四川动物  2016, Vol. 35 Issue (): 243-248

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高建峰, 滕利, 郭铭, 周立, 包容, 饶艳, 杨四军, 霍文哲
GAO Jianfeng, TENG Li, GUO Ming, ZHOU Li, BAO Rong, RAO Yan, YANG Sijun, HUO Wenzhe
环境丰容对长期单笼圈养食蟹猴行为的影响
Effects of Environmental Enrichment on the Behaviors of Long-term Individually-caged Cynomolgus Macaques
四川动物, 2016, 35(): 243-248
Sichuan Journal of Zoology, 2016, 35(): 243-248
10.11984/j.issn.1000-7083.20150243

文章历史

收稿日期: 2015-08-08
接受日期: 2015-11-21
环境丰容对长期单笼圈养食蟹猴行为的影响
高建峰1, 滕利2, 郭铭1, 周立1, 包容1, 饶艳1, 杨四军1, 霍文哲1*     
1. 武汉大学动物实验中心, 武汉 430071;
2. 武汉市妇女儿童医疗保健中心病理科, 武汉 430016
摘要: 目的 观察环境丰容对长期单笼圈养食蟹猴行为学的影响。方法 30只食蟹猴(雌雄各半)随机均分为对照组(A组,n=15)和环境丰容组(B组,n=15),分别圈养在规格为0.7 m×0.8 m×0.9 m(宽×长×高)的单笼内。对照组单笼内仅设有食槽和饮水器,面向墙壁;环境丰容组置于另一个房间,单笼内除设有食槽和饮水器外,还有吊环、不锈钢球以及增加采食难度的小石块和塑料瓶,单笼对面设有镜子(猴子能看到自己和邻近的同类),同时间隔播放模拟海水声、雷鸣雨声及鸟叫声等自然音响。实验周期3个月,期间由固定观察员于上午和下午各观察记录一次食蟹猴出现的异常行为,如吸指(趾)、吮生殖器、刻板转圈、踱步、自伤、拔毛癖、嗜粪癖等。结果 随着时间的延长,2组单笼圈养食蟹猴均出现不同程度的异常行为,其中对照组的异常行为发生率明显高于环境丰容组(P<0.05)。结论 环境丰容对降低长期单笼圈养食蟹猴异常行为有显著影响。
关键词: 丰容     食蟹猴     单笼圈养     刻板行为    
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
Abstract: 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.
Key words: environmental enrichment     cynomolgus macaque     individually-caged     stereotyped behavior    

非人灵长类实验动物福利状况越来越成为关注的问题(Meade et al. ,2014)。其中,行为异常在人工圈养非人灵长类实验动物中十分常见(Baker et al. ,2009Sommanustweechai et al.,2013Wallace et al.,2013),原因可能是其进化程度更高和群居性更强(Márquez-Arias et al. ,2010)。圈养非人灵长类实验动物频繁出现刻板活动或自伤行为时,就意味着动物福利和研究数据的可靠性等问题随之产生(Bellanca & Crockett,2002)。由于科学研究中基本是以人类为中心的观念,导致动物福利一直是个很有争议的话题(Chamove,1989)。实际上,动物不同的应激程度可以通过行为学或皮质醇的水平来监测(Suzuki et al.,2002;Suleman et al.,2004)。以往的研究已能鉴别出正常或适宜的动物行为,如觅食和玩耍活动,以及异常或不适宜的活动,如刻板活动、嗜粪癖和过度的攻击行为(Brüne et al.,2006)。本研究中动物福利的界定主要是异常行为,如吮指(趾)、刻板活动、攻击行为和嗜粪癖等发生率的下降,以及在野外常见的觅食和玩耍活动增多。圈养动物没有能力改变生活环境,只能被动地去适应,异常行为的发生率会大幅增加,而通过有计划地改善环境,如给予镜子、玩具、音效等感官刺激,可以明显改变这种状况(Bloomsmith & Lambeth,2000Olsson et al.,2003)。此外,群居环境,包括与同种动物的视觉、触觉和气味接触对圈养动物同样重要(Wojciechowski,2004)。本研究旨在评估环境丰容对长期单笼圈养食蟹猴行为的影响,以期为进一步研究生活环境对非人灵长类实验动物身心健康影响的生理学机制提供理论依据和实验参考。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 实验动物

选用不同年龄段的食蟹猴30只,雌雄各半(表 1),饲养在实验室单笼内。自由采食、饮水,每天光照12 h,温度控制在20 ℃~24 ℃,相对湿度55% ~65%,实验开始前进行7 d适应性饲养。

表 1 食蟹猴年龄分布和性别信息 Table 1 Age and gender information of cynomolgus macaque
动物序号年龄分布性别
1青少年雄性
2青少年雄性
3青少年雄性
4青少年雄性
5青少年雄性
6青少年雌性
7青少年雌性
8青少年雌性
9青少年雌性
10青少年雌性
11中年雄性
12中年雄性
13中年雄性
14中年雄性
15中年雄性
16中年雄性
17中年雄性
18中年雌性
19中年雌性
20中年雌性
21中年雌性
22中年雌性
23中年雌性
24中年雌性
25老年雄性
26老年雄性
27老年雄性
28老年雌性
29老年雌性
30老年雌性
1.1.2 单体猴笼

所有单体猴笼均采用不锈钢网制成,规格为0.7 m×0.8 m×0.9 m(宽×长×高),符合美国国家学术出版社出版的“Guide for the Care and Use of Laboratory Animals”和中国科技部制定的“实验动物环境及设施”国家标准中关于非人灵长类实验动物单笼尺寸的规定。

1.2 实验方法 1.2.1 实验动物分组

实验动物随机均分为对照组(A组,n=15)和环境丰容组(B组,n=15),分别圈养在单笼内。对照组单笼内仅设有食槽和饮水器,面向墙壁;环境丰容组置于另一个房间,单笼内除设有食槽和饮水器外,还有吊环、不锈钢球以及增加采食难度的小石块和塑料瓶,单笼对面设有镜子(猴子能看到自己和邻近的同类),同时间隔播放海水声、雷鸣雨声及鸟叫声等模拟自然音响。

1.2.2 实验周期及观察记录项目

实验周期为3个月,期间由固定观察员在不惊扰动物的情况下,分别于上午和下午观察并详细记录每只食蟹猴出现的异常行为,如吸指(趾)、吮生殖器、刻板转圈、踱步、自伤、拔毛癖、嗜粪癖等。

1.3 统计学分析

实验数据应用SPSS 17.0进行单因素方差分析;用平均数±标准差表示。P < 0.05表示差异有统计学意义,P < 0.01表示差异有高度统计学意义。

2 结果与分析 2.1 环境丰容对长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响

随着时间的延长,2组单笼圈养食蟹猴均出现不同程度的异常行为(表 2),其中,对照组的异常行为发生率明显高于环境丰容组(P < 0.05)(图 1)。

表 2 长期单笼圈养食蟹猴异常行为记录 Table 2 Abnormal behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques
分组动物编号吸指(趾)吮生殖器刻板转圈踱步自伤拔毛癖嗜粪癖合计
对照组 1842200016
2525903024
33200014019
4725503022
50010520017
620004208
7005407319
8145100011
9006420012
10040002814
1100201407
12733210016
136015600027
14403038119
15002740215
环境丰容组 19050000 14
2130020105
3000007310
4410000005
5410008013
61050000015
71014200017
80007014021
910200609
10020404010
115020010017
1200503008
13050000014
1400610007
15000003216
图 1 环境丰容对长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响 Fig. 1 Effects of environmental enrichment on the behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques 与对照组相比, * P < 0.05。
Compared with the control group, * P < 0.05.
2.2 年龄对长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响(表 3)
表 3 年龄和性别对长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响 Table 3 Effects of age and gender on the behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques
分组动物序号性别异常行为总数
对照组 青少年 1雌性27
2雄性19
3雄性22
4雌性24
5雌性15
中年 1雄性12
2雌性14
3雄性8
4 雌性16
5雄性19
6雄性11
7雌性17
老年1雌性16
2雌性19
3雄性7
环境丰容组 青少年 1雌性10
2雄性13
3雌性5
4雄性14
5雄性9
中年 1雌性14
2雄性8
3雌性17
4雄性10
5雄性5
6雌性15
7雌性7
老年 1雄性16
2雌性21
3雄性17

对照组中,中年食蟹猴异常行为发生率显著低于青少年(P < 0.05),老年与青少年的差异无统计学意义(图 2);环境丰容组中,老年食蟹猴异常行为发生率明显高于青少年(P < 0.05),中年与青少年的差异无统计学意义(图 3)。

图 2 年龄对对照组长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响 Fig. 2 Effects of age on the abnormal behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques in the contrd group 与青少年相比, * P < 0.05; 下图同。
Compared with the juveniles, * P < 0.05; the same below.
图 3 年龄对环境丰容组长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响 Fig. 3 Effects of age on the abnormal behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques in the environmental enrichment group
2.3 性别对长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响(表 3)

对照组中,性别对青少年、中年和老年异常行为的发生率没有显著影响(图 4);与之相似,性别对环境丰容组3个年龄段的异常行为发生率也没有明显影响(图 5)。

图 4 性别对对照组长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响 Fig. 4 Effects of gender on the abnormal behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques in the contrd group
图 5 性别对环境丰容组长期单笼圈养食蟹猴异常行为的影响 Fig. 5 Effects of gender on the abnormal behaviors of long-term individually-caged cynomolgus macaques in the environmental enrichment group
3 讨论

基于我国经济社会的发展阶段和基本国情,目前国内实验动物相关研究和设施设计大多只是考虑满足动物生存基本需要,而忽视了影响动物福利的诸多因素,尤其是科学研究中用到的非人灵长类实验动物,因限于场地和操作难度等因素,通常采用单笼饲养,所以动物异常行为发生率普遍较高,实验数 据的可靠性也值得怀疑(孙晓梅等,2008)。发达国家如英国、美国、加拿大和欧盟等不仅建立了比较完善的动物福利法律体系,而且执法较为严格。因此,随着生物医学研究国际合作的深入,国内相关规章 制度的完善,关注和改善实验动物生存生活状态不仅仅是伦理问题,而且是法律问题。研究显示,生活环境能引起中国树鼩滇西亚种Tupaia belangeri chinensis血激素水平变化和心理行为的改变(俞发荣等,2014);非人灵长类动物在人工圈养条件下,除了刻板活动和攻击行为频率增加外,觅食和玩耍活动会明显下降(Dickie,1998Mallapur & Choudhury,2003),而觅食和玩耍活动是非人灵长类动物在野外生活状态下的典型行为方式(Boccia & Hijazi,1998)。此外,Nieuwenhuijsen和De Waal(1982)研究发现,前述情况在黑猩猩属Pan中同样存在,表明圈养方式能够显著影响非人灵长类动物的行为活动(Reinhardt V & Reinhardt A,2000Clarke & Mayeaux,2006)。

本研究结果显示,随着单笼圈养时间的延长,2组食蟹猴均出现不同程度的异常行为,其中环境丰容组的异常行为发生率明显低于对照组(P < 0.05),该结果与Boccia和Hijazi(1998)Brent和Eichberg(1991)报道的圈养非人灵长类动物通过增加觅食难度等环境丰容措施可以有效降低动物攻击及刻板行为的研究结果相一致。20世纪80年代,Ridley和Baker指出异常行为主要由两方面原因产生:生存环境的限制和社会群居生活的剥夺(Ridley & Baker,1982)。生存环境导致的典型反应是“笼具刻板症”,如踱步,这种异常行为有时可以通过正向环境丰容来予以纠正。然而,社会群居生活的剥夺会造成神经系统的永久性异常(Sackett et al.,1999),在一些非人灵长类动物中会导致自伤行为的出现(Kraemer & Clarke,1990)。本研究结果提示,环境丰容能有效降低长期单笼圈养食蟹猴出现的异常行为,其在改善动物福利和提高实验数据可靠性方面发挥着重要作用。在此基础上,我们进一步分析了年龄因素与食蟹猴异常行为间的关联性。实验结果显示,无论对照组还是环境丰容组,年龄都是影响动物出现异常行为的一个重要因素。对照组中,青少年食蟹猴异常行为发生率明显高于中年(P < 0.05),这一结果佐证了Bellanca和Crockett(2002)的报道,后者发现青少年短尾猴单笼圈养时间越长,其成年后出现的异常行为就越多;环境丰容组中,青少年食蟹猴异常行为发生率显著低于老年(P < 0.05),该结果与Márquez-Arias等(2010)报道的青少年短尾猴异常行为在环境丰容条件下会下降的描述相一致(Márquez-Arias et al.,2010)。此外,实验结果显示性别对食蟹猴异常行为的发生没有统计学差异。

综上所述,食蟹猴长期单笼圈养后会出现明显的异常行为,通过有计划地改善环境可以有效对抗这一不利影响。此外,我们的实验结果确认年龄是影响长期单笼圈养食蟹猴异常行为的一个重要因素,幼年动物通常更容易受到生活环境的影响,其详细机制有待进一步探究。

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