Name: a standardized protocol for preference testing to assess fish welfare
Uploaded: 2020-02-22T13:30:00
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这项工作得到了宾夕法尼亚州立大学研究合作研究奖学金和哈克研究所以及美国农业部AES 4558的支持。该研究符合宾夕法尼亚州立大学动物护理和使用协议的所有要求;IACUC号46466号。

目前的研究已经批准，并符合宾夕法尼亚州立大学动物护理和使用协议的所有要求;IACUC号46466号。
1. 设置首选项装置
<ol><li>在开始实验之前，获得该研究所动物护理委员会（或同等组织）批准所有涉及活体动物的实验和饲养程序。</li>
	<li>使用由不透明白色塑料制成的实验罐。区域之间的墙壁由灰色丙烯酸制成，用硅密封剂固定到位。 注：实验舱的大小取决于感兴趣的物?...

<ol>
	<li>Reed, B., Jennings, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidance+on+the+housing+and+care+of+zebrafish,+Danio+rerio.">Guidance on the housing and care of zebrafish, Danio rerio.</a> AAALAC International. , 36 (2010).</li><li>van Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+consequences+of+environmental+enrichment.">Neural consequences of environmental enrichment.</a> Nature Reviews Neuroscience. 1, 191-198 (2000).</li><li>Oomen, C. A., Berkinschtein, P., Kent, B. A., Sakisda, L. M., Bussey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+hippocampal+neurogenesis+and+its+role+in+cognition.">Adult hippocampal neurogenesis and its role in cognition.</a> Wiley Interdisciplinary Reviews - Cognitive Science. 5 (5), 573-587 (2014).</li><li>DePasquale, C., Neuberger, T., Hirrlinger, A. M., Braithwaite, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+complex+and+threatening+environments+in+early+life+on+brain+size+and+behaviour.">The influence of complex and threatening environments in early life on brain size and behaviour.</a> Proceeedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 283 (1823), 1-8 (2016).</li><li>Salvanes, A. G. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+enrichment+promotes+neural+plasticity+and+cognitive+ability+in+fish.">Environmental enrichment promotes neural plasticity and cognitive ability in fish.</a> Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 280, 1-7 (2013).</li><li>Barnea, A., Pravosudov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Birds+as+a+model+to+study+adult+neurogenesis:+bridging+evolutionary,+comparative+and+neuroethological+approaches.">Birds as a model to study adult neurogenesis: bridging evolutionary, comparative and neuroethological approaches.</a> European Journal of Neuroscience. 34 (6), 884-907 (2011).</li><li>LaDage, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+between+territoriality,+spatial+environment,+and+hippocampal+neurogenesis+in+male+side-blotched+lizards.">Interaction between territoriality, spatial environment, and hippocampal neurogenesis in male side-blotched lizards.</a> Behavioral Neuroscience. 127 (4), 555-565 (2013).</li><li>Kempermann, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+New+Neurons?+Possible+Functions+for+Adult+Hippocampal+Neurogenesis.">Why New Neurons? Possible Functions for Adult Hippocampal Neurogenesis.</a> Journal of Neuroscience. 22 (3), 635-638 (2002).</li><li>Dawkins, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+behaviour+to+assess+animal+welfare.">Using behaviour to assess animal welfare.</a> Animal Welfare. 13, 3-7 (2004).</li><li>Kistler, C., Hegglin, D., W&#252;rbel, H., K&#246;nig, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preference+for+structured+environment+in+zebrafish+(Danio+rerio)+and+checker+barbs+(Puntius+oligolepis).">Preference for structured environment in zebrafish (Danio rerio) and checker barbs (Puntius oligolepis).</a> Applied Animal Behaviour Science. 135, 318-327 (2011).</li><li>Schroeder, P., Jones, S., Young, I. S., Sneddon, L. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+do+zebrafish+want?+Impact+of+social+grouping,+dominance+and+gender+on+preference+for+enrichment.">What do zebrafish want? Impact of social grouping, dominance and gender on preference for enrichment.</a> Laboratory Animals. 48 (4), 328-337 (2014).</li><li>Matthews, M., Trevarrow, B., Matthews, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+virtual+guide+for+zebrafish+users.">A virtual guide for zebrafish users.</a> Lab Animal. 31 (3), 34-40 (2002).</li><li>N&#228;slund, J., Johnsson, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+enrichment+for+fish+in+captive+environments:+Effects+of+physical+structures+and+substrates.">Environmental enrichment for fish in captive environments: Effects of physical structures and substrates.</a> Fish and Fisheries. 17 (1), 1-30 (2016).</li><li>Oliveira, K. V., Barreto, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+enrichment+reduces+aggression+of+pearl+cichlid,+Geophagus+brasiliensis,+during+resident-intruder+interactions.">Environmental enrichment reduces aggression of pearl cichlid, Geophagus brasiliensis, during resident-intruder interactions.</a> Neotropical Ichthyology. 8 (2), 329-332 (2010).</li><li>Brydges, N. M., Braithwaite, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+environmental+enrichment+affect+the+behaviour+of+fish+commonly+used+in+laboratory+work.">Does environmental enrichment affect the behaviour of fish commonly used in laboratory work.</a> Animal Behaviour Science. 118, 137-143 (2009).</li><li>Ahlbeck Bergendahl, I., Miller, S., Depasquale, C., Giralico, L., Braithwaite, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Becoming+a+better+swimmer:+structural+complexity+enhances+agility+in+a+captive-reared+fish.">Becoming a better swimmer: structural complexity enhances agility in a captive-reared fish.</a> Journal of Fish Biology. 90 (3), 1112-1117 (2017).</li><li>Roberts, L. J., Taylor, J., de Leaniz, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+enrichment+reduces+maladaptive+risk-taking+behavior+in+salmon+reared+for+conservation.">Environmental enrichment reduces maladaptive risk-taking behavior in salmon reared for conservation.</a> Biological Conservation. 144 (7), 1972-1979 (2011).</li><li>Jacobs, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+measurement+of+food+selection.">Quantitative measurement of food selection.</a> Oecologia. 14, 413-417 (1974).</li><li>DePasquale, C., Fettrow, S., Sturgill, J., Braithwaite, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+flow+and+physical+enrichment+on+preferences+in+zebrafish.">The impact of flow and physical enrichment on preferences in zebrafish.</a> Applied Animal Behaviour Science. 215, 77-81 (2019).</li><li>Bekoff, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Encyclopedia of Animal Rights and Animal Welfare, 2nd edition. , 53 (2009).</li><li>Fraser, D., Nicol, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preference+and+motivation+research.">Preference and motivation research.</a> Animal Welfare. , 183-199 (2011).</li><li>Franks, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+do+animals+want.">What do animals want.</a> Animal Welfare. 28, 1-10 (2019).</li><li>Blaser, R. E., Rosemberg, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measures+of+anxiety+in+zebrafish+(Danio+rerio):+dissociation+of+black/white+preference+and+novel+tank+test.">Measures of anxiety in zebrafish (Danio rerio): dissociation of black/white preference and novel tank test.</a> PLoS One. 7 (5), 1-8 (2012).</li></ol>

在这里，我们提出了一个实验设计，使我们能够研究鱼类对不同类型的栖息地的偏好。在偏好测试中非常重要的一些关键步骤包括：1） 确保在不同复制（例如，外部噪音或运动、实验者、水化学、光照水平）之间保持统一条件;（2） 确保在不同复制体之间保持均匀的条件;2） 确保区域在复制之间旋转，并在测试之间用新鲜的水池水替换大量水，以减少偏差;（3） 确保使用适当的样本量来检测显?...

关于实验室动物如何安置在圈养中的条例是明确的，而且定义明确。实验室动物护理评估与认证协会（AAALAC）监督和管理所有与研究动物打交道的组织和机构，并针对适合物种的饲养和住房制定具体准则。例如，美国AAALAC的《斑马鱼的住房和照料指南》，Danio Rerio1"强烈鼓励"在圈养斑马鱼时使用浓缩物（在住房环境中添加实物或附物）。指南接着说，"提供模仿斑马鱼栖息地的人工植物或结构，使动物在其环境中有选择。
有证据表明，富足可以刺激大脑中参与处理空间信息2的区域的新神经元（神经发生）的生长，并且认为这些神经变化与增强学习能力有关3。丰富对神经发生和学习的影响已被广泛研究在各种分类，包括鱼4，5，鸟类6，爬行动物7和哺乳动物8。虽然这些类型的研究对于理解富足对大脑和行为的影响很重要，但它们没有考虑到动物对特定环境的特定选择或偏好。
在评估圈养动物的福利时，一个基本问题是这些动物是否拥有他们想要的。调查这个问题，提供具体证据的一种方法是提供动物的选择，使我们能够了解他们的主观偏好。例如，两项研究调查了斑马鱼是喜欢进入富集环境还是平原环境，这两项研究都表明，斑马鱼更喜欢含有富集10、11的区域。然而，也有人提出斑马鱼似乎对环境富集无动于衷，因此对这个问题的回答显然并不明确。与动物福利相关的偏好测试的另一个应用延伸到试图了解丰富环境的不同方面在个体动物的选择中如何发挥作用。单单在鱼类中，不同类型的富集对大脑和行为有差异效应，而这种关系由于个性特征的个体差异而变得更加复杂。此外，优惠测试有助于环境富集的比较研究。即使在不同的鱼种中，富足也已被证明对许多不同类型的行为有影响，包括攻击14、大胆15、运动16和冒险行为17。
雅各布的偏好指数是一个统计测试，经常用于量化住房偏好18。Jacob 的偏好指数根据不同时间点每个栖息地类型中的动物数量为每个不同的栖息地分配一个值，其中首选项范围为 -1（避免）到 +1（最优先）。在这里，我们描述了一种使用Jacob的偏好指数来调查鱼类中住房偏好的方法，并举例说明了水生环境的两个重要特征：1） 存在或缺乏富集性;和2）水流19。然而，该议定书可以很容易地加以调整，以研究不同物种和景观（如水生和陆地）的各种环境因素（例如，砾石与沙为基质、塑料植物与活植物、低与高水流）。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Artificial Aquarium Plants</td>
			<td>Smarlin</td>
			<td>B07PDZQ5M5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artificial Seaweed Water Plants for Aquarium</td>
			<td>MyLifeUNIT</td>
			<td>PT16L212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experimental tanks</td>
			<td>United State Plastic Corporation</td>
			<td>6106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Floating food ring</td>
			<td>SunGrow</td>
			<td>B07M6VWH9V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow meter</td>
			<td>YSI</td>
			<td>BA1100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jager Aquarium Thermostat Heater</td>
			<td>Ehiem</td>
			<td>3619090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Master Water Quality Test Kit</td>
			<td>API</td>
			<td>34</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPSS Statistics for Macintosh</td>
			<td>IBM</td>
			<td>Version 25.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Submersible Pump, SL-</td>
			<td>Songlong</td>
			<td>SL-381</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TetraMin Tropical Flakes</td>
			<td>Tetra</td>
			<td>16106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triple Flow Corner Biofilter</td>
			<td>Lee&#39;s</td>
			<td>13405</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>Coleman</td>
			<td>TrekHD CVW16HD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Windows Media Player (video software)</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Windows Media Player 12</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a standardized protocol for preference testing to assess fish welfare

动物福利评估技术试图考虑相关动物的具体需要和需求。提供丰富（在住房环境中添加物理物体或附物）通常是让圈养动物有机会选择与谁或什么互动以及如何花费时间的方式。然而，在圈养中经常被忽视的水生环境的一个基本组成部分是动物选择进行体育锻炼的能力。对于许多动物，包括鱼类，运动是它们生命历史的一个重要方面，众所周知，它有许多健康益处，包括大脑和行为的积极变化。在这里，我们提出了一个方法，以评估圈养动物的栖息地偏好。该协议可以很容易地调整，以研究不同水生物种的各种环境因素（例如，砾石与沙为基质、塑料植物与活植物、低流量与高水流）的不同水生物种，或与陆地物种一起使用。偏好统计评估使用 Jacob 的偏好指数进行，该指数将栖息地从 -1（避免）排列到 +1（最优先）。有了这些信息，就可以从福利的角度确定动物想要什么，包括它们的首选位置。

我们使用偏好测试来调查斑马鱼的住房偏好，在不同富集物（包括1）塑料植物和沙基板之间做出选择;2） 水流。这些区域分为四个区域：（一） 仅丰富;（二） 仅丰富;（三） 仅丰富;（三） 仅丰富;（四） 仅丰富;（四） 仅丰富（二） 仅流动;（三） 丰富和流动;（四） 平原;和中央竞技场，食物被交付19。斑马鱼对丰富和流动区域表现出最高的偏好，这与所有其他区域（仅丰富?...

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A Standardized Protocol for Preference Testing to Assess Fish Welfare

评估圈养动物福利的一个基本方面是询问这些动物是否拥有它们想要的东西。在这里，我们提出一个协议，以确定在斑马鱼（达尼奥雷里奥）的住房偏好，在存在/缺乏环境丰富和获得流动的水。

偏好测试评估鱼类福利的标准化协议

Animal welfare assessment techniques try to take into consideration the specific needs and wants of the animal in question. Providing enrichment (the ...

该协议让我们更好地了解鱼类想要什么，通过看看它们对生境偏好所做的选择，这是鱼的福利的根本。该协议可以很容易地适应，以考虑各种不同的环境因素，包括砾石与沙质基质，活植物与塑料植物，甚至跨越不同的水生物种。要设置一个偏好装置，请使用由不透明的白色塑料制成的实验罐，用丙烯酸制成的墙壁分为四个区域，用硅胶密封剂固定到位。根据要测试的特定生境参数，将适当的浓缩材料放入每个区域。例如，包括沙质与岩石基质、人工植物与避难所，或水流与人工植物。如果要将水流作为兴趣参数，请放置小型水泵，向水箱中供应喷水，并设定泵以特定速度，以便它们根据感兴趣的生态和生命史物种提供恒定和定向的水流。在实验罐中间，有一个中央竞技场，在那里将交付食物。从每个区域进入中央竞技场时，应通过分离墙中的一个小开口，该开口足够大，足以让感兴趣的物种不受阻碍地在区域之间移动，但足够小，以减少鱼可能从其他区域体验到的任何视觉线索。在实验区外的水箱的每个角落放置一个生物过滤器和一个加热器，以免干扰水流，并确保所有区域的恒定水温。根据空间规定设置任何额外的实验储罐，确保所有复制的储罐均具有统一的条件。将摄像机放在三脚架上，正放在每个实验罐的正上方，以便所有区域都可见。在确认存储卡有足够的空间进行记录后，将房间照明设置为逐渐的 12 小时，浅色/深色，循环以模拟日出和日落。将水温设定为25度，加或减1摄氏度。鱼在未接受测试时，将鱼留在家里的水箱里。在实验当天，使用两个网快速捕获所有测试鱼从他们家的水箱，并把它们放入实验池的中央竞技场在30秒内捕获。在一天到第四天，鱼将花时间适应和探索不同的区域。不要收集这些天的数据。在适应期间，定期进行水质测试，如果发现任何问题，请更换水。要喂鱼，请使用漂浮的食物环，连接到中央竞技场的墙上在水面上，以交付片状鱼的食物给鱼。经过30分钟的广告访问，使用浸网从水箱中去除剩余的食物。在第五天到第七天，打开摄像头，并在每个预定的早晨和下午喂食后记录两个小时的鱼行为。第八天，用鱼网把所有的鱼都调回家里的水箱里。根据可用的水池水量，用新鲜的水池中至少三分之一的水更换，以减少压力激素对鱼类和随后的复制的影响。然后，根据该周的区域轮换时间表设置实验水箱，并开始新的一批鱼的测试过程。在每个录制日结束时，将视频下载到计算机。并使用视频软件在每两小时的录制期内，每隔五分钟手动计算每个区域的鱼数。要分析栖息地偏好，请计算每个复制鱼缸每个区域的鱼平均数量。要获得结构使用的首选项分数，请使用指示的公式计算 Jacobs 的首选项索引。考虑鱼已经进入一个区域，当鱼的整个身体穿过区域之间的开口。要确定鱼在区域之间切换的速度是否有任何变化，在观测期间，计算鱼从中央竞技场进入每个区域的时间，除以每个观测期第一个和最后五分钟的鱼总数。并计算每个复制罐的起始和精加工平均开关速率。使用统计软件进行相关的统计分析，如单向 ANOVA，将首选项指数作为依赖变量，将区域作为预测变量，并对所有罐的起动和精加工平均开关速率进行 t 检验。若要将每个区域相互比较，请应用 Tukey 的多个比较后临时测试。在这个具有代表性的实验中，斑马鱼表现出对富集和流区的最高偏好，并避开了仅流区和平原区，在中央竞技场花费了更多的时间。此外，斑马鱼在观测期开始时比在观测期结束时更经常在不同生境区之间移动。在复制罐中保持均匀的条件（如外部噪声、运动、水化学或光水平）至关重要。偏好测试延伸到试图了解环境富集的不同方面如何影响个人的决策。但是对于比较环境丰富研究也很有用。

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