DOI: https://doi.org/10.1016/j.applanim.2025.106713
تاريخ النشر: 2025-06-10
المؤلف: Rebecca Grut وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تتناول هذه الدراسة الفجوة في فهم كيفية إدراك الخنازير للروائح الجديدة وردود أفعالها السلوكية اللاحقة. طور الباحثون مقياس رد فعل من 6 نقاط لتقييم الاستجابات السلوكية الفورية للخنازير عند تعرضها لروائح مختلفة للمرة الأولى. شمل التجربة 184 خنزيرًا من نوع النمو والانتهاء، تم اختبارهم في أزواج، حيث واجه كل زوج ثلاث من أصل اثني عشر رائحة مميزة، إلى جانب مجموعة تحكم خالية من الرائحة. تم تسجيل ردود الفعل السلوكية بعد ست ثوانٍ من اقتراب الخنازير من العينات، مع تسجيل من 1 (سلوك استكشافي) إلى 6 (تجنب نشط).
أظهرت النتائج أن الخنازير أظهرت سلوكًا استكشافيًا أكبر بكثير تجاه الروائح مقارنة بمجموعة التحكم (P < 0.001)، مع اختلافات فردية ملحوظة في ردود الفعل تجاه معظم الروائح. على وجه الخصوص، أثارت رائحة الفانيليا والبرتقال الدموي استجابات استكشافية أكثر بشكل متسق (P < 0.05)، مما يشير إلى أن هذه الروائح قد تُعتبر ممتعة. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الخنازير انخفاضًا في السلوك الاستكشافي مع الروائح اللاحقة التي تم اختبارها (P ≤ 0.04)، مما يشير إلى تراجع محتمل في الاهتمام مع مرور الوقت. تقدم هذه الدراسة أول مقياس مصمم خصيصًا لتقييم ردود الفعل الفورية للخنازير تجاه المحفزات الشمية الجديدة، مما يوفر أساسًا للدراسات المستقبلية حول إدراك الروائح وآثارها في إنتاج الخنازير التجاري.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية الشم والإشارات الكيميائية في سلوك الحيوانات، وخاصة في الطيور والثدييات، مع الإشارة إلى وجود فجوة في دراسة هذه الجوانب في الحيوانات الزراعية، وخاصة الخنازير (Sus scrofa domesticus). على الرغم من أن الأبحاث السابقة استكشفت التعلم المرتبط بالنكهات في الماشية، إلا أن إدراك الروائح الجديدة لا يزال غير مستكشف بشكل كافٍ. تمتلك الخنازير حاسة شم متطورة للغاية، وهي ضرورية للبحث عن الطعام واستكشاف بيئتها. تشير ردود أفعالها السلوكية تجاه الروائح، بما في ذلك الشم، والحفر، وغيرها من الأفعال الاستكشافية، إلى تفاعل معقد مع المحفزات الشمية يستدعي مزيدًا من الفحص.
تهدف الدراسة إلى تطوير مقياس رد فعل لتقييم ردود الفعل السلوكية الفورية للخنازير تجاه الروائح الجديدة، مع هدف ثانوي يتمثل في تحديد ما إذا كانت هذه الردود متسقة بين الأفراد، مما قد يشير إلى القيمة (الجاذبية أو النفور) للروائح. يتم وضع هذه البحث كبحث يولد فرضيات، حيث تقترح الفرضية الصفرية أن ردود فعل الخنازير تجاه روائح معينة ستكون عشوائية، تفتقر إلى أي نمط يمكن تمييزه. يمكن أن يعزز فهم إدراك الخنازير للروائح من الرؤى حول رفاهيتها وبيئتها السلوكية.
طرق البحث
تحققت الدراسة من سلوك الاستكشاف الشمي لـ 184 خنزيرًا من أنواع تجارية مختلطة، تم اختبارهم في أزواج من نفس الجنس لتقليل التوتر الناتج عن العزلة. كانت الخنازير، بمتوسط وزن 64.9 كجم ومتوسط عمر 86.8 يومًا، مقيمة في ظروف مشابهة للتجارية في مركز بحثي. قبل الاختبار، تم نقلهم إلى منطقة تجريبية حيث تم إقرانهم وتعيينهم إلى أقفاص مجهزة بنقطتي إدخال رائحة دائريتين، مما يسمح لهم بشم الروائح دون اتصال مباشر.
شمل التصميم التجريبي تقديم اثني عشر رائحة قائمة على الزيت، جميعها معتمدة للاستخدام البشري ومختارة لضمان الجدة، إلى جانب مجموعة تحكم خالية من الرائحة (ماء مقطر). تم تصنيف الروائح إلى أربع مجموعات، تحتوي كل منها على ثلاث روائح مميزة من أصول مختلفة (مثل: عشب، توابل، فواكه). تم تعيين كل زوج من الخنازير عشوائيًا إلى مجموعة واحدة وتم اختباره مرة واحدة، مع توازن في ترتيب العرض لمنع التحيز. شمل بروتوكول الاختبار تقديم عينات الرائحة ومجموعة التحكم في وقت واحد لمدة دقيقة، تكررت ثلاث مرات مع فترات راحة بينها. تم تسجيل ردود الفعل السلوكية الفورية على العرض الأول لكل رائحة ومجموعة تحكم باستخدام الفيديو، مع التركيز على ردود فعل الخنازير تجاه الروائح الجديدة.
النتائج
في تحليل درجات رد الفعل عبر كل من ظروف الرائحة ومجموعة التحكم، كانت الدرجة 1 هي الأكثر تسجيلًا، حيث تمثل 45% من 731 رد فعل تم ملاحظته (n = 327). أشار ملاءمة النموذج إلى أن التأثيرات الثابتة لمجموعة الرائحة، والعمر، والجنس لم تؤثر بشكل كبير على درجات رد الفعل (P ≥ 0.1)، مما أدى إلى تطبيق نموذج مخفض استبعد هذه المتغيرات. أكد اختبار نسبة الاحتمالية عدم وجود فرق كبير بين النماذج الكاملة والمخفضة، مما أسفر عن نموذج نهائي يتضمن التأثيرات الثابتة لنقطة الإدخال، والرائحة، ورقم الرائحة، إلى جانب تأثيرات عشوائية محددة.
كشفت النتائج عن تأثير كبير لنقطة الإدخال على درجات رد الفعل، حيث أثارت نقطة إدخال الرائحة استكشافًا أكبر بكثير (درجات أقل) مقارنة بمجموعة التحكم (مجموعة التحكم-الرائحة: تقدير ± SE = 1.18 ± 0.15، نسبة z = 7.67، P < 0.001). بالإضافة إلى ذلك، تلقت روائح معينة، وهي الفانيليا والبرتقال الدموي، درجات رد فعل أقل بكثير من غيرها (الفانيليا: تقدير ± SE = -1.29 ± 0.54، نسبة z = -2.40، P = 0.017؛ البرتقال الدموي: تقدير ± SE = -1.07 ± 0.52، نسبة z = -2.06، P = 0.04). كما أشار التحليل إلى تأثير كبير لرقم الرائحة، حيث زادت الدرجات بشكل كبير بين الرائحة الأولى والثانية (تقدير ± SE = -0.41 ± 0.17، نسبة z = -2.39، P = 0.04) وبين الرائحة الأولى والثالثة (تقدير ± SE = -0.60 ± 0.19، نسبة z = -3.24، P = 0.003)، ولكن ليس بين الرائحة الثانية والثالثة (P > 0.1). يتم توضيح التباين في درجات رد الفعل عبر 12 رائحة في الشكل 5، الذي يصنف ردود الفعل على أنها استكشافية أو تجنب/غير مهتم.
المناقشة
تهدف الدراسة التي أجريت في مركز الأبحاث السويدي للماشية إلى تطوير مقياس رد فعل سلوكي لتقييم ردود فعل الخنازير الفورية تجاه الروائح الجديدة. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية، وتم بناء المقياس استنادًا إلى لقطات الفيديو من اختبار التكيف/عدم التكيف، مع التركيز على اللقاءات الأولى للخنازير مع كل رائحة. تراوح المقياس من 1 إلى 6، حيث تشير الدرجات الأقل إلى سلوكيات استكشافية (مثل: الشم) وتعكس الدرجات الأعلى النفور (مثل: هز الرأس). أشارت النتائج إلى أنه بينما أظهرت الخنازير عمومًا سلوكًا استكشافيًا تجاه الرائحة الجديدة الأولى، كانت ردود الفعل تختلف بشكل كبير بين الأفراد، مما يشير إلى أن الخنازير المختلفة قد تعزو قيمًا مميزة للروائح المختبرة. من الجدير بالذكر أن الفانيليا والبرتقال الدموي أثارت استجابات استكشافية أكبر، مما يشير إلى قيمة إيجابية محتملة، بينما لم تظهر الروائح الأخرى ردود فعل متسقة عبر المجموعة.
تسلط النتائج الضوء على أهمية مراعاة الاختلافات الفردية في الإدراك الشمي والاستجابة العاطفية عند تفسير ردود الفعل السلوكية تجاه الروائح. كما لاحظت الدراسة تأثير التكيف، حيث أظهرت الخنازير سلوكًا استكشافيًا أقل مع الروائح اللاحقة، مما قد يؤثر على فعالية استراتيجيات إثراء الشم. يعد المقياس المطور أداة قيمة للبحوث المستقبلية حول تفضيلات الخنازير الشمية والآثار المحتملة على رفاهية الحيوانات، خاصة في سياق استخدام الروائح كإثراء بيئي. هناك حاجة إلى مزيد من التحقيق في الآثار طويلة الأجل للتعرض للروائح والحالات العاطفية التي تثيرها في الخنازير لتعزيز فهم تجاربهم الشمية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applanim.2025.106713
Publication Date: 2025-06-10
Author(s): Rebecca Grut et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
This study addresses the gap in understanding how pigs perceive novel odours and their subsequent behavioural reactions. The researchers developed a 6-point reaction scale to evaluate immediate behavioural responses of pigs when exposed to different odours for the first time. The experiment involved 184 growing-finishing pigs, tested in pairs, with each pair encountering three out of twelve distinct odours, alongside an odourless control. Behavioural reactions were recorded six seconds after the pigs approached the samples, scoring from 1 (exploratory behaviour) to 6 (active avoidance).
The findings revealed that pigs exhibited significantly more exploratory behaviour towards the odours compared to the control (P < 0.001), with notable individual differences in reactions to most odours. Specifically, vanilla and blood orange elicited consistently more exploratory responses (P < 0.05), suggesting these odours may be perceived as pleasant. Additionally, pigs showed a decrease in exploratory behaviour with subsequent odours tested (P ≤ 0.04), indicating a potential decline in interest over time. This research presents the first scale specifically designed for assessing pigs' immediate reactions to novel olfactory stimuli, providing a foundation for future studies on odour perception and its implications in commercial pig production.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of olfaction and chemical signals in animal behavior, particularly in birds and mammals, while noting a gap in the study of these aspects in farm animals, especially pigs (Sus scrofa domesticus). Although previous research has explored flavor-associated learning in livestock, the perception of novel odors remains under-investigated. Pigs possess a highly developed sense of smell, which is crucial for foraging and exploring their environment. Their behavioral responses to odors, including sniffing, rooting, and other exploratory actions, indicate a complex interaction with olfactory stimuli that warrants further examination.
The study aims to develop a reaction scale to evaluate pigs’ immediate behavioral responses to novel odors, with a secondary goal of determining whether these reactions are consistent among individuals, potentially indicating the valence (attractiveness or averseness) of the odors. This research is positioned as hypothesis-generating, with the null hypothesis suggesting that pigs’ reactions to specific odors would be random, lacking any discernible pattern. Understanding pigs’ olfactory perception could enhance insights into their welfare and behavioral ecology.
Methods
The study investigated the olfactory exploration behavior of 184 growing pigs from various crossbred commercial breeds, tested in opposite-sex littermate pairs to mitigate stress from isolation. The pigs, averaging 64.9 kg in weight and 86.8 days in age, were housed under commercial-like conditions at a research center. Prior to testing, they were moved to an experimental area where they were paired and assigned to pens equipped with two circular odour insertion points, allowing them to sniff odours without direct contact.
The experimental design involved presenting twelve oil-based odours, all approved for human use and selected to ensure novelty, alongside an odourless control (distilled water). The odours were categorized into four triads, each containing three distinct scents from different origins (e.g., herb, spice, fruit). Each pair of pigs was randomly assigned to one triad and tested once, with the presentation order balanced to prevent bias. The testing protocol included simultaneous presentations of odour and control samples for one minute, repeated three times with breaks in between. The immediate behavioral responses to the first presentation of each odour and control were recorded using video, focusing on the pigs’ reactions to novel scents.
Results
In the analysis of reaction scores across both odour and control conditions, score 1 was the most frequently recorded, accounting for 45% of the 731 reactions observed (n = 327). Model fitting indicated that the fixed effects of odour triad, age, and sex did not significantly influence the reaction scores (P ≥ 0.1), leading to the application of a reduced model that excluded these variables. A likelihood ratio test confirmed no significant difference between the full and reduced models, resulting in a final model that included the fixed effects of insertion point, odour, and odour number, along with specified random effects.
The results revealed a significant effect of the insertion point on reaction scores, with the odour insertion point eliciting significantly more exploration (lower scores) compared to the control (control-odour: estimate ± SE = 1.18 ± 0.15, z-ratio = 7.67, P < 0.001). Additionally, specific odours, namely vanilla and blood orange, received significantly lower reaction scores than others (vanilla: estimate ± SE = -1.29 ± 0.54, z-ratio = -2.40, P = 0.017; blood orange: estimate ± SE = -1.07 ± 0.52, z-ratio = -2.06, P = 0.04). The analysis also indicated a significant effect of odour number, with scores increasing significantly between the first and second odours (estimate ± SE = -0.41 ± 0.17, z-ratio = -2.39, P = 0.04) and between the first and third odours (estimate ± SE = -0.60 ± 0.19, z-ratio = -3.24, P = 0.003), but not between the second and third odours (P > 0.1). The variability in reaction scores across the 12 odours is illustrated in Figure 5, which categorizes reactions as exploratory or avoidant/uninterested.
Discussion
The study conducted at the Swedish Livestock Research Centre aimed to develop a behavioral reaction scale to assess pigs’ immediate responses to novel odors. Ethical approval was obtained, and the scale was constructed based on video footage from a Habituation/Dishabituation test, focusing on the pigs’ first encounters with each odor. The scale ranged from 1 to 6, with lower scores indicating exploratory behaviors (e.g., sniffing) and higher scores reflecting aversion (e.g., head shaking). The results indicated that while pigs generally exhibited exploratory behavior towards the first novel odor, reactions varied significantly among individuals, suggesting that different pigs may attribute distinct valences to the odors tested. Notably, vanilla and blood orange elicited more exploratory responses, indicating a potential positive valence, while other odors did not show consistent reactions across the group.
The findings highlight the importance of considering individual differences in olfactory perception and emotional reactivity when interpreting behavioral responses to odors. The study also noted a habituation effect, where pigs displayed less exploratory behavior with subsequent odors, which may impact the effectiveness of olfactory enrichment strategies. The developed scale serves as a valuable tool for future research into pigs’ olfactory preferences and the potential implications for animal welfare, particularly in the context of using odors as environmental enrichment. Further investigation into the long-term effects of odor exposure and the emotional states they evoke in pigs is warranted to enhance understanding of their olfactory experiences.