. L’enrichissement (ajout d’objets physiques ou de congénères dans l’environnement du logement) est souvent un moyen de donner aux animaux captifs la possibilité de choisir avec qui ils interagissent et comment ils passent leur temps. Une composante fondamentale de l’environnement aquatique qui est souvent négligée en captivité, cependant, est la capacité de l’animal à choisir de s’engager dans l’exercice physique. Pour de nombreux animaux, y compris les poissons, l’exercice est un aspect important de leur histoire de vie, et est connu pour avoir de nombreux avantages pour la santé, y compris des changements positifs dans le cerveau et le comportement. Nous présentons ici une méthode d’évaluation des préférences en matière d’habitat chez les animaux captifs. Le protocole pourrait facilement être adapté pour examiner une variété de facteurs environnementaux (p. ex., le gravier par rapport au sable comme substrat, les plantes plastiques par rapport aux plantes vivantes, le faible débit par rapport à l’écoulement élevé de l’eau) dans différentes espèces aquatiques, ou pour une utilisation avec des espèces terrestres. L’évaluation statistique de la préférence est effectuée à l’aide de l’indice de préférence de Jacob, qui classe les habitats de -1 (évitement) à 1 (le plus préféré). Avec cette information, il peut être déterminé ce que l’animal veut du point de vue du bien-être, y compris leur emplacement préféré.
Introduction
Les règlements régissant la façon dont les animaux de laboratoire devraient être logés en captivité sont explicites et bien définis. L’Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC) International supervise et gère toutes les organisations et institutions qui travaillent avec les animaux de recherche et a des lignes directrices spécifiques pour l’élevage et le logement adaptés aux espèces. Par exemple, l’Orientation de l’AAALAC sur le logement et l’attention des poissons zèbres, Danio Rerio1, « encourage fortement » l’utilisation de l’enrichissement (ajout d’objets physiques ou de congénères dans l’environnement du logement) lorsqu’il loge des poissons zèbres en captivité. Le guide poursuit en ces qui concerne les « plantes ou structures artificielles qui imitent l’habitat du poisson zèbre permettent aux animaux de choisir dans leur environnement ».
Les preuves suggèrent que l’enrichissement peut stimuler la croissance de nouveaux neurones (neurogenèse) dans les zones du cerveau impliquées dans le traitement de l’information spatiale2, et on pense que ces changements neuronaux sont associés à une capacité d’apprentissage améliorée3. Les effets de l’enrichissement sur la neurogenèse et l’apprentissage ont été largement étudiés à travers divers taxons, y compris les poissons4,5, oiseaux6, reptiles7, et les mammifères8. Bien que ces types d’études soient importants pour comprendre les effets de l’enrichissement sur le cerveau et le comportement, ils ne prennent pas en considération les choix ou les préférences particulières des animaux pour un environnement particulier par-dessus un autre.
Une question fondamentale à se poser lors de l’évaluation du bien-être des animaux captifs est de savoir si oui ou non les animaux ont ce qu’ils veulent9. Une façon d’étudier cette question qui fournit des preuves tangibles est de fournir aux animaux des choix qui nous permettent de comprendre leurs préférences subjectives. Par exemple, deux études ont cherché à savoir si le poisson zèbre préfère avoir accès à un environnement enrichi ou à un environnement ordinaire, les deux études indiquant une préférence pour les zones qui contiennent de l’enrichissement10,11. Cependant, il a également été suggéré que le poisson zèbre semble indifférent à l’enrichissement environnemental12, de sorte que la réponse à la question n’est évidemment pas claire. Une autre application des tests de préférence associés au bien-être animal s’étend à essayer de comprendre comment différents aspects d’un environnement enrichi jouent un rôle dans les choix d’un animal individuel fait. Dans le seul poisson, différents types d’enrichissement ont des effets différentiels sur le cerveau et le comportement, et cette relation est encore compliquée par les différences individuelles dans les traits de personnalité13. En outre, les tests de préférence pourraient être utiles pour les études comparatives de l’enrichissement de l’environnement. Même à travers différentes espèces de poissons, l’enrichissement a été montré pour avoir un effet sur de nombreux types de comportement, y compris l’agression14, l’audace15, la locomotion16, et le comportement de prise de risque17.
L’indice de préférence de Jacob est un test statistique qui est fréquemment utilisé pour quantifier les préférences en matière de logement18. L’indice de préférence de Jacob attribue une valeur à chaque habitat différent en fonction du nombre d’animaux présents dans chaque type d’habitat à des moments différents, où les préférences vont de -1 (évitement) à 1 (le plus préféré). Nous décrivons ici une méthode d’utilisation de l’indice de préférence de Jacob pour étudier les préférences en matière de logement chez les poissons et prenons l’exemple de l’évaluation de deux caractéristiques importantes du milieu aquatique : 1) la présence ou l’absence d’enrichissement; et 2) le débit de l’eau19. Cependant, le protocole pourrait facilement être adapté pour examiner une variété de facteurs environnementaux (p. ex., le gravier par rapport au sable comme substrat, les plantes plastiques par rapport aux plantes vivantes, le débit d’eau faible par rapport à l’eau élevée) à travers différentes espèces et paysages (p. ex., aquatique salet et terrestre).
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous présentons ici une conception expérimentale qui nous permet d’étudier les préférences des poissons pour différents types d’habitats. Voici quelques étapes critiques qui sont importantes dans les essais de préférence : 1) veiller à ce que des conditions uniformes soient maintenues dans différentes répliques (p. ex., bruits ou mouvements externes, expérimentateur, chimie de l’eau, niveaux de lumière); 2) s’assurer que les zones sont tournées entre les répliques et qu’une quantité importante …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par une bourse de collaboration de recherche et le Huck Institute à l’Université d’État de Pennsylvanie, ainsi que l’USDA AES 4558. La recherche s’est conformée à toutes les exigences des protocoles de soins et d’utilisation des animaux de l’Université d’État de Pennsylvanie; IACUC 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 |
References
- 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).
