DOI: https://doi.org/10.1111/eth.13442
تاريخ النشر: 2024-02-02
المؤلف: Chiara Varracchio وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة تفضيلات سمكة الجوبي (سمكة عظمية) للتغذية المعرفية، وخاصة من خلال استخدام مغذيات الألغاز مقارنة بالطعام المتاح بحرية. على عكس النتائج في العديد من الأنواع الثديية والطيور، اختارت سمكة الجوبي في الغالب الطعام المتاح بحرية على مغذي الألغاز في معظم التجارب. ومع ذلك، أظهرت سمكة الجوبي اهتمامًا كبيرًا بمغذي الألغاز، كما يتضح من اختياراتها التي تجاوزت الصفر، وشارك العديد من الأفراد مع مغذي الألغاز بعد تناول الطعام المجاني.
من الجدير بالذكر أن النتائج أشارت إلى وجود اختلافات بين الجنسين في التفضيلات، حيث أظهرت إناث سمكة الجوبي استجابة أكثر إيجابية لمغذي الألغاز مقارنة بالذكور. وهذا يشير إلى أن التغذية المعرفية قد تحمل فوائد محتملة لرفاهية الأسماك المحتجزة، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في آثارها عبر أنواع السمك العظمي المختلفة، نظرًا للعدد الكبير من الأسماك المحتجزة مقارنة بالفقرات الأخرى.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على القلق المتزايد بشأن رفاهية الحيوانات المحتجزة، المدفوعة بالضغوط الاجتماعية والمعيارية. لقد ثبت أن الإثراء البيئي، الذي يشمل كل من المحفزات الحيوية وغير الحيوية، يعزز رفاهية الحيوانات من خلال تعزيز السلوكيات الطبيعية، وتقليل التوتر، وزيادة الإنتاجية. يُعزى هذا التحسن إلى توفير بيئات تشبه إلى حد كبير المواطن الطبيعية، والتي تعتبر حاسمة للتطور المعرفي للأنواع. تعتبر القدرات المعرفية، التي تشكلت بفعل الضغوط التطورية، ضرورية لتفاعلات الحيوانات مع بيئاتها، مما يشير إلى أن نقص الفرص للتفاعل المعرفي في الأسر يمكن أن يؤدي إلى تدهور الرفاهية.
تؤكد هذه الفقرة على الحاجة إلى استراتيجيات الإثراء المعرفي، خاصة للأنواع التي تم دراستها بشكل أقل، مثل الأسماك العظمية. بينما ركزت الأبحاث الحالية على الثدييات والطيور، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت الأسماك تشترك في احتياجات مماثلة للإثراء المعرفي. يفترض المؤلفون أن الأسماك المحتجزة، وخاصة سمكة الجوبي (Poecilia reticulata)، ستظهر أيضًا تفضيلًا للإثراء المعرفي. تهدف تجربتهم إلى اختبار هذه الفرضية من خلال فحص اختيارات سمكة الجوبي بين مصدر غذاء متاح بسهولة وآخر يتطلب حل المشكلات للوصول إليه، مما يساهم في فهم الإثراء المعرفي في الأنواع المائية.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام ثمانية أحواض مائية مستطيلة متطابقة (60 × 40 × 35 سم) لاستضافة سمكة الجوبي الفردية لتجارب السلوك. تم تصميم كل حوض لتقليل الاتصال البصري بين الموضوعات من خلال تغطية ثلاثة جدران بالبلاستيك الأخضر، بينما كانت الجدار الأمامي يحتوي على شبكة لمراقبة. تم تقسيم الأحواض إلى قطاعين: قطاع أمامي أكبر للاختبار وقطاع خلفي أصغر يحتوي على حجرات مع رفقاء اجتماعيين (أفراد غير ناضجين من نفس النوع) وإثراء بيئي (مرشحات مياه ونباتات). فصل باب جيلوتين من الأكريليك يتحكم فيه عن بعد القطاع الأمامي عن صندوق البداية، مما يسهل الوصول المنظم للموضوعات.
تتكون الإجراءات التجريبية من ثلاث مراحل: التكيف، التدريب، واختبار التفضيل. خلال مرحلة التكيف، التي استمرت ثلاثة أيام، تم تكييف الموضوعات مع البيئة وجدول التغذية. كانت مرحلة التدريب تهدف إلى تعليم سمكة الجوبي التغذية من مغذيات بلاستيكية رمادية، مع زيادة تدريجية في صعوبة الوصول إلى الطعام من خلال ثقب مغطى. خضعت الموضوعات لحد أدنى من ثلاثة أيام من التدريب، مع معايير الأداء التي تحدد التقدم. أخيرًا، في اختبار التفضيل، واجهت الموضوعات خيارًا بين مغذي الألغاز (مع ثقب محجوب) ومغذي متاح بحرية على مدى 100 تجربة عبر عشرة أيام. سجل المجرب اختيارات الموضوعات الأولى والثانية، بالإضافة إلى زمن الانتظار للتغذية، مما يوفر رؤى حول تفضيلاتهم وقدراتهم على حل المشكلات.
النتائج
في الدراسة، أظهرت سمكة الجوبي تفضيلًا عفويًا لمغذي الألغاز، حيث اختارته كخيار أول في 17.38 ± 9.41% من التجارب، وهو ما كان أقل بكثير من مستوى الفرصة المتوقع البالغ 50% (اختبار t لعينة واحدة: $t_{15} = 13.871$, $P < 0.001$). ومع ذلك، كان هذا التفضيل أكبر بكثير من الصفر (اختبار t لعينة واحدة: $t_{15} = 7.387$, $P < 0.001$). كشفت التحليلات أن الجنس أثر بشكل كبير على تفضيلات الاختيار الأول، حيث أظهرت الإناث معدل اختيار أعلى لمغذي الألغاز (23.88 ± 7.10%) مقارنة بالذكور (10.88 ± 6.53%) ($\chi^2_{1} = 16.311$, $P < 0.001$). لم تُلاحظ تغييرات كبيرة في تفضيلات الاختيار الأول على مدى فترة الاختبار التي استمرت 10 أيام ($\chi^2_{1} = 1.739$, $P = 0.187$). كما اختلف زمن الانتظار للتغذية بشكل كبير حسب الجنس، حيث استغرقت الإناث في المتوسط 17.91 ± 10.25 ثانية والذكور 21.20 ± 9.10 ثانية ($F_{1,36} = 24.180$, $P < 0.001$). أثر اختيار المغذي على زمن الانتظار للتغذية ($F_{1,1574} = 7.388$, $P = 0.007$)، وتم العثور على تفاعلات كبيرة بين الجنس واختيار المغذي ($F_{1,1574} = 9.094$, $P = 0.003$) وكذلك الجنس واليوم ($F_{1,1571} = 17.149$, $P < 0.001$). أظهر الذكور أوقات انتظار أطول للتغذية عند اختيار مغذي الألغاز مقارنة بمغذي الطعام المجاني ($F_{1,790} = 12.538$, $P < 0.001$)، بينما لم تظهر الإناث فرقًا كبيرًا في زمن الانتظار بين المغذين ($F_{1,784} = 0.068$, $P = 0.794$). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الإناث زيادة في الوقت المستغرق لتناول الطعام على مدى أيام الاختبار ($F_{1,783} = 22.632$, $P < 0.001$)، بينما لم يظهر الذكور تغييرًا كبيرًا ($F_{1,789} = 3.247$, $P = 0.072$).
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم الإمكانات المعرفية لمغذي الألغاز في 16 سمكة جوبي بالغة (8 ذكور و8 إناث) من سلالة محلية. أشارت النتائج إلى أن سمكة الجوبي أظهرت تفضيلًا محدودًا لمغذي الألغاز، حيث اختارته في حوالي 20% من التجارب، وهو ما يتناقض مع النتائج في أنواع أخرى تظهر عادة تفضيلًا للإثراء المعرفي. على الرغم من ذلك، أظهرت سمكة الجوبي اهتمامًا ملحوظًا بمغذي الألغاز بعد تناول الطعام المتاح بحرية، مما يشير إلى أن جاذبيتها لمصادر الطعام الفورية قد تطغى على اهتمامها بمهام حل المشكلات. يتماشى هذا السلوك مع طبيعتها الاجتماعية وعادات التغذية التنافسية، مما يشير إلى أن الإثراء المعرفي قد لا يزال يحمل أهمية لرفاهيتها، على الرغم من الحاجة إلى تصميمات أكثر ملاءمة لسلوكها في البحث عن الطعام.
بالإضافة إلى ذلك، كشفت الدراسة عن اختلافات كبيرة بين الجنسين في استجابات سمكة الجوبي. أظهرت الإناث تفضيلًا أقوى لمغذي الألغاز مقارنة بالذكور، الذين، على الرغم من عدم تجنبهم تمامًا، أظهروا ميلًا لتفضيل خيارات الطعام الأسهل. كما أظهر الذكور أوقات انتظار أطول في مهام التغذية، خاصة في المراحل الأولية من التجربة. تؤكد هذه النتائج على ضرورة مراعاة الاختلافات بين الجنسين في استراتيجيات الإثراء المعرفي للأسماك، مما يشير إلى أن الأساليب المخصصة قد تعزز الرفاهية في البيئات المحتجزة. بشكل عام، بينما أظهرت سمكة الجوبي جاذبية محدودة لمغذي الألغاز، تبرز النتائج أهمية المزيد من البحث في آثار الإثراء المعرفي على رفاهية الأسماك والحاجة إلى دراسات شاملة تأخذ في الاعتبار الجنس والاختلافات الفردية الأخرى.
DOI: https://doi.org/10.1111/eth.13442
Publication Date: 2024-02-02
Author(s): Chiara Varracchio et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
This study explores the preferences of guppies (a teleost fish) for cognitive enrichment, specifically through the use of puzzle feeders compared to freely available food. Contrary to findings in many mammalian and avian species, guppies predominantly selected the freely available food over the puzzle feeder in most trials. However, the guppies did show a significant interest in the puzzle feeder, as evidenced by their choices exceeding zero, and many individuals engaged with the puzzle feeder after consuming the free food.
Notably, the results indicated sex differences in preferences, with female guppies demonstrating a more positive response to the puzzle feeder than males. This suggests that cognitive enrichment may hold potential benefits for captive fish welfare, warranting further investigation into its effects across various teleost species, given the large number of fish kept in captivity compared to other vertebrates.
Introduction
The introduction highlights the growing concern for the welfare of captive animals, driven by social and normative pressures. Environmental enrichment, which includes both biotic and abiotic stimuli, has been shown to enhance animal welfare by promoting natural behaviors, reducing stress, and increasing productivity. This improvement is attributed to the provision of environments that closely resemble natural habitats, which are crucial for the cognitive development of species. Cognitive abilities, shaped by evolutionary pressures, are essential for animals’ interactions with their environments, suggesting that a lack of opportunities for cognitive engagement in captivity can lead to diminished welfare.
The section underscores the need for cognitive enrichment strategies, particularly for species that have been less studied, such as teleost fish. While existing research has focused on mammals and birds, it remains unclear whether fish share similar cognitive enrichment needs. The authors hypothesize that captive fish, specifically guppies (Poecilia reticulata), will also show a preference for cognitive enrichment. Their experiment aims to test this hypothesis by examining guppies’ choices between a readily available food source and one that requires problem-solving to access, thereby contributing to the understanding of cognitive enrichment in aquatic species.
Methods
In this study, eight identical rectangular aquaria (60 × 40 × 35 cm) were utilized to house individual guppies for behavioral experiments. Each aquarium was designed to minimize visual contact between subjects by covering three walls with green plastic, while the front wall featured a mesh grid for observation. The aquaria were divided into two sectors: a larger front sector for testing and a smaller rear sector containing compartments with social companions (immature conspecifics) and environmental enrichment (water filters and plants). A remote-controlled Plexiglas guillotine door separated the front sector from a start box, facilitating controlled access for the subjects.
The experimental procedure comprised three phases: habituation, training, and preference testing. During the habituation phase, lasting three days, subjects were acclimatized to the environment and feeding schedule. The training phase aimed to teach guppies to feed from grey plastic feeders, with a gradual increase in the difficulty of accessing food through a covered hole. Subjects underwent a minimum of three days of training, with performance criteria determining progression. Finally, in the preference test, subjects faced a choice between a puzzle feeder (with an occluded hole) and a freely accessible feeder over 100 trials across ten days. The experimenter recorded the subjects’ first and second choices, as well as the latency to feed, providing insights into their preferences and problem-solving abilities.
Results
In the study, guppies exhibited a spontaneous preference for the puzzle feeder, selecting it as their first choice in 17.38 ± 9.41% of trials, which was significantly lower than the expected chance level of 50% (one-sample t-test: $t_{15} = 13.871$, $P < 0.001$). However, this preference was significantly greater than zero (one-sample t-test: $t_{15} = 7.387$, $P < 0.001$). Analysis revealed that sex significantly influenced first-choice preferences, with females showing a higher selection rate for the puzzle feeder (23.88 ± 7.10%) compared to males (10.88 ± 6.53%) ($\chi^2_{1} = 16.311$, $P < 0.001$). No significant changes in first-choice preferences over the 10-day testing period were observed ($\chi^2_{1} = 1.739$, $P = 0.187$). Latency to feed also varied significantly by sex, with females taking an average of 17.91 ± 10.25 seconds and males 21.20 ± 9.10 seconds ($F_{1,36} = 24.180$, $P < 0.001$). The choice of feeder influenced feeding latency ($F_{1,1574} = 7.388$, $P = 0.007$), and significant interactions were found between sex and feeder choice ($F_{1,1574} = 9.094$, $P = 0.003$) as well as sex and day ($F_{1,1571} = 17.149$, $P < 0.001$). Males exhibited longer feeding latencies when choosing the puzzle feeder compared to the free food feeder ($F_{1,790} = 12.538$, $P < 0.001$), while females showed no significant difference in latency between the two feeders ($F_{1,784} = 0.068$, $P = 0.794$). Additionally, females demonstrated an increase in time to consume food over the testing days ($F_{1,783} = 22.632$, $P < 0.001$), whereas males did not show a significant change ($F_{1,789} = 3.247$, $P = 0.072$).
Discussion
In this study, the cognitive enrichment potential of a puzzle feeder was assessed in 16 adult guppies (8 males and 8 females) of a domestic strain. The results indicated that guppies exhibited a limited preference for the puzzle feeder, choosing it in approximately 20% of trials, which contrasts with findings in other species that typically show a preference for cognitive enrichment. Despite this, guppies displayed a notable interest in the puzzle feeder after initially consuming freely available food, suggesting that their attraction to immediate food sources may overshadow their interest in problem-solving tasks. This behavior aligns with their social nature and competitive feeding habits, indicating that cognitive enrichment could still hold relevance for their welfare, albeit requiring better-suited designs for their foraging behavior.
Additionally, the study revealed significant sex differences in the guppies’ responses. Females showed a stronger initial preference for the puzzle feeder compared to males, who, while not entirely avoiding it, demonstrated a tendency to prioritize easier food options. Males also exhibited longer latencies in feeding tasks, particularly in the initial phases of the experiment. These findings underscore the necessity of considering sex differences in cognitive enrichment strategies for fish, suggesting that tailored approaches may enhance welfare in captive settings. Overall, while guppies displayed limited attraction to the puzzle feeder, the results highlight the importance of further research into cognitive enrichment’s effects on fish welfare and the need for inclusive studies that account for sex and other individual differences.