Способ выявления и отбора стрессоустойчивых животных

 

Изобретение относится к разведению сельскохозяйственных животных. Проводят первое тестирование животных в группе по 5-10 особей через 14-16 ч после кормления. Спустя 2-4 дня проводят второе тестирование через 1-2 ч после кормления и определяют внутрипородное распределение животных по поведенческим классам. Через 4-5 сут дополнительно проводят такое же двукратное тестирование этих же животных, но уже индивидуально в течение 3-5 мин. Снова определяют внутрипородное распределение животных по поведенческим классам и преимущественно сравнивают полученные распределения для а) характеристики структуры пород по этому виду поведения в зависимости от модифицирующих влияний зоосоциальной среды (группа/индивидуально) и б) выявления животных, устойчиво сохраняющих оценку поведения 3-3, с целью отбора и последующего разведения. Получают повышение эффективности способа за счет расширения сферы применения способа на животных разных видов/пород и повышения точности определения оборонительного поведения по отношению к человеку у животных. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к разведению сельскохозяйственных животных, в частности к этологическому способу выявления и отбора на племя стрессоустойчивых животных.

Развитие современного животноводства в Европе определяется концепцией благополучия ("animal welfare"), требующей повышения приспособленности животных к стрессорным хозяйственным условиям. Распространенным стрессором являются производственные контакты человек - животное, подвергающие постоянному риску здоровье и благополучие животных в интенсивных и экстенсивных системах животноводства. Установлено, что мотивированные страхом особенности оборонительного реагирования особей при контактах с человеком являются важным фактором регуляции комплекса признаков индивидуальной приспособленности, таких как скорость роста и развития продуктивных качеств, половое созревание и плодовитость, реактивность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) к стрессорным воздействиям, способность к обучению и послушность у животных разных видов [Bouissou M.F. La relation Homme-Animal // INRA Prod. Anim. 1992. 5:303-318]. Доказано также, что отбор производителей на доминирование пищевых и отсутствие оборонительных реакций на человека в их поведении ведет к наследственному снижению эмоциональности и реактивности ГГНС, повышению стрессрезистентности, увеличению продуктивности и благополучия, как у баранчиков, так и у ярок [Ланкин B.C. Доместикационное поведение и его адаптивное значение у копытных животных. Под ред. д.м.н. Н.К. Поповой. Новосибирск: Наука, 1996, 173 с.]. Однако широкое применение генетико-селекционных методов контроля за оборонительным поведением у животных разных видов нуждается в этологическом способе выявления стрессоустойчивых животных, отсутствующим в работах, посвященных проблеме благополучия.

Известен этологический способ определения оборонительных реакций у овец по отношению к человеку, неподвижно сидящему возле кормушки с кормом [Romeyer A. , Bouissou M.F. Assessment of fear reactions in domestic sheep, and influence of breed and rearing conditions // Appl. Anim. Behav. Sci. 1992. 34: 93-119] . Недостатком способа является тестирование животных стадных видов (коровы, козы, лошади, овцы, свиньи) индивидуально в условиях эмоционального стресса зоосоциальной изоляции от стада, усиливающего у них мотивацию страха, оборонительное реагирование и, наоборот, снижающего пищевую активность в силу средового эффекта "изоляционного ингибирования". Способ исключает определение оборонительного поведения у животных в группе, более естественного для многих видов сельскохозяйственных животных, традиционно содержащихся в стаде/группе.

Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом является этологический способ определения стрессоустойчивости у овец в стандартных условиях конфликта между пищевой и оборонительной мотивациями, при тестировании их в группе по 10-12 особей в течение 6-10 мин, сначала через 14-16 ч после кормления, и спустя 2-4 дня через 1 ч после кормления [Патент РФ N 1442156, кл. A 01 K 67/02, опубл. 07.12.88. Бюл. N 45]. Способ позволяет выявлять у баранчиков и ярок 16 поведенческих фенотипов с оценками поведения 3-3, 3-2, 3-1, 3-0, 2-2, 2-1, 2-0, 1-1, 1-0, 0-0, 0-1, 0-2, 0-3, 1-2, 1-3 и 2-3. Желательными для отбора и последующего разведения являются животные с оценкой поведения 3-3.

Недостатком прототипа является ограниченность объема использования только для одного вида животных - овец, а также достаточно низкая точность выявления стрессоустойчивых животных, так как тестирование в группе снижает у них мотивацию страха и оборонительное реагирование на человека (эффект "социальной фасилитации") [Boissy A. Fear and fearfulness in determining behaviour // In: "Genetics and the Behavior of Domestic Animals" Ed. T. Grandin. Academic Press. 1998. P. 113-144] и маскирует проявление генотипической изменчивости оборонительного поведения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности этологического способа выявления и отбора стрессоустойчивых животных.

Поставленная цель достигается тем, что после двукратного тестировании животных в группе, через 4-5 сут дополнительно проводят определение оборонительного поведения посредством такого же двукратного тестирования животных, но уже индивидуально, в течение 3-5 мин, преимущественно сравнивают внутрипородные распределения животных по поведению, определенному у них в группе и индивидуально, и выявляют животных, устойчиво сохраняющих оценку поведения 3-3.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Проводят первое тестирование животных в группе по 5 - 10 особей через 14-16 ч после кормления, спустя 2-4 дня проводят второе тестирование через 1-2 ч после кормления и определяют внутрипородное распределение животных по поведенческим классам, через 4-5 сут дополнительно проводят такое же двукратное тестирование этих же животных, но уже индивидуально, в течение 3-5 мин, снова определяют внутрипородное распределение животных по поведенческим классам и преимущественно сравнивают полученные распределения для а) характеристики структуры пород по этому виду поведения в зависимости от модифицирующих влияний зоосоциальной среды (группа/индивидуально) и б) выявления животных, устойчиво сохраняющих оценку поведения 3-3, что позволяет повысить эффективность способа за счет - расширения сферы применения способа на животных разных видов/пород; - повышения точности определения поведения вследствие выявления влияния средовых эффектов "социальной фасилитации" и "изоляционного ингибирования"; - увеличения соответствия между фенотипом и генотипом по поведению у животных, тестируемых индивидуально, вследствие исключения влияния эффекта "социальной фасилитации"; - снижения вероятности ошибки случайного определения фенотипа поведения у животных.

Временной параметр второго тестирования животных через 1 ч после кормления расширен до 1-2 ч после кормления, что соответствует его оптимальному значению, установленному ранее [Беляев Д. К., Мартынова В.Н. Поведение и воспроизводительная функция у домашних овец // Проблемы теоретической и прикладной генетики. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1973, с. 380-401]. Временной интервал в 4-5 суток между первым и вторым определениями поведения соответствует оптимальному интервалу времени между первым и вторым тестированиями, установленному в прототипе. Время тестирования индивидуальных животных сокращается до 3-5 мин вследствие более четкого проявления у них оборонительных реакций, чем в группе. Техника тестирования и регистрации оценок поведения остается, как в прототипе.

В результате двух последовательных тестирований определяют объединенную (комплексную) оценку оборонительного поведения и выявляют 16 фенотипов поведения у животных, характеристика которых приведена в табл. 1. Первая отметка через 14-16 ч после кормления, вторая отметка через 1-2 ч после кормления.

В результате двух последовательных определений поведения каждое животное получает две комплексные оценки: первая характеризует его фенотип оборонительного поведения в группе, а вторая - при изоляции от группы.

Учитывают число особей каждого фенотипа поведения и рассчитывают внутрипородные распределения животных по поведению в группе и индивидуально. Для удобства построения распределений выделяют 6 поведенческих классов животных: 2 класса, представленных контрастно отличающимися по оборонительному реагированию на человека фенотипами 3-3 и 0-0, три промежуточных между ними класса, объединяющих фенотипы с одинаковой первой отметкой поведения: 3-Х (объединяет фенотипы 3-2, 3-1, 3-0), 2-Х (объединяет фенотипы 2-2, 2-1, 2-0), 1-Х (объединяет фенотипы 1-1, 1-0) и один "парадоксальный" поведенческий класс (объединяет фенотипы 0-1, 0-2, 0-3, 1-2, 1-3, 2-3).

Преимущественно сравнивают полученные распределения по поведению и выявляют животных, устойчиво сохраняющих оценку поведения 3-3.

Желательными для отбора и последующего разведения являются животные с устойчивым фенотипом поведения 3-3 в группе и индивидуально.

Животные желательного фенотипа поведения 3-3 характеризуются практическим отсутствием, мотивированных страхом, оборонительных реакций на человека, не зависящим от изменений в обстановочных стимулах, уровне пищевого возбуждения и зоосоциальной среде, при устойчивом доминировании в их поведении пищевых реакций, вместе с тем, они отличаются генетически повышенной резистентностью к производственным стрессорным воздействиям.

Оценка поведения применяется как дополнительный селекционный критерий, необходимый для создания генетически устойчивых к производственным стрессам психофизиологических типов животных.

Проводят бонитировку животных. В число оставляемых на племя производителей относят элитных животных с оценкой оборонительно-пищевого поведения 3-3 в группе и индивидуально.

Затем проводят искусственное осеменение маточного поголовья животных оставленными на племя производителями.

Применение в селекции показателей оборонительного поведения по отношению к человеку у животных, обуславливающих их эмоциональную и гормональную реакцию на стресс, способствует использованию внутрипородных резервов наследственной коррелятивной изменчивости пищевого и оборонительного поведения и ведет к созданию генетически устойчивых к стрессам высокопродуктивных пород животных, что особенно важно для индустриального животноводства, отличающегося высоким уровнем производственного стрессирования животных.

В связи с тем, что в известных научно-технических и патентных источниках способа, аналогичного заявляемому, не обнаружено, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям "новизна и изобретательский уровень".

Конкретные примеры осуществления заявляемого способа.

Пример 1 Оценивали поведение у ярок в возрасте 8 мес породы иль-де-франс, коз в возрасте 4 лет породы санен, телок в возрасте 18 мес породы шароле, у кобылок пони в возрасте 19 мес породы велш и у свинок в возрасте 7 мес породы крупная белая в хозяйстве Исследовательского центра физиологии размножения домашних животных ИНРА, лаборатории поведения животных (г. Нузили, Франция). За исключением коз все животные были в возрасте до первой случки и размножения.

В помещении, где содержат животных, из деревянных щитов (3,0 х 1,0 м или 5,0 х 1,2 м) строят загон 3 х 3 м или 5 х 5 м, в зависимости от вида животных. В загоне устанавливают кормушку на 5-10 животных, в соответствии с видом животных.

Сначала определяют оборонительное поведение у животных в группе по 10-12 овец, 7-8 коз, 5-6 телок, 5-6 лошадей и по 5-6 свинок.

Проводят первое тестирование по поведению у голодных животных, т.е. через 14-16 ч после кормления.

В загон запускают группу животных, в кормушку насыпают овес или комбикорм, обычно используемый для кормления, позволяют животным подойти к корму, и затем экспериментатор, находясь за кормушкой и передвигаясь вдоль нее, отмечает кистью с гуашевой краской животных, поедающих корм.

В первые 2-3 мин ставят первую отметку на голове у животных, поедающих корм.

В следующие 2-3 мин ставят вторую отметку на спине у животных, поедающих корм.

В последние 6-10 мин пребывания животных в загоне ставят третью отметку на спине у животных, поедающих корм.

После 6-10 мин тестирования группу удаляют из загона и запускают следующую группу и т.д.

В результате первого тестирования выявляли животных 4-х фенотипов поведения, с отметками поведения 0 (совсем не подходят к корму), 1 и 2 (чередуют подходы к корму с отходами от него) и 3 (поедают корм все время тестирования).

Спустя 2-4 дня проводят второе тестирование этих животных, но уже через 1-2 ч после кормления. Отметки проставляют аналогичным образом, используя краску другого цвета.

После завершения второго тестирования проводят считывание и запись индивидуальных номеров животных и отметок краской.

Спустя 4-5 суток проводят второе определение оборонительного поведения у индивидуальных животных, изолированных от стада. Для этого в загон для тестирования поведения у каждого вида животных запускают по одному животному. Время тестирования индивидуальных животных сокращают до 3-5 мин.

Аналогично тестированию в группе проводят первое тестирование по поведению у голодных животных, т.е. через 14-16 ч после кормления.

Спустя 2-4 дня аналогично тестированию в группе проводят второе тестирование этих животных индивидуально, но уже через 1-2 ч после кормления.

После завершения второго тестирования проводят считывание и запись индивидуальных номеров животных и отметок краской.

Воспроизводимость комплексных оценок поведения при тестировании животных индивидуально была определена по коэффициенту корреляции этих оценок в повторных тестах и равна для овец 0,593 (P < 0,001), коз 0,633 (P < 0,001) и для свиней 0.725 (P < 0,001).

Сравнительная характеристика внутрипородных распределений животных по оборонительному поведению на человека, т. е. характеристика полиморфизма этого поведения у животных разных видов приведена в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что за исключением коз стресс зоосоциальной изоляции по сравнению с тестированием в группе вызывает достоверное усиление проявления мотивированных страхом оборонительных реакций на человека у животных разных видов. Достоверные различия между внутрипородными распределениями по поведению выявляют средовое влияние эффекта "социальной фасилитации", проявляющегося в модификационном увеличении численности фенотипа 3-3 и уменьшении численности фенотипа 0-0 у животных в группе и противоположное ему действие на поведение средового эффекта "изоляционного ингибирования".

Отсутствие влияния обоих эффектов на поведение коз объясняется прошлым опытом взаимодействия их с человеком, особенно регулярных производственных контактов при размножении и лактации, определяющим привыкание к человеку и отсутствие страха у животных разных видов.

Межвидовые сравнения внутрипородных распределений по оборонительному поведению, т. е. сравнения полиморфизма этого поведения в группе и индивидуально у животных разных видов, представлены в табл. 3 и 4 соответственно. Из данных таблиц видно, что за исключением телок породы шароле и пони породы велш существуют достоверные межвидовые различия полиморфизма поведения. Этот факт подтверждает породную специфичность изменчивости оборонительного поведения животных по отношению к человеку и, кроме того, выявляет его видовую специфичность.

Таким образом, установленные свойства: а) зависимости оборонительного поведения у животных в возрасте до их первого размножения от влияния зоосоциальной среды и б) видовой и породной специфичности полиморфизма этого поведения доказывают более высокую эффективность заявляемого способа по сравнению с прототипом.

Пример 2 Оценивали поведение кобылок пони, родившихся от разных матерей, искусственно осемененных от двух жеребцов: Altkirch (13 дочерей) и MW233 (8 дочерей), в зависимости от их происхождения по отцам. Все кобылки были одного возраста, в среднем 571,9 дней, находились в одном табуне, в одинаковых условиях кормления и содержания.

Поведение кобылок определяли аналогично примеру 1. Количественные значения поведения у индивидуальных кобылок определяли суммированием первой и второй отметок их комплексной оценки поведения, причем отметку 0 принимали равной 0,5 баллам. Количественное значение оценки поведения минимально у фенотипа 0-0 (равно 1,0 баллу) и максимально у фенотипа 3-3 (6,0 баллов).

Средние значения оценок поведения рассчитывали стандартными методами статистики, сравнения делали по t-критерию Стьюдента.

Из данных табл. 5 видно, что влияние генотипа отца на поведение дочерей достоверно выражено при тестировании кобылок как в группе, так и индивидуально. В первом случае поведение более спокойных дочерей отца MW233 отличается от поведения их сверстниц на 45,7%. Во втором случае такие генотипзависимые различия в поведении увеличиваются до 72,2%.

Следовательно, тестирование индивидуальных животных в условиях стресса зоосоциальной изоляции устраняет модифицирующее влияние "социальной фасилитации" на поведение и увеличивает соответствие между фенотипом и генотипом поведения у пони, что усиливает проявление генотипзависимой изменчивости их оборонительного поведения по отношению к человеку. Причем в условиях стресса обнаруживается существование кобылок с фенотипом поведения 0-0, не проявившимся у них при тестировании в группе (см. табл. 2). Такая зависимость проявления генотипической изменчивости оборонительного поведения у животных других, чем лошади, видов от влияния стресса зоосоциальной изоляции подтверждается фактом одинаковой направленности изменений в их поведении при тестировании индивидуально (см. табл. 2).

Таким образом, тестирование животных индивидуально в условиях стресса зоосоциальной изоляции увеличивает соответствие между фенотипом и генотипом по оборонительному поведению на человека, что повышает точность выявления и отбора животных с желательным фенотипом этого поведения по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1. Способ выявления и отбора стрессоустойчивых животных, включающий оценку мотивированных страхом оборонительных реакций на человека по проявлению пищевых и оборонительных реакций у животных в группе через 14 - 16 ч после кормления и затем спустя 2 - 4 дня через 1 - 2 ч после кормления, отличающийся тем, что через 4 - 5 суток проводят дополнительную оценку пищевых и оборонительных реакций у животных индивидуально в условиях изоляции от группы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тестирование животных индивидуально проводят в течение 3 - 5 мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сравнивают внутрипородные распределения по поведению у животных в группе и индивидуально и к стрессоустойчивым относят животных, в поведении которых при повторной оценке устойчиво преобладают пищевые реакции.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение поведения у животных проводят в возрасте до их первого участия в размножении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4