《Animal Science Journal》:Comparative Analysis of the Behavior of Llamas Housed in a Research Facility in Response to Different Environmental Enrichment Stimuli
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环境丰容(Environmental Enrichment, EE)对于促进圈养研究动物的福利并减少非典型行为至关重要,但研究人员对羊驼(Lama glama)的有效EE策略知之甚少。本研究评估了巴西一家生物医学研究设施内饲养的羊驼对所提供的EE物品的行为反应
环境丰容(Environmental Enrichment, EE)对于促进圈养研究动物的福利并减少非典型行为至关重要,但研究人员对羊驼(Lama glama)的有效EE策略知之甚少。本研究评估了巴西一家生物医学研究设施内饲养的羊驼对所提供的EE物品的行为反应,这些羊驼作为纳米抗体(nanobody)生产的生物模型被维持。通过纵向观察设计,辅以视频分析和行为谱(ethogram),测试了八种EE物品——包括喂食、物理和感官刺激。使用描述性统计、重复测量方差分析(repeated-measures ANOVA)和聚类分析(K-means、层次聚类和主成分分析[PCA])来表征行为模式。羊驼表现出明显更多的时间与装有干草或象草的聚氯乙烯管(PVC pipe)互动,平均每天3.9次互动。ANOVA显示动物之间存在显著差异(p?0.001),效应量较大。聚类分析揭示了两种不同的行为轮廓,证实了个体差异,并识别出一只具有独特互动模式的羊驼。感官和娱乐物品(轮胎、梳毛刷和空心穿孔球)引发了较低的互动,而含有牧草的物品始终排名最高。这些发现强调了基于牧草的丰容的重要性,并展示了行为分析在设计动态EE程序中的价值,这些程序可增强用于生物医学研究的羊驼的福利。
**论文解读:研究设施内羊驼对环境丰容刺激的行为响应分析**
**研究背景与问题**
羊驼(Lama glama)属于骆驼科(Camelidae),原产于南美洲安第斯地区,现已作为驯化动物分布于全球。除传统畜牧用途外,羊驼因其产生不含轻链的免疫球蛋白G(IgG),即单链抗体(single-chain antibodies,亦称为VHHs或纳米抗体nanobodies),而被广泛应用于生物医学研究。纳米抗体具有小尺寸、高稳定性、强抗原结合亲和力、高溶解性和低成本等优势,适用于诊断和药物开发。由于这些研究用途,羊驼被饲养于生物医学研究设施中,需要提供环境丰容(Environmental Enrichment, EE)以促进其福利,减少非典型或刻板行为。然而,目前关于羊驼行为及有效EE策略的文献十分有限,尤其是针对研究设施中饲养的羊驼,相关参考材料几乎空白。巴西的奥斯瓦尔多·克鲁兹基金会(Fiocruz)罗东尼亚分所(Fiocruz Rond?nia)维持着一群用于纳米抗体开发的羊驼,为支持其福利,本研究旨在评估不同EE物品对羊驼行为的影响,开发促进福利的丰容方案。
**技术方法概述**
本研究采用纵向观察设计,对Fiocruz Rond?nia动物繁殖与实验平台(PCEA)的5只成年羊驼(4雄1雌,年龄4–15岁)进行行为评估。通过安装在围栏附近的视频摄像机记录,并基于从Albuquerque和Codenotti(2006)改编的行为谱(ethogram)分析行为。统计方法包括描述性统计、重复测量方差分析(repeated-measures ANOVA),以及无监督机器学习中的K-means聚类、层次聚类(Ward法)和主成分分析(PCA)以表征行为模式。
**研究结果**
**3 结果**
描述性分析显示,所有EE物品(穿孔球、PVC管、轮胎、网袋)均被动物使用,但羊驼与装有干草/象草的PVC管互动时间最长,平均每天3.9次互动(表1)。方差分析(ANOVA)揭示了个体间极显著的差异(p?0.001),偏η方(η
2p)介于0.360至0.442,表明效应量大。所有动物均一致证明PVC管互动时间最长。Shapiro–Wilk检验显示所有组偏离正态性(p?0.05),但ANOVA对此违背具有鲁棒性。
**3.1 聚类分析结果**
聚类分析(K-means,k=2)基于差异性矩阵的轮廓系数(Silhouette Score=0.570)确认了良好的聚类分离。主成分分析(PCA)中,第一主成分(PC1)解释52.4%方差,第二主成分(PC2)解释34.4%,合计解释86.8%。结果显示,动物1、2、3、5表现出相似行为模式(组0),对PVC管互动最高,其次按顺序为网袋、穿孔球、生石灰、矿物盐、梳毛刷、轮胎。动物4(组1)表现出独特模式,对网袋互动时间(平均1.88)低于群体均值(3.56)。此外,研究期间观察到羊驼在围栏地面(包括生石灰和矿物盐)上翻滚的行为。
**讨论与结论**
讨论部分指出,羊驼对含牧草物品(特别是PVC管中装入新鲜象草)的优先选择,可能与这些牧草模拟了自然草丛有关,符合Erdo?an等(2016)关于羊驼偏好高草类食物的观察。未来研究应探索不同牧草呈现形式(新鲜vs.干燥)、不同高度和大小的PVC管、球和网,以确定最有效的容积性饲料供给方式。穿孔球(不含食物)的互动频率低,可能与羊驼对陌生物体的恐惧行为(如僵立、吐口水等)有关,这与Windschnurer等(2020)关于羊驼恐惧/攻击行为的描述一致。对于娱乐和感官丰容物品(轮胎、梳毛刷),建议与喂食丰容分开评估,以澄清羊驼在圈养条件下对这些物品的兴趣。此外,羊驼的抓挠和翻滚行为在其他骆驼科动物中已有记载,可能用于维护皮毛隔热和清除寄生虫,但也需注意群居使用可能传播体外寄生虫。研究还强调,需进一步调查互动稳定性以支持动态EE程序的设计,并建议使用多变量分析(如聚类分析)在更大样本中确认结果的普适性。
结论部分可翻译如下:这些发现强调了基于牧草的丰容的重要性,并展示了行为分析的价值,用于设计动态EE程序,增强用于生物医学研究的羊驼的福利。多变量分析在本研究群体中具有探索性,需更大规模研究确认其推广性,但聚类分析技术已证明可识别研究设施中同一羊驼群体内个体间的不同行为模式。