Aqu @teach: Рыба благосостояние

Введение

Аквакультура является одним из немногих видов животноводства, который постоянно растет на протяжении последних десятилетий, примерно на 10% ежегодно на международном уровне (Moffitt & Cajas-Cano 2014). Однако по мере увеличения производства и появления новых методов, таких как аквапоника, мы становимся свидетелями новых проблем, связанных со здоровьем и благосостоянием рыб. Хотя это может показаться удивительным, с 1990 года было опубликовано более 1300 научных статей о благосостоянии рыб (см. таблицу 2). Не все эти исследования посвящены коммерчески производимым видам, однако в целом их количество сравнимо с другими видами, такими как овцы, лошади или птица, или превышает их.

Таблица 2: Краткая информация о публикациях по охране здоровья животных различных видов сельскохозяйственных животных (по результатам поиска в Web of Science за 1990-2017 годы)

Одним из первых научных обзоров благосостояния рыб был Conte (2004) из Калифорнийского университета в Дэвисе, за которым несколько лет спустя выступили две группы из Соединенного Королевства (Хантингфорд et al. 2006 и Эшли 2007). В своем обзоре Conte (2004) подчеркивается, что рыбоводы уже знают, что благосостояние имеет важное значение и что стресс должен быть сведен к минимуму, поскольку у рыб есть особые требования в отношении обработки и окружающей среды, за пределами которой они не будут процветать или выжить. То есть, по сравнению с наземными животными, рыба более требовательна с точки зрения условий выращивания и может быть легко подчеркнута, так что они также могут легко умереть. Хантингфорд et al. (2006) резюмируют основные аргументы в пользу того, что рыба может чувствовать боль. Рыба — это сложные существа, которые развивают сложное поведение, поэтому авторы считают, что они могут страдать, хотя они могут отличаться по степени и типу, чем для людей. В результате этого обзора были выявлены четыре основные важнейшие области при рассмотрении вопроса о благосостоянии рыбы: обеспечение того, чтобы рыба не содержалась без воды или продовольствия; обеспечение того, чтобы производители обеспечивали хорошее качество воды и оборудование; не ограничивали их передвижение или поведение; и недопущение психических и физических страданий. В своем обзоре Эшли (2007) начинается с описания отрасли и критических моментов, которые могут поставить под угрозу благополучие рыб, включая плотность рыб в клетках и проблемы с агрессией. Например, некоторые виды, такие как тилапия, являются более агрессивными при сохранении низкой плотности, чем при более высокой плотности. Важно отметить, что Эшли (2007) содержит таблицу основных проблем благосостояния рыб, которая составляет 7 страниц. В заключение я хотел бы отметить, что существует много научной литературы о благосостоянии рыб и определены несколько критических областей. Однако, что касается аквапоники, то существует очень мало исследований о благополучии рыбы, разведенной вместе с растениями, но мы можем извлечь уроки из других исследований о благополучии рыбы, хранящейся в мелкомасштабных системах рециркуляции.

Законодательство в ЕС

В Европе любое животное, используемое для целей ведения сельского хозяйства, должно соответствовать Директиве 98/58/EC, которая представляет собой закон, устанавливающий несколько минимальных условий для надлежащего содержания животных позвоночных. Хотя рыба технически включена в эту директиву, она практически не распространяется из-за отсутствия у нас знаний о благосостоянии рыб, поэтому особых требований к минимальным условиям для рыб, используемых в аквакультуре, не существует. С 2006 года в Европе было опубликовано несколько докладов, например Европейским советом Европейского органа по безопасности пищевых продуктов (EFSA), в которых содержатся научные рекомендации по наиболее распространенным видам, используемым в аквакультуре. В целом, по крайней мере в Европе, как представляется, существует общее согласие с тем, что рыба подвергается стрессу при низком уровне кислорода и когда они выводятся из воды, и что хронический стресс у рыб ставит под угрозу иммунную систему и может сделать их более уязвимыми к заболеваниям.

Конкретные меры по оценке благосостояния

Исследования по благосостоянию рыб начались позже, чем для других видов сельскохозяйственных животных, отчасти потому, что аквакультура является более молодой наукой по производству животных, а также потому, что многим не ясно, может ли рыба испытывать боль. До недавнего времени рыба не считалась чувствительными животными, но ситуация меняется. Снеддон (2003) одним из первых доказал, что форель имеет болевые рецепторы (ноцицепторы) на лице и челюсти. Она доказала, что эти рецепторы реагируют на стимулы, которые потенциально повреждают и посылают нервные сигналы в спинной мозг и мозг. Кроме того, похоже, что форель осознает боль, поскольку она изменяет сложное поведение при даче ядовитого вещества, но возвращается к нормальному поведению при давлении морфина (что, по сути, устраняет боль). Эти выводы были подтверждены и у других видов, таких как золотые рыбки, где тревога и страх снижаются, когда им дают дозы морфина (Nordgreen et al. 2009). С другой стороны, другие ученые, такие как Роза (2002) утверждают, что рыба не может чувствовать боли, как люди, поскольку у них нет неокортекса. Таким образом, они, вероятно, не осознают свою боль так же, как и мы, хотя они реагируют на боль аналогичным образом. Что бы ни было, обе стороны согласны с тем, что рыба может быть подчеркнута и что они развили сложную физиологическую реакцию на стрессоры. Докинс также делает важный момент, что все должны беспокоиться о благополучии животных независимо от того, сознают ли они или нет, просто потому, что плохое состояние животных приводит к заболеванию и нездоровой рыбе, что негативно сказывается на фермерах и потребителях (Dawkins 2017 )).

Ось HPI и реакция на напряжение

Каскад нейроэндокринной деятельности, которые высвобождаются у рыб после того, как они узнают о стрессоре, очень похож на реакции других позвоночных. Как и у млекопитающих, непосредственный нейроэндокринный ответ называется первичным ответом и состоит из нервных сигналов, которые выделяют адреналин и норадреналин из хромаффиновых клеток (в головной почке), эквивалентом которых у млекопитающих является надпочечников (рис. 5). После первичного ответа происходит более медленный вторичный ответ, который занимает 2-15 минут для активации гипоталамо-гипофитарно-интерпочечной оси, или оси HPI (Sumpter et al. 1991), которая у млекопитающих называется гипоталамо-гипофитарно-надпочечников оси или HPA.

Гипоталамус вырабатывает гормон, высвобождающий кортикотропин (CRH), который стимулирует выработку адренокортикотропного гормона (АКТГ) передним гипофиза, также называемого аденогипофизом. АКТГ выделяется в кровоток и имитирует выработку кортизола межпочечной тканью (также связанной с почками у рыб), что соответствует коре надпочечников у млекопитающих (Okawara et al. 1992). Вторичная реакция включает увеличение частоты сердца, увеличение поглощения кислорода жабрами и повышение концентрации глюкозы в плазме через глюкогенолиз (Pickering & Pottinger 1995). Системы первичного и вторичного реагирования помогают поддерживать гомеостаз после стресса, обеспечивая энергию и повышенный уровень кислорода в мозг, чтобы организм мог адаптироваться и вернуться к нормальной или базальной метаболической функции.

Хотя между стрессом и благосостоянием нет простой связи, мы знаем, что они связаны и что ответ на стрессор может быть использован, чтобы дать представление о степени проблемы.

Имея это в виду, всегда предпочтительнее рассматривать несколько показателей одновременно, включая показатели роста, реакцию иммунной системы и другие физиологические показатели.

Рис. 5: Ось HPI у рыб и каскад ответов на стрессор (источник M. Villarroel) (CRH = гормон, выделяющий кортикотропин, ACTH = адренокортикотропный гормон)

Оперативные показатели благосостояния

На промышленном уровне разрабатывается новый подход к анализу рыбы, который предполагает взаимодействие между учеными, изучающими благосостояние животных, и компаниями, которые стремятся быть более эффективными. Совместно они разрабатывают оперативные показатели благосостояния (OWI). Хорошим примером для лосося является руководство, представленное Noble et al. (2018), в котором фермерам рассказывается о том, как на коммерческом уровне оценивать непосредственную окружающую среду, различные группы рыб и индивидуальная рыба. Как упоминалось выше, было опубликовано много научных статей о благосостоянии рыб, большинство из которых основаны на наблюдениях, сделанных в лаборатории. OWI являются практическими показателями, которые используются на ферме и могут быть легко объяснены и повторены. OWI можно разделить на две большие группы: группы, которые больше связаны с окружающей средой; и группы, связанные с рыбой. Последний может быть применен к группам рыб, или индивидуально. Наконец, отдельные показатели могут включать лабораторные анализы, которые сами по себе являются менее оперативными, но могут служить полезной информацией в краткосрочной перспективе (см. рис. 6). OWI может дать представление о текущем состоянии производства с точки зрения потребностей рыбы и ее благосостояния. Параллельно они могут использоваться для содействия разработке надлежащей практики и выявления критических моментов, которые могут иметь негативные последствия.

Рис. 6: Краткое изложение оперативных показателей, используемых на рыбохозяйствах, включая показатели, которые варьируются в зависимости от окружающей среды и животного происхождения. Показатели, основанные на животных, могут быть основаны на группах рыб или отдельных лицах, а отдельные показатели могут включать лабораторные анализы

В целом аквакультуры используют кормление в качестве косвенного показателя благосостояния. То есть, подходим к баку и обеспечивает пищу, а рыба реагирует, идя на поверхность и поедая, что является хорошим признаком. Если рыба не приходит, чтобы поесть, они потеряли свой аппетит по какой-то причине и требуется дополнительная информация. Хотя есть много оборудования, которое можно приобрести, чтобы автоматически кормить рыбу, рекомендуется кормить рыбу хотя бы один раз в день вручную, чтобы получить представление о том, как она работает. Если рыба не едят, это повлияет на их прирост веса, который также относительно легко измерить. Другим оперативным показателем, распространенным в рыбохозяйствах, является коэффициент состояния живой массы (живая масса в граммах, деленная на куб длиной вилки в сантиметрах см³). Он указывает на состояние питания (Bavčević et al. 2010) и дает представление о количестве внутрибрюшинного жира. Гепатосоматический индекс (HSI) определяется как соотношение между весом печени и живой массой. Во время голодания потребности в энергии удовлетворяются в основном за счет мобилизации запасов гликогена из печени, в то время как запасы жира остаются более или менее нетронутыми в течение первых нескольких дней (Peres et al. 2014). Таким образом, HSI может использоваться для указания энергетических запасов, поскольку печень является важным регулятором использования питательных веществ в рыбе (Christiansen & Klungsøyr 1987).

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *