家猪(Sus scrofa)侧向偏好的个体水平研究:对动物福利评估的意义

《Scientific Reports》:Lateral bias in the domestic pig (Sus scrofa)

【字体: 时间:2025年11月28日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对家猪侧向偏倚行为展开系统研究,通过五项行为学指标(鼻部使用、绕行、抬步、躺卧侧和卷尾方向)评估50头猪的侧向偏好。研究发现家猪在6周龄时仅绕行任务表现个体水平侧向化,各任务间侧向偏好缺乏一致性,但短期重测信度良好。性别差异不显著,表明侧向偏好在猪群中呈现个体特异性。该研究为利用侧向行为评估家猪福利风险提供了重要方法学依据。

  
在动物行为学研究领域,侧向运动行为作为大脑功能不对称性的可观测指标,已成为评估动物情绪状态和福利风险的重要工具。人类研究中约90%的右利手现象是最典型的侧向化表现,而近年研究发现这种大脑半球特化现象普遍存在于大多数脊椎动物甚至某些无脊椎动物中。特别值得注意的是,侧向化与情绪处理存在密切关联:左半球通常调控积极情绪和趋近行为,右半球则主导消极情绪和回避反应。这种神经机制使得通过观察动物侧向偏好来推断其情绪状态成为可能,例如狗在见到主人时尾巴更多向右摆动,面对陌生狗时则向左摆动。
家猪作为易受福利问题的集约化养殖物种,其侧向化研究却相对匮乏。现有有限证据表明猪存在运动偏侧现象,且与性格特征相关。然而侧向表达受年龄、性别、任务复杂度等多因素影响,其稳定性与一致性尚不明确。为此,Grace A. Williams等研究人员在《Scientific Reports》发表论文,系统探讨家猪侧向偏好的特征规律。
研究团队采用多任务范式对50头家猪进行纵向观测。关键技术方法包括:1)使用改良"狗砖玩具"记录鼻部使用偏好的snout use task;2)设置屏障障碍的detour task检测绕行方向;3)设计踏台任务的step-up task观察抬腿偏好;4)自然状态下记录lying side和tail curling方向。所有行为数据在3-4周龄(哺乳舍)和6-7周龄(保育舍)两个时间点采集(除躺卧和卷尾仅单次记录),每头猪每个指标获取10个有效观测值。通过计算侧向指数(LI)和绝对侧向指数(ABSLI),采用二项检验、聚类分析等统计方法解析侧向化模式。
个体与群体水平侧向化分析显示:6周龄家猪在绕行任务中74%个体表现侧向偏好(左偏占50%),显著高于随机水平(p<0.001)。而躺卧侧(74%)和6周龄鼻部使用任务(72%)中ambilateral个体占主导。其他任务侧向化分布无显著群体趋势。这一结果首次证实家猪在特定任务中存在个体水平侧向化,而非群体水平偏侧。
侧向强度比较发现任务特异性差异(χ2=39.85, p<0.001)。卷尾(ABSLI=0.74±0.04)和绕行任务(0.72±0.04)侧向强度显著高于躺卧侧(0.44±0.04)和鼻部使用(0.45±0.04),表明不同行为指标对侧向化的敏感度存在差异。这种结果与"任务复杂度假说"预期不完全吻合,提示需要重新审视侧向化机制理论。
任务间关联分析揭示有限相关性:6周龄鼻部使用LI与同期抬步任务呈正相关(ρ=0.42, p=0.003),早期鼻部使用强度与后期抬步强度也存在关联(ρ=0.42, p=0.003)。但其他任务间均无显著相关,表明家猪侧向偏好具有任务特异性,不同运动功能可能涉及独立神经通路。
性别差异分析显示,除卷尾任务中雌性更倾向左卷(LI=0.37±0.16)且侧向强度更高(ABSLI=0.83±0.04)外,其余任务均无显著性别差异。经多重比较校正后,卷尾的性别效应也消失,说明家猪侧向化整体缺乏性别二态性。
重测信度评估发现三个重复任务均呈现方向稳定性:鼻部使用(ρ=0.44, p=0.001)、绕行(ρ=0.47, p<0.001)和抬步任务(ρ=0.65, p<0.001)的LI分数在两次测试间显著相关。但侧向强度仅绕行(ρ=0.35, p=0.01)和抬步(ρ=0.33, p=0.02)存在弱相关,经校正后不显著。这表明家猪侧向偏好方向在短期内稳定,但强度可能受发育因素影响。
通过聚类分析整合具有双峰分布的抬步和绕行任务数据,识别出四种侧向模式集群:左抬步-右绕行(LR)、右抬步-左绕行(RL)、双左偏(LL)和双右偏(RR)。集群质量评估显示平均轮廓宽度得分0.53,表明分类合理性。虽然侧向化个体(62%)多于ambilateral(38%),但各集群分布无显著差异(χ2=7.12, p=0.07),左偏个体(n=20)与右偏(n=11)也无显著数量优势。
讨论部分指出,绕行任务作为有效的侧向化检测工具,与鱼类等物种研究结果一致。而躺卧侧受环境因素影响较大,鼻部使用任务的弱侧向化可能与实验设计或器官功能特性有关。卷尾测量在断尾猪群中的效度存疑,需在完整尾部群体中验证。短期重测信度良好与猫、狗、灵长类研究相符,但长期稳定性仍需验证。缺乏性别差异与部分物种研究形成对比,可能反映猪的独特神经发育特征。
本研究首次系统评估家猪多维度侧向化特征,证明侧向偏好的个体特异性、任务依赖性和短期稳定性。抬步和绕行任务被确定为可靠评估工具,而躺卧侧和鼻部使用的应用价值有限。研究成果为利用侧向行为评估家猪福利风险建立了方法学基础,未来需进一步探索侧向化与福利指标的直接关联,以推动该技术在养殖实践中的应用。
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