3.4 Вопросы защиты животных
3.4.1 Введение
В течение последнего десятилетия благосостояние рыбы привлекло большое внимание, и это привело к тому, что аквакультура внедрила ряд методов и технологий в области животноводства, специально разработанных для улучшения этого аспекта. Неокортекс, который у человека является важной частью нейронного механизма, порождающего субъективный опыт страданий, отсутствует у рыб и немлекопитающих животных, и утверждалось, что его отсутствие в рыбе указывает на то, что рыба не может страдать. Однако сильная альтернативная точка зрения заключается в том, что сложные животные со сложным поведением, такие, как рыба, вероятно, обладают способностью к страданиям, хотя это может отличаться по степени и виду от человеческого опыта этого штата (Huntingford et al. 2006).
Комитет по защите сельского хозяйства и животных правительства Великобритании (FAWC) основывал свои руководящие принципы на системе «Пять свобод», которая определяет идеальные государства, а не конкретные уровни приемлемого благосостояния (FAWC 2014). Свобода от голода и жажды, дискомфорта, боли, травм, болезней, страха и страданий, а также свобода выражать нормальное поведение обеспечивают нам определенные рамки для оценки вопросов благосостояния. Физическое здоровье является наиболее общепризнанной мерой благосостояния и, несомненно, необходимым условием хорошего благосостояния. В конкурентоспособной, расширяющейся и развивающейся отрасли аквакультуры, которые учитывают соображения благосостояния в своей повседневной практике земледелия, могут получить конкурентное преимущество и надбавку к цене (Olesen et al. 2010) за счет улучшения восприятия потребителями своей продукции и уверенности в ней. Grimsrud et al. (2013) представили доказательства того, что среди всех норвежских домашних хозяйств существует высокая готовность платить за улучшение благосостояния выращиваемого атлантического лосося за счет повышения устойчивости к болезням и лососевым вшей, что может означать меньшее использование лекарственных средств и химических веществ в производственном процессе.
В интенсивных РАС благосостояние животных тесно связано с производительностью систем. В течение последних нескольких лет благосостояние животных в РАС изучалось в основном с точки зрения влияния качества воды и толпы рыб на показатели роста, стрессовых биоиндикаторов или развития расстройств здоровья. Основной целью исследований в области охраны здоровья животных в РАН является создание и эксплуатация систем, которые максимизируют производительность и минимизируют стресс и смертность. Темами, представляющими интерес, являются предельные значения плотности запаса (Calabrese et al. 2017), предельные значения концентрации азотных соединений в подпитывающей воде (Davidson et al. 2014), предельные значения концентрации растворенного углекислого газа (Good et al. 2018), последствия озонирования (Good et al. 2011; Reiser et al. 2011) и др. в меньшей степени, накопление несильнодействующих соединений в РАС (ван Рейн и Нуссинович 1997) с ограниченными водными обменами и шумом (Martins et al. 2012; Davidson et al. 2017).
Рис. 3.6 Физические, химические и другие воспринимаемые факторы стресса могут влиять на рыбу и вызывать первичную, вторичную и/или реакцию всего организма. (После Бартона 2002)
3.4.2 Напряжение
Реакция на стресс у рыб является адаптивной функцией перед лицом воспринимаемой угрозы гомеостазу, а физиология стресса не обязательно равнозначна страданиям и снижению благосостояния (Эшли 2007) (Рис. 3.6). Стрессовые реакции служат очень важной функцией для сохранения личности. Таким образом, меры социального обеспечения в аквакультуре в значительной степени связаны с третичным воздействием стресса, которое, как правило, свидетельствует о длительном, повторяющемся или неизбежном стрессе (Conte 2004).
Плотность залегания является ключевым фактором, влияющим на благосостояние рыб в аквакультуре, особенно в РАС, где высокая плотность в замкнутых средах направлена на высокую продуктивность. Хотя плотность выпаса редко определяется, обычно используется для обозначения веса рыбы на единицу объема или на единицу объема в единицу времени потока воды через удерживающую среду (Ellis et al. 2001). Концепция минимального пространства для рыбы является более сложной, чем для наземных видов, поскольку рыбы используют трехмерную среду (Conte 2004).
Помимо обеспечения физиологических потребностей, FAWC (2014) рекомендует, чтобы рыба «нуждалась в достаточном пространстве, чтобы показать нормальное поведение с минимальными болями, стрессом и страхом». Таким образом, плотность залов является районом, который иллюстрирует как значение видовых различий, так и наличие сложной сети взаимодействующих факторов, влияющих на благосостояние рыб. Calabrese et al. (2017) исследовали предельные значения плотности запаса для постсмолтового атлантического лосося (Salmosalar L.) с акцентом на производительность и благосостояние производства, при которых при плотности запаса 100 кг мсуп-3/суп и выше наблюдались повреждения плавников и катаракты. Однако влияние плотности залегания на показатели благосостояния варьируется в зависимости от вида. Например, сибас (Dicentrarchus labrax) показал более высокий уровень стресса при высокой плотности, о чем свидетельствуют кортизол, врожденный иммунный ответ и экспрессия генов, связанных со стрессом (Vazzana et al. 2002; Gornati et al. 2004). Высокая плотность чулок у ювенильного морского леща (* S. aurata*) также порождает хроническую стрессовую ситуацию, отраженную высоким уровнем кортизола, иммуносупрессией и измененным метаболизмом (Montero et al. 1999). В отличие от этого, арктический чарр (Salvelinus alpinus) хорошо питается и растет, когда запасы имеют высокую плотность, при этом наблюдается подавление потребления пищи и темпов роста при низких плотностях (Jorgensen et al. 1993).
Диета также может играть важную роль в чувствительности к стрессу. Африканский сом (Clarias gariepinus), получающий диету с высокой добавкой аскорбиновой кислоты (витамин С) на раннем этапе развития, показал более низкую стрессовую чувствительность (Merchie et al. 1997). С другой стороны, карп обыкновенный (Cyprinus carpio), питаемый большими дозами витамина С, показал более выраженный кортизол (стероидный гормон, высвобождаемый при стрессе) увеличение в ответ на стресс по сравнению с рекомендуемыми уровнями витамина для рыб (Dabrowska et al. 1991). Cort et al. (2004) показали, что модифицированная диета, обеспечивающая дополнительную дозировку витаминов и микроминералов, помогающих иммунной системе, может помочь уменьшить некоторые последствия синдрома зимней болезни. Другие распространенные заболевания аквакультуры, касающиеся благополучия животных и стресса, рассматриваются в Ashley (2007).
3.4.3 Накопление веществ в технологической воде
Интенсивная и «нулевая разрядка» РСБУ обеспечивают значительные экологические преимущества. Однако при выращивании рыбы в постоянно рециркулируемой воде возникает вопрос о том, могут ли вещества, выделяемые рыбой в воду, накапливаться, что приводит к снижению темпов роста и ухудшению благосостояния. Martins et al. (2010a) исследовали существование замедления роста при тилапии Нила (Oreochromis niloticus) путем сравнения роста, кормления и стрессовой реакции рыб, выращиваемых в РАС, с различными уровнями накопленных веществ (TAN, NOSub2/Subn и NOSub3/Subn, ортофосфат-P) . Результаты показали, что у крупных особей наблюдалась тенденция к замедлению роста в наибольшем накоплении РАС, в то время как мелкие особи, напротив, выглядят лучше в таких системах, исходя из высокого уровня глюкозы в крови в качестве стрессового показателя. Аналогичное исследование, проведенное тем же автором по эмбрионам и личинкам карпа (Martins et al. 2011), показало, что концентрация веществ (ортофосфат-Р, нитрат, мышьяк и медь) может повлиять на развитие. Несмотря на эти выводы, авторы утверждают, что в целом процентная доля смертей и деформаций, зарегистрированных в исследовании, была относительно низкой по сравнению с другими исследованиями. В обоих исследованиях авторы использовали системы с очень ограниченным обменным курсом воды с помощью денитрификационных реакторов (30 литров новой воды на кг корма в сутки). Аналогичным образом, накопление гормонов в холодной воде лососевых РАН исследовано Good et al. 2014, 2017). Их исследования в 2014 году не выявили взаимосвязи между обменным курсом воды и накоплением гормонов (за исключением тестостерона) и связи между накоплением гормонов и преждевременным созреванием атлантического лосося, но было предложено продолжить исследование. Их исследование в 2017 году было сосредоточено на использовании озонирования для восстановления гормонов в тех же РАС, с неубедительными результатами относительно накопления стероидных гормонов, но с положительным снижением эстрадиола озоном.
С другой стороны, накопление гуминовых веществ в «нулевом обмене» РАН показало, что оказывает защитное действие против бактериальных инфекций (Yamin et al. 2017a) и эктопаразитов (Yamin et al. 2017b). Было также показано, что гуминовые кислоты снижают токсичность аммиака и нитритов (Meinelt et al. 2010). Это имеет последствия для RAS, эксплуатируемых с озонированием, поскольку озон может улучшить качество воды, жертвуя, по-видимому, благотворным воздействием гуминовых веществ.
3.4.4 Здоровье и поведение
Основополагающими характеристиками хорошего благосостояния являются хорошее здоровье и отсутствие болезней, а в аквакультуре - высокая производительность (Turnbull and Kadri 2007; Volpato et al. 2007). Хотя физическое здоровье животного имеет основополагающее значение для хорошего благосостояния (Ashley 2007; Duncan 2005), тот факт, что животное является здоровым, не обязательно означает, что его благосостояние является адекватным. Таким образом, благосостояние является более широкой и всеобъемлющей концепцией, чем концепция здоровья. Физиологические и поведенческие меры неразрывно связаны между собой и зависят друг от друга в плане правильного толкования вопросов благосостояния (Dawkins 1998).
Поведение животных, и в нашем случае рыбы, представляет собой реакцию на окружающую среду, поскольку рыба воспринимает ее, и поэтому поведение является ключевым элементом благосостояния рыб. Изменения в кормовом поведении, активности жаберной вентиляции, агрессивности, индивидуальном и групповом плавании, стереотипном и аномальном поведении связаны с острыми и хроническими стрессами в аквакультуре и поэтому могут рассматриваться как вероятные показатели низкого благосостояния (Martins et al. 2011). Поведенческие показатели благосостояния имеют преимущество в том, что они быстры и легко наблюдаются и поэтому являются хорошими кандидатами для использования «на ферме». Примерами поведения, которое обычно используется в качестве показателя благосостояния, являются изменения в предвкусительном поведении пищи, потреблении кормов, активности плавания и интенсивности вентиляции (Huntingford et al. 2006). Тем не менее, Barreto and Volpato (2004) предостерегают использование частоты вентиляции в качестве показателя стресса у рыб, поскольку, хотя частота вентиляции является очень чувствительной реакцией на нарушение, она имеет ограниченное применение, поскольку не отражает тяжесть стимула.
3.4.5 Шум
Рыба выращивается в течение длительных периодов времени в одних и тех же резервуарах одного цвета и той же формы и подвергается одинаковым, потенциально вредным фоновым шумам (Martins et al. 2012). Интенсивные системы аквакультуры и особенно рециркуляционные системы используют такое оборудование, как аэраторы, воздушные и водяные насосы, воздуходувки и системы фильтрации, которые непреднамеренно повышают уровень шума в резервуарах для рыбной культуры. Уровни звука и частоты, измеряемые в интенсивных системах аквакультуры, находятся в диапазоне слуха рыб, однако специфические виды воздействия шума, производимого аквакультурой, четко не определены (Davidson et al. 2009).
В исследовании Bart et al. (2001) установлено, что средние уровни широкополосного звукового давления (SPL) различаются в различных системах интенсивной аквакультуры. В его исследовании уровень звука 135 дБ ре 1 мкПа измерялся в земляном пруде вблизи действующего аэратора, в то время как в больших емкостях из стекловолокна (диаметр 14 м) в рамках рециркулирующей системы наибольшее количество SPL составляет 153 дБ ре 1 мкПа.
Полевые и лабораторные исследования показали, что интенсивный звук может негативно сказаться на поведении и физиологии рыб. Terhune et al. (1990) наблюдали снижение темпов роста и смолтификации атлантического лосося, Salmo salar, в емкостях из стекловолокна, уровень шума которых под водой на 2—10 дБ re на 1 мкПа выше на 100—500 Гц, чем в бетонных резервуарах. Поэтому хроническое воздействие шума, производимого аквакультурой, может привести к усилению стресса, снижению темпов роста и эффективности конверсии кормов и снижению выживаемости. Тем не менее, Davidson et al. (2009) обнаружили, что после 5 месяцев воздействия шума не было выявлено существенных различий между обработками средней массы, длины, удельных темпов роста, фактора состояния, конверсии корма или выживаемости радужной форели, Oncorhynchus mykiss. Аналогичные выводы описаны в Wvysocki et al. (2007). Однако эти выводы не следует обобщать по всем культивированным видам рыб, поскольку многие виды, включая сома и карповые, обладают гораздо большей чувствительностью к слуху, чем радужная форель, и на них может поразному влиять шум. Например, Papoutsoglou et al. (2008) представили первоначальные доказательства того, что передача музыки в конкретных условиях выращивания может оказывать усиливающее воздействие на показатели роста S. aurata, по крайней мере, на конкретные размеры рыб. Кроме того, наблюдаемое музыкальное воздействие на некоторые аспекты физиологии рыб (например, пищеварительные ферменты, состав жирных кислот и нейротрансмиттеры мозга) предполагает, что определенная музыка может обеспечить еще большее повышение роста, качества, благосостояния и производства.