بروتوكول موحد لاختبار الأفضليات لتقييم رفاهية الأسماك
Summary
أحد الجوانب الأساسية لتقييم رفاهية الحيوانات في الأسر هو السؤال عما إذا كانت الحيوانات لديها ما تريد. هنا ، نقدم بروتوكولًا لتحديد تفضيل السكن في سمك الحمار الوحشي(Danio rerio)فيما يتعلق بوجود / عدم الإثراء البيئي والوصول إلى تدفق المياه.
Abstract
تحاول تقنيات تقييم رعاية الحيوان أن تأخذ في الاعتبار الاحتياجات والرغبات المحددة للمملكة المعنية. غالباً ما يكون توفير التخصيب (إضافة الأشياء المادية أو الخصوصيات في بيئة السكن) وسيلة لإعطاء الحيوانات الأسيرة الفرصة لاختيار من أو ما تتفاعل معه وكيف تقضي وقتها. ومع ذلك، فإن أحد المكونات الأساسية للبيئة المائية التي غالباً ما يتم تجاهلها في الأسر، هو قدرة الحيوان على اختيار الانخراط في التمارين البدنية. بالنسبة للعديد من الحيوانات، بما في ذلك الأسماك، فإن ممارسة الرياضة هي جانب مهم من تاريخ حياتها، ومن المعروف أن لها العديد من الفوائد الصحية، بما في ذلك التغيرات الإيجابية في الدماغ والسلوك. هنا نقدم طريقة لتقييم تفضيلات الموائل في الحيوانات الأسيرة. ويمكن تكييف البروتوكول بسهولة للنظر في مجموعة متنوعة من العوامل البيئية (مثل الحصى مقابل الرمل كركيزة، والنباتات البلاستيكية مقابل النباتات الحية، وانخفاض تدفق المياه مقابل ارتفاع تدفق المياه) في الأنواع المائية المختلفة، أو للاستخدام مع الأنواع البرية. يتم إجراء التقييم الإحصائي للتفضيل باستخدام مؤشر تفضيل يعقوب، الذي يصنف الموائل من -1 (التجنب) إلى +1 (الأكثر تفضيلاً). مع هذه المعلومات، يمكن تحديد ما يريده الحيوان من منظور الرفاه، بما في ذلك موقعه المفضل.
Introduction
والأنظمة التي تحكم كيفية إيواء الحيوانات المختبرية في الأسر واضحة ومحددة جيداً. وتشرف الرابطة الدولية لتقييم واعتماد الرعاية المختبرية للحيوانات وتدير جميع المنظمات والمؤسسات التي تعمل مع الحيوانات البحثية، ولديها مبادئ توجيهية محددة لتربية الحيوانات وإسكانها المناسبين للأنواع. على سبيل المثال، توجيهات AAALAC بشأن إسكان ورعاية سمك الحمار الوحشي، دانيو ريو1 “تشجع بقوة” على استخدام التخصيب (إضافة الأشياء المادية أو الخصوصيات في بيئة الإسكان) عند إسكان سمك الحمار الوحشي في الأسر. ويمضي الدليل إلى القول: “إن توفير النباتات أو الهياكل الاصطناعية التي تقلد موئل سمك الحمار الوحشي يتيح للحيوانات الاختيار داخل بيئتها”.
تشير الأدلة إلى أن الإثراء يمكن أن يحفز نمو الخلايا العصبية الجديدة (تكوين الأعصاب) في مناطق الدماغ المشاركة في معالجة المعلومات المكانية2، ويعتقد أن هذه التغيرات العصبية ترتبط بالقدرة المعززة على التعلم3. وقد درست آثار الإثراء على التكوين العصبي والتعلم على نطاق واسع عبر مختلف التاكسي، بما في ذلك الأسماك4،5، الطيور6، الزواحف7، والثدييات8. على الرغم من أن هذه الأنواع من الدراسات مهمة لفهم آثار الإثراء على الدماغ والسلوك ، إلا أنها لا تأخذ في الاعتبار الخيارات أو التفضيلات الخاصة للحيوانات لبيئة معينة على أخرى.
سؤال أساسي يجب طرحه عند تقييم رفاهية الحيوانات الأسيرة هو ما إذا كانت الحيوانات لديها ما تريد9. طريقة للتحقيق في هذا السؤال الذي يوفر أدلة ملموسة هو تزويد الحيوانات مع الخيارات التي تسمح لنا لفهم تفضيلاتهم الذاتية. على سبيل المثال، بحثت دراستان ما إذا كان سمك الحمار الوحشي يفضل الوصول إلى بيئة غنية أو عادية، حيث تشير كلتا الدراستين إلى تفضيل المناطق التي تحتوي على التخصيب10،11. ومع ذلك ، فقد اقترح أيضا أن حمار وحشي تبدو غير مبال للإثراء البيئي12، وبالتالي فإن الإجابة على السؤال من الواضح أنها ليست واضحة المعالم. تطبيق آخر لاختبار تفضيل المرتبطة رعاية الحيوان يمتد إلى محاولة لفهم كيف تلعب جوانب مختلفة من بيئة غنية دورا في الخيارات التي يقوم بها الحيوان الفرد. في الأسماك وحدها ، وأنواع مختلفة من الإثراء لها آثار مختلفة على الدماغ والسلوك ، وهذه العلاقة تزداد تعقيدا بسبب الاختلافات الفردية في السمات الشخصية13. وعلاوة على ذلك، يمكن أن يكون اختبار الأفضليات مفيداً للدراسات المقارنة للإثراء البيئي. حتى عبر أنواع الأسماك المختلفة ، وقد ثبت أن الإثراء له تأثير على العديد من أنواع السلوك المختلفة ، بما في ذلك العدوان14، والجرأة15، والحركة16، وسلوك المخاطرة17.
مؤشر تفضيل يعقوب هو اختبار إحصائي يستخدم بشكل متكرر لتحديد تفضيلات الإسكان18. يحدد مؤشر تفضيل يعقوب قيمة لكل موطن مختلف استنادًا إلى عدد الحيوانات الموجودة في كل نوع من أنواع الموائل في نقاط زمنية مختلفة ، حيث يتراوح الأفضلية من -1 (التجنب) إلى +1 (الأكثر تفضيلًا). هنا نصف طريقة لاستخدام مؤشر تفضيل يعقوب للتحقيق في تفضيلات الإسكان في الأسماك واستخدام مثال تقييم خاصيتين مهمتين للبيئة المائية: 1) وجود أو عدم وجود التخصيب؛ 1) وجود أو عدم وجود التخصيب؛ 1) وجود أو عدم وجود التخصيب؛ 1) وجود أو عدم وجود التخصيب؛ 1) وجود أو عدم وجود التخصيب؛ (2) وجود أو عدم وجود التخصيب. و 2) تدفق المياه19. ومع ذلك، يمكن تكييف البروتوكول بسهولة للنظر في مجموعة متنوعة من العوامل البيئية (مثل الحصى مقابل الرمل كركيزة، والنباتات البلاستيكية مقابل النباتات الحية، وانخفاض تدفق المياه مقابل ارتفاع ها) عبر أنواع ومناظر طبيعية مختلفة (مثل المائية والبرية).
Protocol
Representative Results
Discussion
نقدم هنا تصميمتجريبي يسمح لنا بالتحقيق في تفضيلات الأسماك لأنواع مختلفة من الموائل. وتشمل بعض الخطوات الحاسمة الهامة في اختبار الأفضليات ما يلي: 1) ضمان الحفاظ على ظروف موحدة عبر مختلف اليكررات (مثل الضوضاء الخارجية أو الحركة، والتجارب، وكيمياء المياه، ومستويات الضوء)؛ و (2) ضمان الحفاظ عل?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من خلال زمالة التعاون البحثي ومعهد هاك في جامعة ولاية بنسلفانيا ، بالإضافة إلى وزارة الزراعة الأمريكية AES 4558. وامتثلت البحوث لجميع متطلبات رعاية الحيوانات وبروتوكولات استخدامها في جامعة ولاية بنسلفانيا؛ رقم IACUC 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).
