Her presenterer vi en protokoll for å gjennomføre en rekke atferdstester hos storfe som er designet for å evaluere følelser. Et batteri av atferdstester (åpen felttest, startletest, storfe null labyrint, utgangshastighet, pennscore og chute score) ble utført for å evaluere ulike komponenter av dyretemperament.
Dyretemperament et komplekst og har implikasjoner for produktivitet og økonomisk lønnsomhet. Kvantifisere et dyrs respons på ulike stimuli kan lette avlsvalg og identifisere dyr som er bedre egnet til spesifikke forvaltningsstrategier. Flere tester er utviklet for å evaluere storfe temperament (f.eks exit hastighet, chute score, penn score, åpen felttest, startle test, storfe null labyrint), men hver av disse testene evaluerer dyrets svar på forskjellige stimuli (f.eks isolasjon, nytt miljø, startle, vilje til å gå inn i et lukket område). Storfe temperament har blitt observert å være relativt stabil over tid. Evalueringen av temperament har imidlertid potensial til å bli påvirket av nåværende forhold, tidligere erfaringer og observatørbias. Mange av disse temperamentstestene har blitt feilaktig kategorisert som frykttester og har også blitt kritisert for å være subjektive. Dette papiret gir et rammeverk for standardisering atferdstester for storfe og antyder at disse ulike evalueringene vurderer ulike aspekter av dyrets generelle temperament.
Animal temperament har vært knyttet til atferdsegenskaper som utforskende atferd og dristighet1,2 og kan vise konsistenser over tid og på tvers av sammenhenger3,4. Temperament består imidlertid av flere emosjonelle systemer som arbeider sammen. Dyr opplever fysiske og psykiske stressfaktorer, og det er utfordrende å evaluere den følelsesmessige responsen på begge typer. Emosjonell tilstand kan påvirke hvordan dyr oppfatter stimuli (f.eks kognitiv bias), og er en kritisk del av dyrevelferd5. Å forstå hvordan en person vil oppføre seg som svar på psykologiske stressfaktorer (f.eks. commingling, avvenning, endring i lagermann) vil gi dyreforvaltere flere utvalgskriterier når man identifiserer dyr som har ferdigheter til å takle psykologiske stressfaktorer.
Følelser styres av syv kjerneaffektive systemer i hjernen (Tabell 1)6. Disse systemene inkluderer fire som kontrollerer positive følelser: 1) SØKER (leting), 2) LUST (seksuell spenning), 3) CARE (næring), og 4) PLAY (sosial glede). Tre systemer kontrollerer negative følelser 1) FRYKT (angst), 2) RASERI (sinne), og 3) PANIKK / SORG (separasjonsnød). Disse affektive systemene kan være arvelige7, påvirke lønnsomheten, og er en kritisk del av dyrevelferd.
Et batteri av tester er utviklet for å evaluere storfe temperament (f.eks exit hastighet, chute score). Evalueringen av temperament har imidlertid potensial til å bli påvirket av nåværende forhold, tidligere erfaringer og observatørbias. Mens mange av disse atferdsevalueringene ofte omtales som frykttester, kan de kvantifisere forskjellige følelsesmessige komponenter av annet temperament enn FEAR. I tillegg gjør variasjonen i hvordan disse testene er gjennomført, sammenligninger på tvers av ulike evalueringer utfordrende. Dermed er det behov for å forstå relasjonene mellom disse atferdsevalueringene, samt ha en standardisert protokoll for disse temperamentsevalueringene.
Målet med denne artikkelen er å visuelt dokumentere de forskjellige frykttestene som brukes for storfe; presentere typen data som ble generert fra disse forskjellige testene; evaluere repeterbarheten, gyldigheten og påliteligheten til disse testene; demonstrere hvordan man evaluerer relasjonene mellom atferden som er tatt opp fra disse testene; og foreslå hvilken emosjonell krets som kan evalueres med hver test.
Utgangshastighet og chute score
EV og CS evalueres begge mens dyret behandles gjennom en håndteringssjakt. Selv om storfe atferd for både EV og CS er kvantifisert i samme scenario, atferdsrespons er ikke relatert24. Dette tyder på at scenariet der EV (f.eks, rømmer fra tilbakeholdenhet) og CS (f.eks varig tilbakeholdenhet) vurderes kan oppfattes annerledes av storfe, og deretter vurdere ulike følelsesmessige systemer. EV evaluerer oppførselen til storfe som de rømmer fra tilbakeholdenhet og er derfor antatt å evaluere FEAR-systemet mens CS kan evaluere RASERI. CS evaluerer oppførselen til storfe mens de er behersket i håndteringssjakten (Tabell 2), og kan dermed være en god proxy for RAGE emosjonelle systemet.
Det er forsket på forholdet mellom EV og produksjon, helse og atferdstrekk. Selv om EV kan påvirkes av et dyrs tidligere erfaring, kan denne objektive målingen være effektiv for å kvantifisere FEAR-systemet, da betydelige relasjoner mellom EV og helse, produktivitet, avl og atferd er identifisert. Storfe med raskere EV har redusert vekstrater14, dårlig kvalitet11,25, redusert immunforsvar20, og høyere kortisol nivåer under håndtering10. Denne målingen kan gi informasjon om atferd i hjemmepennen, fordi EV er positivt korrelert med trinntellinger i hjemmepennen13. Fra et dyreforvaltningsperspektiv er storfe med raskere EV vanskeligere å håndtere, utgjør større risiko for dyreforvaltere, og kan påvirke oppførselen til flokkkompiser. Selv om EV kan være en god beregning for evaluering av FEAR, måler den ikke alle følelsesmessige systemer. Derfor er det nødvendig med ytterligere tester for å evaluere alle de følelsesmessige systemene som påvirker produksjon og velferd.
Penn Score
PS subjektivt evaluerer storfe vilje til å bli kontaktet av et menneske (Tabell 3) og kan være nyttig i evalueringen av PANIC-systemet. Ps har imidlertid blitt kritisert for mangel på objektivitet, fordi ulike evaluatorer kan ha forskjellige tolkninger av atferd, og flere subjektive evalueringer har lidd av dårlig inter-rater pålitelighet26.
Startle Test
Angst er høyt utviklet i alle byttedyr arter. Høye nivåer av FRYKT bidrar til å beskytte dyret mot smerte og aktiverer sympatho-adrenal og hypothalamus-hypofysen-binyreøkser som en del av kampen eller flyturen og stress respons på en oppfattet fare. Starttesten evaluerer et dyrs respons på plutselige, nye stimuli, og har blitt identifisert som en effektiv måling i å identifisere atferdsforskjeller mellom ulike genetiske stammer av griser27. Starttesten kan være effektiv i evalueringen av følsomheten og reaktiviteten til det sympatho-binyresystemet, som har produksjonsrelevante konsekvenser når den aktiveres og kan gi innsikt i FEAR-systemet.
Åpne felttest
OFT er den mest brukte testen. OFT ble opprinnelig designet for å evaluere individuell emdyrdristighet, eller vilje til å gå inn i en åpen arena, et miljø som kan oppfattes som farlig og risikabelt for dyrets overlevelse. OFT har blitt validert for arter som instinktivt søker ly og unngår åpne områder, for eksempel gnagere, kyllinger og kalkuner16.
Storfe utviklet seg til å leve i åpne felt, og derfor kan OFT ikke indusere atferdsmessige og fysiologiske reaksjoner forbundet med FEAR og kan være bedre egnet til å evaluere sosial isolasjon (PANIKK / SORG) eller leting (SØKER). Videre evaluerer OFT individuelle dyr, og fordi storfe er gregarious flokkdyr, kan opplevelsen av OFT være å fremkalle en følelsesmessig respons annet enn FEAR. OFT mangler en sterk korrelasjon med andre FEAR-tester, og resultatene er vanskelige å tolke (dvs. mange faktorer kan føre til samme aktivitet). Derfor anbefales oft ikke som en generell FEAR test for storfe16 og kan ikke gi en omfattende forståelse av FEAR-systemer i storfe. OFT kan imidlertid være et nyttig verktøy for å kvantifisere enten PANIC eller SEEKING-systemene hos storfe.
SØKER systemet er avgjørende for dyr å skaffe seg de ressursene som trengs for å overleve. Høye søkende nivåer provoserer intens, vedvarende entusiastisk utforskning, appetittvekkende og forventningsfull spenning og læring. Dette systemet kan resultere i fremover bevegelse som dyret er motivert til å utforske sine omgivelser. SØKER kan spille en rolle i både positive og negative følelser; positiv SØKER kan gi en følelse av hensikt mens negativ søker kan resultere i atferd forbundet med sikkerhet28. Kyr som brukte mer tid på å utforske og utforske en større del av området (f.eks sterkere aktivering av SEEKING) spiste raskere mens de var i fangenskap, hadde kalver med tyngre avvenningsvekter, høyere kortisolkonsentrasjoner under innesperring, og kortere postpartumintervaller for å estrus29. Derfor kan SØKER-systemet ha produksjons- og velferdsimplikasjoner. Identifisere dyr med høy aktivering av SEEKING systemet kan være mer vellykket i omfattende miljøer der individuelle og reproduktive fitness er avhengig av dyrets evne til å finne ressurser og ly. Dyr med høy aktivering av SEEKING-systemet kan imidlertid oppleve høyere nivåer av stress og frustrasjon under innesperring.
storfe null labyrint
Vanlige tester i biomedisinsk forskning som er utformet for å evaluere effekten av anti-angst og anti-depressiv legemiddelutvikling hos gnagere er forhøyet pluss labyrint (EPM) og forhøyet null labyrint (EZM)30. Disse testene utnytter gnagerens instinktive oppførsel og dens naturlige tilbøyelighet til mørke, lukkede steder for å kvantifisere sin vilje til å utforske miljøer som ville være iboende fryktinngytende eller indusere angst. Beregninger fra disse testene kan inkludere ventetiden for å forlate den mørke armen av labyrinten, varighet av tid i de åpne og lukkede armene i labyrinten, og antall overganger mellom de to miljøene i testperioden, samt oppførselen til dyret (f.eks. vokalisering, vannlating, avføring, rømningsforsøk) under testen31.
EPM og EZM er begge godt validerte tester for kvantifisering av FEAR/ANXIETY hos gnagere15,31. En modifisert EPM har blitt brukt til å kvantifisere FEAR-responsen isvine32, men har ikke blitt benyttet i drøvtyggere. EPM har imidlertid blitt kritisert for sin tvetydighet av tolkning om atferd i det sentrale torget i labyrinten. Derfor ble EZM designet for å evaluere de samme beregningene som EPM, men tillater uavbrutt utforskning uten tvetydighet. Ved identifisering av en test for å evaluere FRYKT/ANGST og SØK I storfe, var EZM en logisk modell. EZM bidrar til storfeens naturlige oppførsel, da de instinktivt beveger seg i sirkulære mønstre og har en tilbøyelighet til å vende tilbake til områdene de kom fra.
Ved å anvende prinsipper som ligner på EZM med en invers av tolkning, har en Storfe Zero Maze33 blitt utviklet for å evaluere FEAR, PANIC / GRIEF, og SEEKING systemer i storfe. Storfe utviklet seg til å leve i åpne områder; Derfor vil storfe med redusert aktivering av FEAR og PANIC / SORG-systemer være mer villige til å tilbringe tid i de åpne delene av BZM enn de mørke delene av labyrinten, vil være mindre sannsynlig å gå inn i de lukkede delene av labyrinten, og vil utføre flere rømningsforsøk.
Kvantifisere storfe atferd på tvers av flere evalueringer kan identifisere komplekse følelsesmessige relasjoner som kan ha økonomisk betydning, er lett å måle, og kan inkluderes i avl utvalg innsats. De emosjonelle kretsene til PLAY, LUST og CARE ble ikke evaluert i denne studien.
The authors have nothing to disclose.
Vi er takknemlige til studentene i Animal Behavior and Welfare Laboratory ved Texas A&M University for deres hjelp til å dekode videoopptak av storfeatferd og til personellet ved Animal Science Teaching and Research Center for deres hjelp med dette prosjektet. Dette prosjektet ble støttet av Texas A&M University Department of Animal Science Graduate Student Research Mini-Grant program.
Electronic timers | FarmTek, Wylie, TX | ||
Priefert Cattle Panels | Priefert Rodeo & Ranch Equipment, Mount Pleasant, TX, USA | ||
Shade Cloth | Windscreen4less, San Bernardino, CA, USA | Heavy Duty Privacy Screen Fence in Color Solid Black | |
SILENCER Commerical Pro | Silencer Hydraulic Chutes, Stapleton, NE | ||
Umbrella | WinCraft | Model# A04852, Winona, Minnesota | |
Video Camera | Canon | Canon VIXIA HF R800 HD, Mellville, NY, USA |