22 februari 2020
Een fundamenteel aspect van de beoordeling van het welzijn van dieren in gevangenschap is de vraag of de dieren hebben wat ze willen. Hier presenteren we een protocol om de voorkeur van de behuizing in de zebravis(Danio rerio)te bepalen met betrekking tot de aanwezigheid/afwezigheid van milieuverrijking en toegang tot het stromen van water.
Dit protocol geeft ons een beter begrip van wat vissen willen, door te kijken naar de keuzes die ze maken met betrekking tot habitatvoorkeuren, die van fundamenteel belang zijn voor hun welzijn. Dit protocol kan gemakkelijk worden aangepast om te kijken naar een verscheidenheid van verschillende omgevingsfactoren, waaronder grind versus zandsubstraat, live versus plastic planten, of zelfs over verschillende aquatische soorten. Gebruik voor het opzetten van een voorkeursapparaat een experimentele tank van ondoorzichtig wit plastic, opgesplitst in vier zones met wanden gemaakt van acryl, op zijn plaats bevestigd met siliconen kit.
Plaats de juiste verrijkingsmaterialen in elke zone overeenkomstig de specifieke habitatparameters die moeten worden getest. Bijvoorbeeld, omvatten zand versus rotsachtige substraten, kunstmatige planten versus schuilplaatsen, of stroom van water versus kunstmatige planten. Als de stroom van water moet worden gebruikt als een parameter van belang, plaats kleine pompen om stralen van water te leveren in de tank en zet de pompen op een specifieke snelheid, zodat ze een constante en gerichte stroom van water op basis van de soort van belang ecologie en het leven geschiedenis.
In het midden van de experimentele tank, hebben een Central Arena waar het voedsel zal worden geleverd. Toegang tot de Central Arena vanuit elke zone moet worden door middel van een kleine opening in de scheidingswanden die groot genoeg is, voor de soorten van belang, om te bewegen tussen de zones ongehinderd, maar klein genoeg om eventuele visuele signalen van de vis zou kunnen ervaren uit andere zones te verminderen. Plaats een biofilter en een kachel in elke hoek van de tank buiten het experimentele gebied, om de waterstroom niet te verstoren en een constante watertemperatuur in alle zones te garanderen.
Stel eventuele extra experimentele tanks in zoals de ruimte voorschrijft, zodat alle replicerende tanks uniforme omstandigheden hebben. Plaats camera's op statieven, direct boven elke experimentele tank, zodat alle zones zichtbaar zijn. Nadat u hebt bevestigd dat de geheugenkaarten voldoende ruimte hebben om op te nemen, stelt u de kamerverlichting in op een geleidelijke 12-uurs, licht/donker, cyclus om zonsopgang en zonsondergang te simuleren.
En stel de watertemperatuur in op 25, plus of min een graad Celsius. Bewaar de vis in huistanks als ze niet worden getest. Op de dag van het experiment, gebruik twee netten om snel te vangen alle van de test vis uit hun huis tanks, en plaats ze in de Centrale Arena van de experimentele tank binnen 30 seconden na de vangst.
Op dag één tot en met vier zullen de vissen tijd besteden aan het acclimatiseren en verkennen van de verschillende zones. Verzamel op deze dagen geen gegevens. Tijdens de acclimatisatie voert u regelmatig waterkwaliteitstests uit, waarbij het water wordt vervangen als er problemen worden ontdekt.
Om de vis te voeden, gebruik dan een drijvende voedselring, bevestigd aan de muur van de Central Arena aan het wateroppervlak, om vlokvis voedsel te leveren aan de vis. Na 30 minuten ad libitum toegang, gebruik maken van een dip net om de overgebleven voedsel te verwijderen uit de tank. Op dag vijf tot en met zeven, schakel de camera's, en neem vis gedrag gedurende twee uur na elke geplande ochtend en middag voeding.
Op dag acht, gebruik maken van de dip net om alle vis terug te brengen in hun huis tanks. Afhankelijk van hoeveel carter water beschikbaar is, vervang ten minste een derde van het water, in de experimentele tank, met vers carter water om eventuele effecten van stresshormonen op de vis en de daaropvolgende repliceren te verminderen. Stel vervolgens de experimentele tanks in overeenstemming met het zonerotatieschema voor die week en begin het testproces met een nieuwe partij vis.
Download aan het einde van elke opnamedag de video's naar een computer. En gebruik videosoftware om het aantal vissen in elke zone handmatig te tellen, met tussenpozen van vijf minuten, in elke opnameperiode van twee uur. Als u habitatvoorkeuren wilt analyseren, berekent u het gemiddelde aantal vissen per zone voor elke replicerende tank.
Om een voorkeursscore voor structuurgebruik te verkrijgen, berekent u jacobs's voorkeursindex aan de hand van de aangegeven formule. Overweeg een vis te zijn binnengekomen in een zone, wanneer het hele lichaam van de vis kruist door de opening tussen de zones. Om te bepalen of er veranderingen zijn in de snelheid waarmee de vis tussen zones schakelt, berekent u tijdens een observatieperiode het aantal keren dat een vis elke zone binnenkomt vanuit de Centrale Arena, gedeeld door het totale aantal vissen in de eerste en laatste vijf minuten van elke observatieperiode.
En bereken een start- en een afwerkingsmiddel schakelsnelheid voor elke replicerende tank. Met behulp van statistische software voert u relevante statistische analyses uit, zoals een eenrichtings-ANOVA, met een voorkeursindex als de afhankelijke variabele en de zone als voorspellervariabele, en een gekoppelde t-test op het start- en eindgeplaatste schakelpercentage voor elke tank. Als u elke zone met elkaar wilt vergelijken, past u de meervoudige vergelijkingstest van Tukey toe.
In dit representatieve experiment, de zebravis toonde de hoogste voorkeur voor de Verrijkte en Flow zone, en vermeden de Flow Only en Plain zones, meer tijd doorbrengen in de Centrale Arena. Bovendien bewogen zebravissen zich aan het begin van de observatieperiode vaker tussen de verschillende habitatzones dan aan het einde. Het is van cruciaal belang dat uniforme omstandigheden, zoals externe ruis, of beweging, waterchemie of lichtniveaus worden gehandhaafd in replicerende tanks.
Voorkeurstests gaan uit tot het proberen te begrijpen hoe verschillende aspecten van de milieuverrijking de beslissingen van een individu beïnvloeden. Maar is ook nuttig voor vergelijkende milieuverrijkingsstudies.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit protocol biedt inzicht in de habitatvoorkeuren van zebravisjes (Danio rerio), met een focus op hun welzijn in gevangenschap. Door hun keuzes met betrekking tot omgevingsverrijking en waterstroom te beoordelen, kunnen onderzoekers hun behoeften beter begrijpen.
Het beoordelen van habitatvoorkeur in aquatische modellen ondersteunt de validatie van targets door biologisch relevante omgevingscondities te onthullen die gedrag en fysiologie beïnvloeden. Deze methode maakt mechanische risicoreductie in preklinische modellen mogelijk door verrijkingsfactoren te identificeren die stress-geïnduceerde variabiliteit verminderen. Gestandaardiseerde voorkeurstests verbeteren de translationele continuïteit tussen de ontdekkingsfase en preklinische stadia via reproduceerbare, welzijnsgeïnformeerde modelsystemen.
De methode kan worden geïntegreerd in discovery biology-workflows door huisvestingsnormen te informeren die ruis in fenotypische screening verminderen en de betrouwbaarheid van gegevens over replicatiestudies verbeteren.