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心率生物记录仪作为大西洋鲑鱼养殖中的福利指标

马尔特·赫瓦斯(Malthe Hvas)博士 奥勒民俗博士 佛罗德,博士

有前途的技术作为福利评估工具具有巨大潜力

生物记录仪
这项研究的结果表明,不断发展的生物记录仪技术可以在长期自由游动单条鱼类的生理和行为方面提供有价值的信息,并具有作为水产养殖福利评估工具的巨大潜力。 Darryl Jory摄影。

大西洋鲑鱼的鱼类福利(鲑鱼)水产养殖越来越受到消费者和生产者的关注。水产养殖的良好福利意味着鱼类保持健康,表现出正常行为并具有较高的增长率。这显然对生产者是有利的,并且还允许消费者享受以道德和负责任的方式生产的产品。

大多数评估养殖鱼类是否兴旺的方法要么通过环境监测间接评估福利,要么以粗略的方式在小组一级进行评估,要么仅提供随机个体的单个时间点度量。但是,生物记录技术的最新进展和商业化为监测水产养殖鱼类的行为和福利提供了新的可能性。

生物记录仪可以通过简单的手术程序插入腹腔中,也可以在外部固定以长时间测量自由游泳鱼的行为,环境或生理参数,例如心率(HR),加速度,方向,温度和深度。从福利的角度来看,人力资源尤为有趣,因为它反映了鱼的活动和压力水平,这可能直接与海笼中的环境状况,疾病暴发或诸如拥挤等主要操作程序有关,运输和驱逐。

最近,商业上可用的HR生物记录仪已成功用于研究养殖虹鳟鱼和大西洋鳕鱼的行为和应激反应。在这些研究中,已证实此类生物记录仪可以提供准确的HR测量值,并且紧张事件与HR的显着增加有关。此外,虹鳟是另一种鲑科鱼类,在心率中表现出强烈的昼夜模式,对这种模式的干扰可能是福利差的指标,而理想情况下应让昼夜节律恢复,然后再承受随后的压力。

本文–摘自 原版的 (Hvas,M. et al。2020。心率生物记录仪作为大西洋鲑鱼的福利指标(鲑鱼)水产养殖。 Aquaculture Vol 529,2020年12月15日,735630。)–考虑到生存,生长和福利,研究了将商业化的HR生物记录仪植入养殖的大西洋鲑鱼腹腔中的长期可行性。

研究设置

大西洋鲑的后熏鲑被保存在挪威海洋研究所Matredal的Matre研究站的室内鱼缸实验室中。使用了两个储水箱(直径2米,水量为2.4立方米),每个储水箱装有〜25条鱼,在整个实验过程中,它们提供了大约12至15公斤/立方米的适当放养密度。从当地的峡湾以90米的深度向鱼缸中通入经过滤,UVC处理和充气的海水。设置水流以确保始终具有较高的氧饱和度,防止废物积聚,并使环境温度稳定在9摄氏度。每天使用自动喂食设备将鱼用商业饮食饱食一小时,并在08:00至20:00保持12小时的明暗循环。

用商用HRT生物记录仪给12条鱼(每个鱼缸六只)贴上标签,并在高度控制的水槽实验室环境中成组饲养长达13周,以便对此类HR生物记录仪的前景进行适当评估在海笼环境中的长期研究。在实验开始时,我们进行了30分钟的拥挤压力试验,该试验模拟了一项主要的农业作业,以评估急性压力反应,随后的恢复正常HR的时间以及与压力相关的潜在死亡率。

有关实验设计的详细信息;畜牧业植入生物记录仪;测量和协议;和数据分析,请参阅原始出版物。

生物记录仪
图1:贴有标签的鱼的X射线照片:可以看到生物记录仪在心包附近的位置。实验结束时进行了X射线检查,以确认生物记录仪仍位于鱼体内。此外,可以看出,具有两个电极的一侧为腹侧,而具有一个电极的一侧为背侧。

结果和讨论

我们能够在受控的鱼缸实验室环境中成功地将带有HR生物记录仪标签的养殖大西洋鲑鱼维持长达13周。在实验结束时,未标记的鱼的体重,叉子长度和条件因子均明显高于标记的鱼,而自实验开始以来,所有标记的鱼的尺寸仍然增加。

除了在实验的第二周因尾巴上的伤口和感染而死亡的个体外,其余11条贴有标签的鱼对昼夜周期,中午喂食时间以及在研究的最后几周进行压力测试。此外,在实验期结束时进行的X射线摄影证实,所有鱼类中的生物记录仪都充分位于腹膜附近的腹腔内。

但是,植入生物记录仪可能会对鱼类的生长造成负面影响,因为未标记的对应物在实验结束时明显更大。这也许不足为奇,因为生物记录仪相对较大并且位于鱼的前部,可能通过压迫消化道和胃部区域而干扰食物的摄取能力。加标签的鱼一定仍在吃一些,因为它们在实验过程中确实增加了体重。在此没有直接评估在整个实验期间饲料摄入量是否持续减少,还是在后期逐渐恢复,但我们乐观地期望标签处理后食欲会随着时间的推移而改善。希望这将在以后的田间研究中得到证实,在理想的情况下,甚至应使用更长的标记时间。

此外,在养殖的大西洋鲑鱼中有充分的记录,它们具有很强的补偿能力,可以长期限制饲料或取食饲料。因此,如果在植入生物记录仪后食欲逐渐恢复,则只要研究期足够长,带标签的鱼的大小可能会随未带标签的个体而增加。

尽管标记过程简短且相当简单,但它与一些压力源有关,例如网,空气暴露,麻醉和随后的需要在腹中线上切开切口的手术植入。因此,在建立新的标记方法时,充分恢复所需的时间(包括充分的伤口愈合)的知识至关重要。通常,鲑鱼对急性应激源高度敏感,通常需要数小时才能从相关的酸碱,渗透压和内分泌紊乱中恢复。

我们的结果表明,直到晚上和清晨,大西洋鲑的静息HR持续下降,直到实验的第三周,此后在其余几周中保持稳定。这表明标记过程的影响可能要比以前想象的要花费更长的时间才能完全恢复,或者大西洋鲑鱼需要更多时间来恢复。

在比较研究之间的静息心率测量值时,除了物种差异外,还必须考虑水温和鱼的大小都会影响结果,在这种情况下,由于代谢结垢和新陈代谢,可以预期较高温度下较小的鱼具有较高的静息心率。加速。

在我们的研究中,在第三周到第十周的02:00和06:00测得的大西洋鲑鱼的静息HR为每分钟25次,在9摄氏度的恒温下重约1.2千克的鱼类获得。其他研究人员还报告称,在10摄氏度下重达1.5至3千克的大西洋鲑鱼的静息HR为每分钟25次。在我们的研究中,大西洋鲑鱼的静息HR通常与以前在鲑鱼中的发现相似,在较高的情况下,这可以通过使用较小的鱼类,较高的测试温度或使用较短的恢复期来解释。高估了真正的静息心率。

在大西洋鲑鱼水产养殖中,主要的养殖活动(例如热和机械消光,其他保健方法和运输)需要将鱼拥挤在高密度的地方。这种不熟悉的情况通过引起恐慌和过度活跃的状态而施加了巨大的急性压力,这可能导致生理上的疲劳以及严重的碰撞伤害。先前已经通过植入的声学标签证明了活动的增加。此外,大西洋鲑鱼养殖者的轶事表明,在任何拥挤作业中,某些死亡率是正常的,否则这些鱼类会事先看起来很健康,而某些逃逸方法尤其会增加死亡风险。

关于本研究中的鱼为何在严重的压力下表现出令人印象深刻的恢复能力的一个可能的解释是,由于保持在室内以及过滤和紫外线处理过的供水能够最大限度地减少寄生虫,细菌和病毒感染,因此它们处于健康状态,因此它们处于健康状态和平静的状态几个月。这与大西洋鲑鱼暴露于周围环境变化的环境和多种病原体的情况形成了鲜明对比,大西洋鲑鲑鱼的累积效应可能会降低心率的可利用范围,如遭受一系列压力事件的虹鳟所见。因此,在受环境控制的室内鱼缸设施中进行的观察不一定反映出养殖大西洋鲑在商业海笼环境中的生活。

观点

我们的研究从HR生物记录器获取了基本数据集,以评估它们为记录大西洋鲑鱼养殖中鱼类福利的一种合适方法,而其他方式无法使用其他可用工具进行记录。尽管我们担心生物记录仪的植入会在相当长的一段时间内损害其生长,但我们认为,获得长时间自由游泳的个体在其周围环境中获得高质量生理测量值的好处弥补了这种担忧。但是,在未来的田间研究中,对鱼类的行为,生长和存活进行彻底评估,以彻底评估未加标签的具体物种的代表性,在这些研究中,鱼类将在不受控制的环境中遭受多种压力。

当受到主要养殖活动,各种病原体和特定环境条件(例如水温,溶解氧,流速,波浪,藻类繁殖,水母)以及新农场概念中的应对能力。就管理目的而言,特别重要的是经受某些挑战的鱼的生理恢复所需的时间,尤其是考虑到主要压力源的额外负担时。

这将有助于更好地确定死亡风险,并为将鱼进行大型养殖作业的可行程度制定微妙的准则。例如,在高温和中度缺氧的情况下,由于活动范围的减小,进行脱发手术可能特别有风险。如本研究中所使用的新兴HR-生物记录仪可以帮助我们回答这些问题,从而可以为鱼类管理提出更强有力的建议。


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