高建峰, 滕利, 郭銘, 周立, 包容, 饒艷, 楊四軍, 霍文哲*

(1. 武漢大學動物實驗中心，武漢430071； 2. 武漢市婦女兒童醫(yī)療保健中心病理科，武漢430016)

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DOI:10.11984/j.issn.1000-7083.20150243

環(huán)境豐容對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴行為的影響

高建峰1, 滕利2, 郭銘1, 周立1, 包容1, 饒艷1, 楊四軍1, 霍文哲1*

(1. 武漢大學動物實驗中心，武漢430071； 2. 武漢市婦女兒童醫(yī)療保健中心病理科，武漢430016)

目的 觀察環(huán)境豐容對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴行為學的影響。方法 30只食蟹猴(雌雄各半)隨機均分為對照組(A組，n=15)和環(huán)境豐容組(B組，n=15)，分別圈養(yǎng)在規(guī)格為0.7 m×0.8 m×0.9 m(寬×長×高)的單籠內(nèi)。對照組單籠內(nèi)僅設有食槽和飲水器，面向墻壁；環(huán)境豐容組置于另一個房間，單籠內(nèi)除設有食槽和飲水器外，還有吊環(huán)、不銹鋼球以及增加采食難度的小石塊和塑料瓶，單籠對面設有鏡子(猴子能看到自己和鄰近的同類)，同時間隔播放模擬海水聲、雷鳴雨聲及鳥叫聲等自然音響。實驗周期3個月，期間由固定觀察員于上午和下午各觀察記錄一次食蟹猴出現(xiàn)的異常行為，如吸指(趾)、吮生殖器、刻板轉(zhuǎn)圈、踱步、自傷、拔毛癖、嗜糞癖等。結(jié)果 隨著時間的延長，2組單籠圈養(yǎng)食蟹猴均出現(xiàn)不同程度的異常行為，其中對照組的異常行為發(fā)生率明顯高于環(huán)境豐容組(P<0.05)。結(jié)論 環(huán)境豐容對降低長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為有顯著影響。

豐容；食蟹猴；單籠圈養(yǎng)；刻板行為

非人靈長類實驗動物福利狀況越來越成為關(guān)注的問題(Meadeetal.，2014)。其中，行為異常在人工圈養(yǎng)非人靈長類實驗動物中十分常見(Bakeretal.，2009；Sommanustweechaietal.，2013；Wallaceetal.，2013)，原因可能是其進化程度更高和群居性更強(Márquez-Ariasetal.，2010)。圈養(yǎng)非人靈長類實驗動物頻繁出現(xiàn)刻板活動或自傷行為時，就意味著動物福利和研究數(shù)據(jù)的可靠性等問題隨之產(chǎn)生(Bellanca & Crockett，2002)。由于科學研究中基本是以人類為中心的觀念，導致動物福利一直是個很有爭議的話題(Chamove，1989)。實際上，動物不同的應激程度可以通過行為學或皮質(zhì)醇的水平來監(jiān)測(Suzukietal.，2002;Sulemanetal.，2004)。以往的研究已能鑒別出正?；蜻m宜的動物行為，如覓食和玩?；顒?，以及異?；虿贿m宜的活動，如刻板活動、嗜糞癖和過度的攻擊行為(Brüneetal.，2006)。本研究中動物福利的界定主要是異常行為，如吮指(趾)、刻板活動、攻擊行為和嗜糞癖等發(fā)生率的下降，以及在野外常見的覓食和玩?；顒釉龆?。圈養(yǎng)動物沒有能力改變生活環(huán)境，只能被動地去適應，異常行為的發(fā)生率會大幅增加，而通過有計劃地改善環(huán)境，如給予鏡子、玩具、音效等感官刺激，可以明顯改變這種狀況(Bloomsmith & Lambeth，2000；Olssonetal.，2003)。此外，群居環(huán)境，包括與同種動物的視覺、觸覺和氣味接觸對圈養(yǎng)動物同樣重要(Wojciechowski，2004)。本研究旨在評估環(huán)境豐容對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴行為的影響，以期為進一步研究生活環(huán)境對非人靈長類實驗動物身心健康影響的生理學機制提供理論依據(jù)和實驗參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 選用不同年齡段的食蟹猴30只，雌雄各半(表1)，飼養(yǎng)在實驗室單籠內(nèi)。自由采食、飲水，每天光照12 h，溫度控制在20 ℃～24 ℃，相對濕度55%～65%，實驗開始前進行7 d適應性飼養(yǎng)。

1.1.2 單體猴籠 所有單體猴籠均采用不銹鋼網(wǎng)制成，規(guī)格為0.7 m×0.8 m×0.9 m(寬×長×高)，符合美國國家學術(shù)出版社出版的“Guide for the Care and Use of Laboratory Animals”和中國科技部制定的“實驗動物環(huán)境及設施”國家標準中關(guān)于非人靈長類實驗動物單籠尺寸的規(guī)定。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗動物分組 實驗動物隨機均分為對照組(A組，n=15)和環(huán)境豐容組(B組，n=15)，分別圈養(yǎng)在單籠內(nèi)。對照組單籠內(nèi)僅設有食槽和飲水器，面向墻壁；環(huán)境豐容組置于另一個房間，單籠內(nèi)除設有食槽和飲水器外，還有吊環(huán)、不銹鋼球以及增加采食難度的小石塊和塑料瓶，單籠對面設有鏡子(猴子能看到自己和鄰近的同類)，同時間隔播放海水聲、雷鳴雨聲及鳥叫聲等模擬自然音響。

1.2.2 實驗周期及觀察記錄項目 實驗周期為3個月，期間由固定觀察員在不驚擾動物的情況下，分別于上午和下午觀察并詳細記錄每只食蟹猴出現(xiàn)的異常行為，如吸指(趾)、吮生殖器、刻板轉(zhuǎn)圈、踱步、自傷、拔毛癖、嗜糞癖等。

表1 食蟹猴年齡分布和性別信息

1.3 統(tǒng)計學分析

實驗數(shù)據(jù)應用SPSS 17.0進行單因素方差分析；用平均數(shù)±標準差表示。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義，P<0.01表示差異有高度統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境豐容對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

隨著時間的延長，2組單籠圈養(yǎng)食蟹猴均出現(xiàn)不同程度的異常行為(表2)，其中，對照組的異常行為發(fā)生率明顯高于環(huán)境豐容組(P<0.05)(圖1)。

2.2 年齡對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響(表3)

表2 長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為記錄

圖1 環(huán)境豐容對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

對照組中，中年食蟹猴異常行為發(fā)生率顯著低于青少年(P<0.05)，老年與青少年的差異無統(tǒng)計學意義(圖2)；環(huán)境豐容組中，老年食蟹猴異常行為發(fā)生率明顯高于青少年(P<0.05)，中年與青少年的差異無統(tǒng)計學意義(圖3)。

2.3 性別對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響(表3)

對照組中，性別對青少年、中年和老年異常行為的發(fā)生率沒有顯著影響(圖4)；與之相似，性別對環(huán)境豐容組3個年齡段的異常行為發(fā)生率也沒有明顯影響(圖5)。

3 討論

表3 年齡和性別對長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

圖2 年齡對對照組長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

基于我國經(jīng)濟社會的發(fā)展階段和基本國情，目前國內(nèi)實驗動物相關(guān)研究和設施設計大多只是考慮滿足動物生存基本需要，而忽視了影響動物福利的諸多因素，尤其是科學研究中用到的非人靈長類實驗動物，因限于場地和操作難度等因素，通常采用單籠飼養(yǎng)，所以動物異常行為發(fā)生率普遍較高，實驗數(shù)據(jù)的可靠性也值得懷疑(孫曉梅等，2008)。發(fā)達國家如英國、美國、加拿大和歐盟等不僅建立了比較完善的動物福利法律體系，而且執(zhí)法較為嚴格。因此，隨著生物醫(yī)學研究國際合作的深入，國內(nèi)相關(guān)規(guī)章制度的完善，關(guān)注和改善實驗動物生存生活狀態(tài)不僅僅是倫理問題，而且是法律問題。研究顯示，生活環(huán)境能引起中國樹鼩滇西亞種Tupaiabelangerichinensis血激素水平變化和心理行為的改變(俞發(fā)榮等，2014)；非人靈長類動物在人工圈養(yǎng)條件下，除了刻板活動和攻擊行為頻率增加外，覓食和玩?；顒訒黠@下降(Dickie，1998；Mallapur & Choudhury，2003)，而覓食和玩?；顒邮欠侨遂`長類動物在野外生活狀態(tài)下的典型行為方式(Boccia & Hijazi，1998)。此外，Nieuwenhuijsen和De Waal(1982)研究發(fā)現(xiàn)，前述情況在黑猩猩屬Pan中同樣存在，表明圈養(yǎng)方式能夠顯著影響非人靈長類動物的行為活動(Reinhardt V & Reinhardt A，2000；Clarke & Mayeaux，2006)。

圖3 年齡對環(huán)境豐容組長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

圖4 性別對對照組長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

圖5 性別對環(huán)境豐容組長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的影響

本研究結(jié)果顯示，隨著單籠圈養(yǎng)時間的延長，2組食蟹猴均出現(xiàn)不同程度的異常行為，其中環(huán)境豐容組的異常行為發(fā)生率明顯低于對照組(P<0.05)，該結(jié)果與Boccia和Hijazi(1998)、Brent和Eichberg(1991)報道的圈養(yǎng)非人靈長類動物通過增加覓食難度等環(huán)境豐容措施可以有效降低動物攻擊及刻板行為的研究結(jié)果相一致。20世紀80年代，Ridley 和Baker指出異常行為主要由兩方面原因產(chǎn)生：生存環(huán)境的限制和社會群居生活的剝奪(Ridley & Baker，1982)。生存環(huán)境導致的典型反應是“籠具刻板癥”，如踱步，這種異常行為有時可以通過正向環(huán)境豐容來予以糾正。然而，社會群居生活的剝奪會造成神經(jīng)系統(tǒng)的永久性異常(Sackettetal.，1999)，在一些非人靈長類動物中會導致自傷行為的出現(xiàn)(Kraemer & Clarke，1990)。本研究結(jié)果提示，環(huán)境豐容能有效降低長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴出現(xiàn)的異常行為，其在改善動物福利和提高實驗數(shù)據(jù)可靠性方面發(fā)揮著重要作用。在此基礎(chǔ)上，我們進一步分析了年齡因素與食蟹猴異常行為間的關(guān)聯(lián)性。實驗結(jié)果顯示，無論對照組還是環(huán)境豐容組，年齡都是影響動物出現(xiàn)異常行為的一個重要因素。對照組中，青少年食蟹猴異常行為發(fā)生率明顯高于中年(P<0.05)，這一結(jié)果佐證了Bellanca和Crockett(2002)的報道，后者發(fā)現(xiàn)青少年短尾猴單籠圈養(yǎng)時間越長，其成年后出現(xiàn)的異常行為就越多；環(huán)境豐容組中，青少年食蟹猴異常行為發(fā)生率顯著低于老年(P<0.05)，該結(jié)果與Márquez-Arias等(2010)報道的青少年短尾猴異常行為在環(huán)境豐容條件下會下降的描述相一致(Márquez-Ariasetal.，2010)。此外，實驗結(jié)果顯示性別對食蟹猴異常行為的發(fā)生沒有統(tǒng)計學差異。

綜上所述，食蟹猴長期單籠圈養(yǎng)后會出現(xiàn)明顯的異常行為，通過有計劃地改善環(huán)境可以有效對抗這一不利影響。此外，我們的實驗結(jié)果確認年齡是影響長期單籠圈養(yǎng)食蟹猴異常行為的一個重要因素，幼年動物通常更容易受到生活環(huán)境的影響，其詳細機制有待進一步探究。

孫曉梅, 李春花, 葉尤松, 等. 2008. 促進人工飼養(yǎng)實驗獼猴心理康樂[J]. 中國比較醫(yī)學雜志, 18(2): 79-82.

俞發(fā)榮, 常青云, 連秀珍, 等. 2014. 生活環(huán)境條件對中國樹鼩血激素水平和心理行為的影響[J]. 中國實驗動物學報, 22(3): 62-66.

Baker KC, Bloomsmith M, Neu K,etal. 2009. Positive reinforcement training moderates only high levels of abnormal behavior in singly housed rhesus macaques[J]. Journal of Applied Animal Welfare Science, 12(3): 236-252.

Bellanca RU, Crockett CM. 2002. Factors predicting increased incidence of abnormal behavior in male pigtailed macaques[J]. American Journal of Primatology, 58(2): 57-69.

Bloomsmith M, Lambeth S. 2000. Videotapes as enrichment for captive chimpanzees (Pantroglodytes)[J]. Zoo Biology, 19(6): 541-551.

Boccia ML, Hijazi AS. 1998. A foraging task reduces agonistic and stereotypic behavior in pigtail macaques social groups[J]. Laboratory Primate Newsletter, 37(3): 1-5.

Brent L, Eichberg JW. 1991. Primate puzzleboard: a simple environmental enrichment device for captive chimpanzees[J]. Zoo Biology, 10(4): 353-360.

Brüne M, Brüne-Cohrs U, McGrew W,etal. 2006. Psychopathology in great apes: concepts, treatment options and possible homologies to human psychiatric disorders[J]. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 30(8): 1246-1259.

Chamove AS. 1989. Environmental enrichment: a review[J]. Animal Technology, 40(3): 155-178.

Clarke MR, Mayeaux DJ. 2006. Aggressive and affiliative behavior in green monkeys with differing housing complexity[J]. Aggressive Behavior, 18(3): 231-239.

Dickie L. 1998. Environmental enrichment for old world primates with reference to the primate collection at Edinburgh Zoo[J]. International Zoo Yearbook, 36(1): 131-139.

Kraemer GW, Clarke AS. 1990. The behavioral neurobiology of self-injurious behavior in rhesus monkeys[J]. The Behavioral Neurobiology of Self-injurious Behavior in Rhesus Monkeys, 14 Suppl: S141-S168.

Mallapur A, Choudhury BC. 2003. Behavioral abnormalities in captive nonhuman primates[J]. Journal of Applied Animal Welfare Science, 6(4): 275-284.

Márquez-Arias A, Santillán-Doherty AM, Arenas-Rosas RV,etal. 2010. Environmental enrichment for captive stumptail macaques (Macacaarctoides)[J]. Journal of Medical Primatology, 39(1): 32-40.

Meade TM, Hutchinson E, Krall C,etal. 2014. Use of an aquarium as a novel enrichment item for singly housed rhesus macaques (Macacamulatta)[J]. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science, 53(5): 472-477.

Nieuwenhuijsen C, De Waal FBM. 1982. Effects of spatial crowding on social behavior in a chimpanzee colony[J]. Zoo Biology, 1(1): 5-28.

Olsson IA, Nevison C, Petterson-Kane E,etal. 2003. Understanding behavior: the relevance of ethological approaches in laboratory animal science[J]. Applied Animal Behaviour Science, 81(3): 245-264.

Reinhardt V, Reinhardt A. 2000. The lower row monkey cage: an overlooked variable in biomedical research[J]. Journal of Applied Animal Welfare Science, 3(2): 141-149.

Ridley RM, Baker HF. 1982. Stereotypy in monkeys and humans[J]. Psychological Medicine, 12(1): 61-72.

Sackett GP, Novak MFSX, Kroeker R. 1999. Early experience effects on adaptive behavior: theory revisited[J]. Mental Retardation and Developmental Disabilities Research Reviews, 5(1): 30-40.

Sommanustweechai A, Kasantikul T, Somsa W,etal. 2013. Environmental management procedures following fatal melioidosis in a captive chimpanzee (Pantroglodytes)[J]. Journal of Zoo and Wildlife Medicine, 44(2): 475-479.

Suleman B, Wango E, Sapolsky R,etal. 2004. Physiologic manifestations of stress from capture and restraint of free-ranging male African green monkeys (Cercopithecusaethiops)[J]. Journal of Zoo and Wildlife Medicine, 35: 20-24.

Suzuki J, Ohkura S, Terao K. 2002. Baseline and stress levels of cortisol in conscious and unrestrained Japanese macaques (Macacafuscata)[J]. Journal of Medical Primatology, 31(6): 340-344.

Wallace EK, Kingston-Jones M, Ford M,etal. 2013. An investigation into the use of music as potential auditory enrichment for moloch gibbons (Hylobatesmoloch)[J]. Zoo Biology, 32(4): 423-426.

Wojciechowski S. 2004. Introducing a fourth primate species to an established mixed-species exhibit of African monkeys[J]. Zoo Biology, 23(2): 95-108.

Effects of Environmental Enrichment on the Behaviors of Long-term Individually-caged Cynomolgus Macaques

GAO Jianfeng1, TENG Li2, GUO Ming1, ZHOU Li1, BAO Rong1, RAO Yan1, YANG Sijun1, HUO Wenzhe1*

(1. Center for Animal Experiment, Wuhan University, Wuhan 430071, China;2. Department of Pathology, Wuhan Medical Care Center for Women and Children, Wuhan 430016, China)

Objective To evaluate the influences of environmental enrichment on the behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques. Method A total of 30 cynomolgus macaques were randomly divided into two groups: control group (group A,n=15) and environmental enrichment group (group B,n=15). Cynomolgus macaques of each group were kept in the single cage (0.7 m×0.8 m×0.9 m) respectively. The cage of group A facing the wall was provided only with the feed trough and drinking fountains. In contrast, group B was provided not only with the feed trough and drinking devices, but also with swings, mirrors, stainless steel ball, and the small stones for hiding food. Natural sound of ocean, thunder, rain, and the singing of birds etc. were played by CD at the same time intervals. During the study period of 3 months, the abnormal behaviors of cynomolgus macaques were daily observed and recorded by the fixed observers at the same time. Result With the extension of experimental time, all captive cynomolgus macaques of the two groups showed abnormal behaviors in varying degrees, and that of group A was significantly higher than group B (P<0.05). Conclusion The abnormal behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques were effectively reduced by environmental enrichment.

environmental enrichment; cynomolgus macaque; individually-caged; stereotyped behavior

2015-08-08 接受日期：2015-11-21 基金項目:中國博士后科學基金項目(2015M572199); 湖北省自然科學基金項目(2015CFB164, 2015CFA075); 中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項(2042015kf0017); 國家自然科學基金項目(81301428)

高建峰, 講師, 研究方向: 實驗動物與比較醫(yī)學, E-mail:jfgao2014@whu.edu.cn

*通信作者Correspnding author, E-mail:wenzheho@whu.edu.cn

Q959.8

A

1000-7083(2016)02-0243-06