梁 磊,許龍祥,劉家寬,陳 莉,賈春梅,尤金煒,董 敏,胡文娟,惲?xí)r鋒
(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院比較醫(yī)學(xué)科,全軍實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科普與倫理教育基地,全國(guó)科普教育基地,南京 210002)
隨著實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)的發(fā)展,對(duì)于動(dòng)物福利的要求也越來(lái)越高。現(xiàn)代科學(xué)研究表明,實(shí)驗(yàn)和單調(diào)環(huán)境所產(chǎn)生的壓力及其累積效應(yīng)仍然是一個(gè)損害實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的重要因素[1-3]。在解決這個(gè)問(wèn)題的諸多實(shí)踐中,“環(huán)境豐榮(environmental enrichment,EE)”是受關(guān)度比較高的一個(gè)[4],實(shí)驗(yàn)動(dòng)物玩具更是其中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。玩具對(duì)小鼠生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖性能方面的研究國(guó)外學(xué)者已有報(bào)導(dǎo)[5],國(guó)內(nèi)則非常罕見(jiàn)。本文以ICR小鼠為研究對(duì)象,觀察其生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖性能在玩具的干預(yù)下產(chǎn)生的變化,探討玩具對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠福利方面的影響。
SPF級(jí)ICR小鼠雄性20只,雌性20只,7~8周齡,體重22~25 g,由上海必凱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供【SCXK(滬)2008-0016】。實(shí)驗(yàn)在南京軍區(qū)南京總醫(yī)院比較醫(yī)學(xué)中心進(jìn)行【SYXK(軍)2012-0047】,動(dòng)物飼養(yǎng)使用無(wú)色非透明塑料籠盒(37.5 cm * 26 cm * 16 cm),光照為12 h明/暗交替,環(huán)境溫度20~24℃,相對(duì)濕度40%~70%, Co60滅菌全價(jià)飼料與高溫高壓滅菌飲用水,自由采食。
電子天平(Sartorius,CP224S型)
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物玩具選用Shepherd Shack?型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利紙窩,由未使用A4打印紙?jiān)偕瞥桑?jīng)Co60輻照滅菌,長(zhǎng)15.3 cm,寬8.7 cm,高6.2 cm,由益新(中國(guó))有限公司提供。玩具可被啃咬,但不會(huì)被進(jìn)食,發(fā)現(xiàn)破損后及時(shí)更換。
動(dòng)物隨機(jī)挑選并分組如下(n=10):
對(duì)照組:雌鼠與雄鼠1:1交配繁育,正常飼養(yǎng)。
實(shí)驗(yàn)組:雌鼠與雄鼠1:1交配繁育,飼養(yǎng)環(huán)境中添加玩具。
每天觀察動(dòng)物生活情況,記錄并統(tǒng)計(jì)各組第1~3胎的相關(guān)數(shù)據(jù),比較組間的差異。
1.3繁育性能觀測(cè)中生育的離乳仔鼠,按原分組繼續(xù)飼養(yǎng)至6周(n=10):
每天觀測(cè)仔鼠生長(zhǎng)情況,測(cè)量并記錄體重變化及飼料消耗,計(jì)算飼料效價(jià)(FER)。
飼料效價(jià)(FER)=體重增長(zhǎng)量/同時(shí)期飼料消耗量*100%
如表1所示,前2胎時(shí),實(shí)驗(yàn)組小鼠的胎間隔和懷孕率的數(shù)據(jù)都略優(yōu)于對(duì)照組,但并無(wú)統(tǒng)計(jì)意義。第3胎時(shí),實(shí)驗(yàn)組的胎間隔數(shù)據(jù)與對(duì)照組相比差異顯著,同時(shí)懷孕率也要明顯高于對(duì)照組。
如表2所示,實(shí)驗(yàn)組小鼠的產(chǎn)仔數(shù)與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)差異(P> 0.05),離乳率和離乳仔鼠體重?cái)?shù)據(jù)則有明顯提高,且差異顯著(P<0.05),同時(shí)顯著性有隨干預(yù)時(shí)間延長(zhǎng)進(jìn)一步增加的趨勢(shì)(第3胎時(shí)P<0.01)。
表1 各組小鼠1-3胎繁育性能1
表2 各組小鼠第1-3胎繁育性能2
表3 各組小鼠第1-3胎4-6周的生長(zhǎng)性能
如表3所示,實(shí)驗(yàn)組小鼠的生長(zhǎng)性能指標(biāo)相對(duì)于對(duì)照組小鼠變化明顯,但無(wú)統(tǒng)計(jì)意義。
實(shí)驗(yàn)中我們觀察到哺乳期時(shí)相對(duì)于對(duì)照組母鼠和仔鼠(圖1),實(shí)驗(yàn)組的仔鼠在母鼠的哺育下生活在紙窩里(圖2),環(huán)境相對(duì)隱蔽、安靜。斷乳后對(duì)照組小鼠更多的表現(xiàn)出靜臥、休息、睡眠等行為(圖3)以應(yīng)對(duì)環(huán)境的單調(diào)與枯燥[6],而實(shí)驗(yàn)組小鼠則十分活躍,追逐嬉戲頻繁(圖4)。同時(shí)我們根據(jù)此次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),結(jié)合同類及相關(guān)文獻(xiàn)[7-9],發(fā)現(xiàn)經(jīng)添加玩具后小鼠的繁育和生長(zhǎng)性能指標(biāo)幾乎都出現(xiàn)了比較明顯的提升,并且大部分都表現(xiàn)出了統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明玩具的添加豐富了實(shí)驗(yàn)組小鼠的生活環(huán)境,改善了生活條件,有效的提高了其交配行為,促進(jìn)小鼠運(yùn)動(dòng)嬉戲,從而使實(shí)驗(yàn)組小鼠繁育和生長(zhǎng)性能優(yōu)于對(duì)照組。
本研究所使用的紙窩只是小動(dòng)物玩具的一種,還有其他各類型的玩具。經(jīng)過(guò)對(duì)各類相關(guān)的文獻(xiàn)和綜述的整理與總結(jié),我們大致的將玩具分為以下幾個(gè)類型:庇護(hù)所類、運(yùn)動(dòng)器械類、啃咬咀嚼類及其他物質(zhì)環(huán)境豐富類。
庇護(hù)所類的玩具是最為常見(jiàn)、在實(shí)際應(yīng)用中使用率最高的,基本上在空間構(gòu)象上能起到遮蔽、隱藏效果的都算是庇護(hù)所類,最具代表性的就要屬“巢盒”和“通道”了。“巢盒”通常為倒扣碗狀,形狀除半球體外還有長(zhǎng)方體、椎體等,底部或頂部開(kāi)有若干出入口供動(dòng)物進(jìn)出,本實(shí)驗(yàn)所使用的紙窩就屬于“巢盒”的一種。巢穴是野生環(huán)境中小鼠抵御掠食者、對(duì)抗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手及應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的重要工具,是小鼠野生生活不可或缺的重要組成。而到了實(shí)驗(yàn)室里,實(shí)驗(yàn)小鼠仍然會(huì)使用墊料建構(gòu)簡(jiǎn)單的巢穴,充分說(shuō)明了巢穴對(duì)小鼠的必要性,需要巢穴乃是天性使然。顯然“巢盒”很好的滿足了這一需求,為小鼠提供了躲避、休息的場(chǎng)所,滿足了小鼠的筑巢天性。但有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)表明[10-11],“巢盒”的加入有可能引發(fā)雄性群居動(dòng)物的攻擊行為,構(gòu)成了傷害動(dòng)物的潛在威脅,反而造成動(dòng)物福利的損害,在使用時(shí)應(yīng)引起注意。因此,添加“巢盒”對(duì)獨(dú)居或少量動(dòng)物群居效果更好?!巴ǖ馈蓖婢哂性S多類型,比如“通道”本身有圓形、方形等,構(gòu)型上還有1型、L型、Y型、T型等。同樣“通道”也為小鼠提供了躲避、休息的場(chǎng)所,且本身結(jié)構(gòu)類似于野生小鼠天然洞穴的管狀構(gòu)型,一定程度上滿足了小鼠的探索天性,是一類小鼠十分喜愛(ài)的玩具。同時(shí),一些構(gòu)型較為復(fù)雜的如Y型、T型“通道”還兼具迷宮的特點(diǎn),可用于小鼠的行為學(xué)研究。總體來(lái)說(shuō)小鼠等嚙齒類動(dòng)物作為天生的被捕食物種,膽小且易受到驚嚇,在開(kāi)放空間會(huì)覺(jué)得易受到攻擊[12],在受到突然刺激時(shí)實(shí)驗(yàn)小鼠往往四散奔逃或拼命鉆入墊料。庇護(hù)所類的玩具為小鼠提供了隱蔽、躲藏的場(chǎng)所,滿足了小鼠的天性,幫助小鼠應(yīng)對(duì)外界變化,提升了安全感。
運(yùn)動(dòng)器械類的主要指一些可引發(fā)小鼠自主運(yùn)動(dòng)的物品或器械,如“跑臺(tái)”、“跑架”和“平衡木”等。小鼠常用睡眠、蜷縮等行為來(lái)忍受環(huán)境的枯燥乏味[6],長(zhǎng)期如此會(huì)造成小鼠的運(yùn)動(dòng)量嚴(yán)重不足,引發(fā)免疫及內(nèi)分泌障礙。運(yùn)動(dòng)器械的介入,引發(fā)了小鼠的自主運(yùn)動(dòng),增加了運(yùn)動(dòng)量。小鼠接觸、了解運(yùn)動(dòng)器械的過(guò)程很好的滿足了其探索欲望,釋放了天性,同時(shí)有助于促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展,提高認(rèn)知水平[13]。小鼠使用運(yùn)動(dòng)器械的過(guò)程又激發(fā)了身體機(jī)能,經(jīng)常性的觸發(fā)抓、握、跑、跳等動(dòng)作,有利于肌肉的構(gòu)建,并且鍛煉了平衡及協(xié)調(diào)能力,有助于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的發(fā)展。一些特殊的運(yùn)動(dòng)器械還可以作為某些實(shí)驗(yàn)的研究工具:如“跑臺(tái)”用于運(yùn)動(dòng)力竭的實(shí)驗(yàn)研究,“平衡木”用于行為學(xué)研究。
啃咬咀嚼類玩具通常以“咀嚼木塊”或“咬棒”形式出現(xiàn),它有一個(gè)顯而易見(jiàn)的作用,那就是滿足了小鼠啃咬物品的天性。小鼠等嚙齒類動(dòng)物因自身門齒的生長(zhǎng)特點(diǎn)需要定期啃咬硬物,所以大、小鼠的飼料往往都制作的質(zhì)地比較堅(jiān)硬,但這仍無(wú)法完全解決問(wèn)題,我們常常觀察到動(dòng)物會(huì)通過(guò)啃咬籠具來(lái)滿足需要。而且往往會(huì)有如高脂、高糖、高鹽等特殊飲食需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),使用的飼料過(guò)軟或過(guò)脆,那么動(dòng)物啃咬籠具的現(xiàn)象就會(huì)更為嚴(yán)重。很顯然“咀嚼木塊”或“咬棒”的添加完美的解決了這一問(wèn)題。同時(shí)此類玩具還分為可食和不可食兩類,不可食的僅滿足啃咬需求,可食的如“營(yíng)養(yǎng)咬棒”還可以用于對(duì)動(dòng)物進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)添加。有研究表明,應(yīng)激刺激產(chǎn)生時(shí)機(jī)體經(jīng)過(guò)一系列神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié),消耗儲(chǔ)備能量,增強(qiáng)糖原分解,提高血糖水平以應(yīng)對(duì)外界情況。當(dāng)刺激強(qiáng)度或持續(xù)時(shí)間超出機(jī)體調(diào)節(jié)范圍時(shí),儲(chǔ)備能量逐漸耗竭,機(jī)體應(yīng)對(duì)能力降低,對(duì)應(yīng)激的反應(yīng)由對(duì)抗轉(zhuǎn)向衰竭,導(dǎo)致應(yīng)激綜合征[14]。同時(shí)在此時(shí)期機(jī)體對(duì)某些特殊營(yíng)養(yǎng)素尤其是一些氨基酸和維生素類的需求會(huì)提高,及時(shí)補(bǔ)充有利于機(jī)體代謝平衡并恢復(fù)體力,維持正常的精神狀態(tài),降低疾病易感性[15-17]。因此“營(yíng)養(yǎng)咬棒”更適合用于強(qiáng)烈或長(zhǎng)期應(yīng)激導(dǎo)致福利明顯受損的動(dòng)物,用以調(diào)節(jié)機(jī)體代謝,改善福利狀況?!盃I(yíng)養(yǎng)咬棒”使用時(shí)還有一些注意點(diǎn):首先“營(yíng)養(yǎng)咬棒”的構(gòu)成要符合《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物小鼠大鼠配合飼料》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);第二,“營(yíng)養(yǎng)咬棒”的目的是補(bǔ)充缺乏營(yíng)養(yǎng)素,因此配伍所用成分不應(yīng)超出該種動(dòng)物常規(guī)飼料成分,具體比例應(yīng)根據(jù)動(dòng)物的實(shí)際情況確定;最后,“營(yíng)養(yǎng)咬棒”的添加還要顧及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),不能對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。這些情況在“營(yíng)養(yǎng)咬棒”的使用過(guò)程中應(yīng)加以注意。
除了以上幾種玩具以外還有其他一些可以豐富物質(zhì)環(huán)境的物品,如棉墊、棕墊、玩偶等,此類玩具的作用主要是在于豐富小鼠的物質(zhì)生活環(huán)境。小鼠接觸玩具的過(guò)程觸發(fā)其探索行為,能鍛煉其感受和認(rèn)知能力,同時(shí)探索過(guò)程還伴隨與同類的接觸,激發(fā)社會(huì)交往,鼓勵(lì)社會(huì)行為。我們建議,對(duì)此類玩具,即使未損壞也最好定期更換,盡量選擇不同顏色、不同樣式,保持小鼠對(duì)其的新鮮感,以增進(jìn)探索和社會(huì)行為的發(fā)生。
另外從材料上看大部分玩具主要是木質(zhì)和紙質(zhì)兩種,當(dāng)然其他的也有,比如金屬或塑料,但主要還是以木質(zhì)和紙質(zhì)兩種最為常見(jiàn)。首先這兩種材料價(jià)格相對(duì)低廉,同時(shí)也是野生環(huán)境中大、小鼠最容易獲取的材料。再次,對(duì)于小鼠來(lái)說(shuō)這兩種材料的保溫性和舒適性也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)金屬盒塑料制品的。同時(shí)還有大量文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)表明在諸多材質(zhì)中大、小鼠對(duì)木質(zhì)和紙質(zhì)材料更為喜愛(ài)[18-22]。紙質(zhì)材料與木質(zhì)材料相比對(duì)大、小鼠各方面影響差異不大,但小鼠對(duì)紙質(zhì)材料更為偏好。紙質(zhì)材料相比于木質(zhì)更為柔軟、更容易撕咬,產(chǎn)生的碎片同時(shí)還可以作為筑巢材料被加以利用,同時(shí)紙質(zhì)材料的細(xì)胞毒性要更低一些[23],且可以顯著增加哺乳期母鼠的泌乳量[24]。此外,玩具添加的時(shí)機(jī)與干預(yù)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短也會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生不同的影響[13,25-26],其他實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)此加以注意。
動(dòng)物福利被普遍認(rèn)可為五大自由,即免受饑渴的自由、生活舒適的自由、免受痛苦地自由、生活無(wú)恐懼感和悲傷感的自由及表達(dá)天性的自由[27]。通常的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼育環(huán)境較為單調(diào),只給予了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物極其有限的表達(dá)天性的機(jī)會(huì),同時(shí)動(dòng)物本身還要經(jīng)受一系列的實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期生活在這種環(huán)境中,壓力累積會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物產(chǎn)生機(jī)械重復(fù)、刻板或焦慮、煩躁等異常行為[1],對(duì)動(dòng)物福利產(chǎn)生不可忽視的損害和影響[2-3,28]。玩具的加入,豐富了實(shí)驗(yàn)小鼠的籠盒環(huán)境,變相增加活動(dòng)空間,改善了生活條件,滿足了其探索、躲避、筑巢、啃咬及嬉戲的要求,有助于實(shí)驗(yàn)小鼠的天性表達(dá)。生活在添加有玩具環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)小鼠精神放松、心情愉悅、行動(dòng)活躍,追逐、打鬧、攀爬等嬉戲頻繁,探索、躲避、抓撓等天性表達(dá)行為明顯增加,這些充分表明了玩具對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠的積極影響。但同時(shí)我們應(yīng)注意到像“巢盒”用以筑巢、隱蔽,“咬棒”用以啃咬磨牙等,任何一類玩具只從某一或某幾方面、一定程度的滿足了動(dòng)物的需求,離完全滿足,達(dá)到“康樂(lè)”動(dòng)物[29]的標(biāo)準(zhǔn)還相去甚遠(yuǎn)。因此,在使用動(dòng)物玩具時(shí)最為重要的就是各類玩具之間要相互補(bǔ)充,相互配合,爭(zhēng)取最全面、最大程度的滿足動(dòng)物的天性需求,努力營(yíng)造最接近野生自然生活條件的飼養(yǎng)環(huán)境,使玩具真正成為維護(hù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的有力保障。當(dāng)然“配合、補(bǔ)充”使用玩具也需要經(jīng)過(guò)調(diào)查與設(shè)計(jì)分析,不能為求“全面”而盲目濫用或以量取勝,以免造成不必要的浪費(fèi)。
綜合以上,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物玩具可以幫助實(shí)驗(yàn)小鼠改善生活,表達(dá)天性,一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)小鼠的產(chǎn)量且成本低廉,可以廣泛的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)小鼠的飼養(yǎng),在今后國(guó)內(nèi)提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)工作中具有很高的應(yīng)用前景。本文從玩具對(duì)小鼠生長(zhǎng)繁育性能的影響入手,進(jìn)而介紹了常見(jiàn)的小動(dòng)物玩具并加入了我們的看法與分析,尚有不足,需待以后對(duì)資料和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步的查閱、分析和整理。謹(jǐn)希望本文能為其他實(shí)驗(yàn)工作者提供一定的借鑒與參考。
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