Методи етологічних досліджень

Спостерігаючи за тим, як тварина пересувається, стоїть або лежить, визначають відносну тривалість перебування її у тому чи іншому положенні та роблять висновок про її самопочуття. Наприклад, знаючи, скільки часу на протязі доби корова лежала або стояла, як часто у неї мінялися ці стани, як змінювалося положення її тіла під час відпочинку, ми можемо вірогідно оцінити стан здоров’я тварини.

Спостереження за тим, як тварина лягає або встає, як вона при цьому інтенсивно вибирає для себе найбільш зручне положення, допомагають визначити чи правильно влаштовані стійла, годівниці і т.ін.

Вивчаючи поведінку тварин, вчені найчастіше користуються методом хронометражу та методом візуального спостереження.

Метод хронометражу полягає у реєстрації часу всіх елементів поведінки тварин (прийом корму, води, жуйка, польова активність, дефекація, бійки, відпочинок та ін.). Цей метод відрізняється великою точністю, ним можна користуватися при будь-яких умовах утримання тварин. Хронометраж звичайно проводять на протязі двох діб безперервно й одночасно на усіх групах, що порівнюються. Тоді дія сторонніх факторів на досліджувані показники буде зведена до мінімуму.

Наприклад, при вивченні породних особливостей поведінки биків на відгодівлі одночасно хронометрують з поведінкою тварин всіх породних груп. Для одержання точної інформації при використанні методу хронометражу дуже важливо, щоб експериментатор добре бачив усіх тварин, за якими спостерігають, і легко міг прочитати на відстані їх мітки. При проведенні хронометражу прагнуть не порушувати звичної для тварини обстановки, щоб ніякі побічні фактори не вплинули на поведінкові реакції тварин. Робоче місце експериментатора обладнують обережно, без зайвого шуму. Починають дослід лише після того, як тварини звикнуть до умов його проведення.

У залежності від мети досліджень, виду тварин, розміру груп та умов утримання змінюється методика хронометражу. У тому випадку, коли потрібна реєстрація великого числа показників, а деякі з них з секундним інтервалом наприклад, при вивченні впливу кормових факторів на характер жуйки дослід проводить декілька експериментаторів, причому кожний з них хронометрує поведінку тільки однієї тварини.

При вивченні поведінки тварин за добу фіксують її поведінкову активність через визначені проміжки часу, наприклад, через 5-10 хвилин. Цей спосіб хронометражу дозволяє одному експериментатору одночасно спостерігати за 10-20 тваринами. При утриманні тварин великими групами для спостереження вибирають звичайно трьох тварин, їх мітять і хронометрують їх поведінку. Коли ж потрібно спостерігати за поведінкою усіх тварин великих груп, загін, де знаходяться тварини, умовно поділяють на сектори. За кожним сектором закріплюють експериментатора, який реєструє поведінку тварин у своєму секторі. В залежності від мети досліду застосовують хронометраж з індивідуальною чи груповою реєстрацією поведінки тварин. Так, при вивченні зв’язку поведінкових реакцій тварин з продуктивністю чи з її ранговим місцем у групі проводять хронометраж з реєстрацією поведінки кожної тварини групи окремо.

Якщо мета дослідження полягає у вивченні впливу кормових факторів, кастрації, породних особливостей і т.д. на поведінку тварин, то реєструють основні показники поведінкових реакцій в цілому по групі (визначають, скільки тварин у даний момент лежать, п’ють, жують жуйку і тощо.).

Результати спостереженнь заносять в журнал у вигляді значків–символів. Це дуже зручно, так як символи – це початкові букви назви поведінкових актів. Наприклад, С – стоїть, Л – лежить, Лр – лежить на гратах підлоги, Лб – лежить у боксі, Ж – жуйка, Сп – сплигує, Ї – їсть – Їк – їсть концентрати.

При вивченні групової, харчової, дослідницької поведінки, реакцій тварин на різні штучно створені ситуації застосовують метод візуального спостереження з описом всіх актів поведінки тварин у журналі.

Для реєстрації найбільш цікавих моментів проводять кіно-та фотозйомку. У деяких дослідах, наприклад, при вивченні реакції тварин на новачка, введеного у групу, хронометраж сполучають з візуальним спостереженням. Дослід починають із хронометражу поведінки тварин у звичайних умовах для одержання даних про вихідну поведінку (фоновий дослід).

Відразу після введення нової тварини у групу до досліду підключається інший експериментатор, що фіксує поведінку новачка та його взаємовідношення з іншими тваринами. Після видалення новачка з групи хронометраж продовжують далі, поки поведінка тварин у групі не прийде в норму. Це дає можливість визначити силу наслідку даного фактора.

При вивченні реакції тварин на переформування груп спочатку мітять і зважують тварин, причому ці роботи закінчують за 2-3 дні до проведення добового фонового хронометражу. Потім протягом доби проводять хронометраж поведінки піддослідних тварин (фон).

Після переформування груп безперервно протягом трьох діб окремо реєструють поведінку тварин зведених груп.

Хронометраж поведінки повторюють з 7–10-денними інтервалами до встановлення нового ієрархічного порядку у групах. Дослід завершується зважуванням тварин досліджуваної та контрольної груп. Такий метод ведення експерименту дає можливість не тільки вивчати взаємовідносини між тваринами, але й встановити, як зміни умов відбилися на таких показниках, як прийом корму, жуйка, відпочинок, продуктивність. Іноді виникає необхідність помістити тварину у незвичну для неї обстановку і спостерігати за її поведінкою. Наприклад, у групі тварин зі сформованим ієрархічним порядком та вільною годівлею дуже важко встановити рангове місце окремих особин. Для вивчення ієрархії спостерігають за взаємовідносинами між тваринами у звичайній для них обстановці та в момент штучно створеної конфліктної ситуації у групі. Найпростіше таку ситуацію створити при поступовому (від однієї до іншої) скороченні фронту годівлі при роздачі найбільш улюблених тваринами кормів, наприклад концентратів. Штучно створена конфліктна ситуація веде до боротьби за корм. Тварини намагаються витіснити одна одну від годівниці відповідно до рангу, який вони займають у групі.

Тих тварин, ранг, яких не вдалося визначити, випробовують за допомогою проби «пар». На невеликому майданчику ставлять годівницю, корм із якої може одержати тільки одна тварина. Випускають у загін одночасно двох тварин, ранги яких не з’ясовані. Одна з них сміливо йде до годівниці і починає їсти, інша несміливо тримається позаду. Зрозуміло, що в груповій ієрархії перша тварина має більш високий ранг ніж друга. У інших випадках тварин змагаються за корм, перемагає та особина, що стоїть на більш високій ступені ієрархічних сходів.

Для вивчення рухової активності використовують спортивні крокоміри. Їх розміщують у спеціально виготовлених герметичних пластмасових футлярах з прозорим вікном з оргскла, через яке можна бачити показники, не знімаючи крокоміра з тварини. Футляр з крокоміром фіксують ременем на тулуб тварини за передніми кінцівками. У пояс вшивають гумову вставку, щоб він щільно прилягав до тулуба та не заважав дихати при будь-якому положенні тварини.

Крокоміри застосовують і для вивчення збудливості тварин (рефлекс «що таке?»). За допомогою нашийника крокоміри фіксують на шиї тварин, у цьому випадку прилад реєструє рухи голови.

Як відомо, подразники, що діють на тварин і викликають зміну їхньої поведінки, впливають на роботу серцево-судинної, дихальної ендокринної системи на обмін речовин, морфологію і хімічний склад крові та інші фізіологічні і біохімічні показники.

Особливий інтерес для етології представляє метод біотелеметрії – передачі фізіологічних даних на відстань за допомогою радіохвиль. Цей метод дозволяє у природних для тварин умовах реєструвати швидкість пережовування корму, м’язові скорочення, частоту пульсу і дихання, зміну ваги тварини, електрокардіограму й інші фізіологічні показники (рис. 3,4,5).

Рис. 3. Безпосереднє визначення фізіологічних показників на тварині.

Рис. 4. Визначення фізіологічних показників тварин на невеликій відстані за допомогою радіо капсули.

Рис. 5. Телеметричне визначення фізіологічних показників тварин за допомогою короткохвильового приймача.

Вищу нервову діяльність та поведінкові реакції вивчають за методикою умовних рефлексів, розробленою І.П. Павловим. Для вивчення ВНД у великої рогатої худоби, коней та інших сільськогосподарських тварин, а також для визначення типу ВНД – користуються методикою Паршутина Г.В. та Румянцевої Е.Ю. Ця методика дозволяє у природних умовах при вільному пересуванні тварин за короткий строк визначити основні показники типу ВНД – швидкість вироблення, диференціації та переробки умовного рефлексу.

Д.К. Бєляєв та В.Н. Мартинов розробили етологічний метод оцінки індивідуальної поведінки овець у стадних умовах. Сутність методу полягає у вивченні харчових, пасивно-захисних й орієнтовних реакцій тварин у незвичних умовах годівлі. За зміною реакцій поведінки овець у незвичній обстановці можна виділити типи тварин за індивідуальною поведінкою в отарі. Дослід за цією методикою проводили так. У загін, відгороджений у кошарі, ставили годівницю, в яку на виду у тварин засипали корм. Потім впускали у загін 10-12 овець на 15-20 хвилин. Тих із них, які підходили до годівниці у перші 4-5 хвилин, помічали червоною фарбою, наступну групу – синьою, а тих тварин, які наблизилися до годівниці в останні 5 хвилин досліду, - чорною фарбою.

Вівці першої групи (перший тип), тобто найсміливіші, потрапивши до загону, одразу підходили до годівниці та поїдали корм. Їх ледве відганяли після закінчення досліду. Вийшовши з загону, вони розташовувалися ближче до нього і прагнули дістатися до корму. Спокійно перенесли мічення їх фарбою. Овець другого типу або доводилося заганяти силоміць або вони потрапляли до загону, прямуючи за вівцями першого типу. Деякі тварини одразу підходили до годівниці, але отримавши відмітку фарбою, відбігали і більше до годівниці не наближались. Інші підходили до годівниці через 5–6 хвилин, але також жваво реагували на мічення. Вівці третього типу стояли у дальньому кінці загону, опустивши голову або роздивляючись годівницю. Іноді вони швидко хапали корм та миттєво тікали, не встигаючи отримати мітку. Потрапивши після досліду за межі загону, вони намагалися відійти подалі.

Цю методику її автори успішно використовували для вивчення зв’язку поведінки овець з їхніми продуктивними та репродуктивними якостями, а також для з’ясування механізмів успадкування типу поведінки у тварин.

У ВІТ розроблена методика визначення швидкості вироблення умовних рефлексів у свиней в умовах промислового виробництва. Техніка масового вироблення умовних рефлексів у свиней на звуковий подразник зі смаковим (харчовим) підкріпленням складається з двох періодів – попереднього й облікового.

Тривалість попереднього періоду 5 днів, облікового – 3 дні. У попередній період щоденно за 5 хвилин до початку годівлі подають звуковий сигнал. На шостий день досліду (перший день облікового періоду) за 1,5 години до годівлі подають звуковий сигнал та одночасно додають у годівниці риб’ячий жир. Тварин, які підійшли до годівниць у період подачі звукового сигналу, мітять зеленою аніліновою фарбою.

Через 5 хвилин звуковий сигнал вимикають і мічення тварин припиняють. У той самий день прийом повторюють ще раз через 30 хвилин.

Таким чином, у перший день облікового періоду зелену мітку отримують свині, які виробили умовний рефлекс підходу до годівниць зі смаковою підкормкою на першу та другу появу звукового сигналу.

На сьомий день досліду (другий день облікового періоду) всі прийоми аналогічні попередньому дню, але з тією відмінністю, що тварин мітять синьою фарбою. У другий день облікового періоду виявляють свиней, які виробили умовний рефлекс на 3–4 появі звукового сигналу (рахуючи з першого облікового дня).

На восьмий день досліду (третій день облікового періоду) прийоми повторюють. Тварин мітять червоною фарбою. Це свині, які виробили умовний руховий рефлекс на 5-6 (рахуючи з першого облікового дня) появу звукового сигналу.

Після закінчення досліду у кожному станку підраховують число тварин із зеленими, синіми та червоними мітками, а також без міток (тобто ті, які жодного разу не підійшли до годівниці).

Усіх обстежених свиней ділять на чотири категорії: до першої відносять реактивних тварин, які виробили умовний рефлекс на 1–2 появу звукового сигналу (зелена мітка); до другої – тварини з помірною реактивністю (3–4 поява звукового сигналу, синя мітка); до третьої – тварин з пониженою реактивністю (5–6 поява звукового сигналу, червона мітка); до четвертої – інертних тварин, які взагалі жодного разу не підійшли до годівниці.

Методику визначення швидкості вироблення умовних рефлексів у свиней можна використовувати для розрахунку оптимальних строків відгодівлі та відбору племінних тварин, які легко піддаються спеціальній дресировці, що полегшує догляд за ними.

В.І. Велікжанін вважає, що для повного розуміння поведінки тварини необхідний системний підхід, який передбачає використання комплексу методичних прийомів. Вибір методичного прийому визначається конкретним завданням та видом тварин, поведінку яких досліджують.

Основним методом вивчення цілісної поведінки, за його переконанням, є метод візуальних спостережень.

У найпростіших випадках складають протоколи спостережень. Потім вводиться система скорочень, яка застосовується для вже визначених раніше одиниць поведінки. Якщо реєструється одночасно декілька тварин, то рекомендується поряд з колонкою часу ввести відповідне число колонок і протоколювати поведінку індивідуумів одного поряд з іншими. У потрібному випадку можна вказувати за допомогою стрілок співвідношення поведінки між окремими індивідуумами. Візуальні спостереження дозволяють описувати поведінку тварин як у часі (хронометраж), так і у просторі.

Лабораторією генетики сільськогосподарських тварин ВНДІРГТ розроблена система опису дій тварин за допомогою абетки елементів і абетки актів поведінки тварини.

В основу системи покладена символізація ознак поведінки у відповідності з поділом поведінки тварини на три рівні функціональної складності:

1) елемент поведінки;

2) акт поведінки;

3) функціональний стан системи поведінки.

У таблицях 1,2,3 представлені абетки елементів поведінки тварин, абетка актів поведінки корови та індекси функціональної активності.

Кожен символ представляє собою початкову букву назви органа, стану або предмета діяльності тварини. Символи сполучаються у сполучення у відповідності з функціональною системою акту поведінки або цілісної поведінки тварини.

Розглядаючи поведінку тварини як функцію часу, у якості одиниці вимірювання взятий 5-хвилинний інтервал спостережень.

Кожні 5 хвилин протягом певного часу спостережень експериментатор реєструє стан тварини. За допомогою «абетки» суттєво полегшується збір інформації про поведінку великих популяцій тварин (до 50 голів). У таблиці 4 приведена форма протоколу спостережень за поведінкою тварин.

Після спостережень матеріал обробляється методом перенесення даних про кожну тварину з протоколу у спеціальну таблицю (табл. 5).

У самому протоколі спостережень можна провести погодинну обробку даних для наступного обчислення загальної рухової активності. Для цього у протоколі передбачається більша відстань між цілими годинами спостережень (табл.. 4) для підрахунку суми п’ятихвилинок активного (+) стану тварини.

Цей захід суттєво скорочує час обробки для експрес-методу оцінки тварин за індексами рухової активності. На основі первинної індивідуальної обробки матеріалу проводиться вторинна обробка за системами функціональної активності (табл. 6)

Оброблені результати про кожну тварину зводяться до єдиної (збірної) таблиці у відповідності з розбиттям тварин на групи, що визначаються задачами експерименту. У збірній таблиці за групами тварин, також, як і у таблицях за індивідуальною обробкою матеріалу, є можливість диференційованої оцінки будь-якої системи функціональної активності тварин. Крім того, експериментатор може отримати інформацію як про розподіл часу доби на користувальні та сигнальні дії кожною твариною, так і про поведінку тварин у просторі.

Розроблена система опису поведінки тварин дозволяє проводити інтегровану оцінку поведінки в індексах функціональної активності. Індекс функціональної активності – це відносна величина, яка визначається відношенням абсолютної величини часу шуканого функціонального стану до всього часу спостережень за поведінкою тварин. Величина нормованого індексу функціональної активності (НІФА) варіює в інтервалі від 0 до 1.

Він визначається за наступною формулою:

T=

де ∆t – час функціональної активності;

t – загальний час спостережень.

Це загальна формула нормованого індексу функціональної активності тварини, вимірюваної у часі. Так, наприклад, можна визначити індекси їжі (Тї), жуйки (Тж), комфортних рухів (Ткф), ходи (Тй), загальної рухової активності (Т р,а), загальної харчової активності (Тх,а), сну (Тс), відпочинку (Тс+б) і т. інше. Для цього використовують наступні формули:

Tї= ; Tж= ; Tкф= ; Tй= ; Tра= ; Tха= ; Tс= ; Tс+б= ;

Запропонований метод візуальних спостережень за допомогою абетки та індексної оцінки дозволяє уніфікувати збір та кінцеву обробку матеріалів спостережень за поведінкою тварини, що дозволить порівнювати результати, які отримують спеціалісти у різних країнах.

Індексна оцінка поведінки тварин дозволяє оцінювати і технологічні параметри комплексів, і селекційну цінність тварин, яких розводять.

Таблиця 1