李兴美 赵玲玲 王春香 张骏玛 石良豹
[摘 要]本文从圈养大熊猫热应激生理机制入手,综述热应激条件下圈养大熊猫呼吸频率、行为、粪便中皮质醇含量等方面的变化,并提出防治措施。
[关键词]大熊猫热应激;生理性能
[中图分类号]S858.9 [文献标识码]A
应激一词由加拿大病理学家Hans Selye 于1936年借用于医学,指动物有机体对于各种环境刺激(生理和心理)所产生的非特异性应答反应和防御机能的总和。热应激是指处于极端高环境温度中的机体对热环境的非特异性的生理反应总和,其本质就是环境温度超过等热区中的舒适区上线温度所致的各种非特异性反应总和。大熊猫是恒温动物,正常体温一般为36.5-37.5℃,分布在青藏高原东部边缘的四川省西部、陕西省南部和甘肃省东南部地区,仅存于秦岭山脉、岷山山脉、邛崃山脉、相岭山脉、大雪山脉与大凉山脉的局部区域。习惯于气温在10℃左右的环境中生活,因此热环境因素极大地影响了大熊猫的生理机能。本文通过对热应激对大熊猫的生理机能产生的影响及防御措施进行综述,旨为今后大熊猫的饲养管理提供参考。
1 热应激对大熊猫呼吸频率的影响
美国学者Merle等研究指出,当环境温度在30℃以下时,机体以显热散热方式为主(包括传导、对流、辐射和排泄);当环境温度在30℃时,机体以潜热散热方式(蒸发)为主,此时显热散热方式降为次要地位。大熊猫为了增加在高温环境下的机体散热,其代谢产热通过组织传导和血液循环带到皮肤和呼吸道表面,以辐射、传导、对流和蒸发四种方式散失于周围环境中。大熊猫的呼吸道蒸发散热是重要的热调节方式。据观察,当环境温度逐渐升高时,大熊猫的呼吸频次加快,以增加散热。当气温达到25℃以上时,大熊猫每分钟呼吸70次以上;近35℃时,每分钟呼吸频次可达100次以上。李悦将温度分为四个区域,分别为5-10℃、11-15℃、16-20℃和21-25℃,对大熊猫安静时呼吸频率进行测定,结果证实大熊猫的呼吸频率随温度的升高而加快。
2 热应激对大熊猫行为的影响
动物可通过行为应对环境变化,其可根据光照、温度、湿度、捕食风险等周围环境的变化及自身生理状况来调整行为。根据生态学家的研究报道,动物横卧是为了增加散热,俯卧则为了减少散热,站立异常增加意味着不安。圈养大熊猫在炎热季节,可通过四肢伸张、贴地趴卧、减少活动、避开阳光、减少采食行为等方式增强机体散热和减少产热。据沈阳动物园的观察者发现,大熊猫在酷热夏天时,白天不进食,夜间11点多钟才开始进食,食量仅为平时的1/6~1/4。王亚超通过观察大熊猫的行为并进行数据统计,证实环境温度与热调节行为显著相关。
3 热应激对大熊猫粪便中皮质醇含量的影响
机体受热应激刺激时,通过下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴兴奋性增强。肾上腺皮质是动物体内一个对环境温度(尤其是高溫)反应敏感的内分泌腺,其所分泌的激素属于类固醇类化合物,其中一种类固醇类化合物为糖皮质激素,其在大熊猫体内主要指皮质醇。皮质醇在肝脏中与相应结合蛋白结合,形成复合物,一部分通过胆汁进入肠道系统,在肠道中被降解为代谢产物排出体外;另一部分复合物直接进入尿液中排出体外,并在尿液中存在少量的游离皮质醇。通过收集大熊猫粪便,李骏分别在5-10℃、10-19℃、20-29℃和30℃以上的条件下检测粪便中皮质醇含量,结果显示在30℃以上的高温条件下,大熊猫粪便中的皮质醇浓度有极显著增加。李悦和于小杰的研究结果也证实:随着温度的升高大熊猫粪便中的皮质醇浓度逐渐增加,粪便中皮质醇的浓度可以反映大熊猫受热应激的状态。
4 减轻热应激的防治措施
针对热应激对大熊猫造成的伤害,我们需要采取综合防治措施,以缓解热应激对大熊猫的不良影响
4.1 改善环境,降低舍内温度
建设舒适合理的兽舍是保证圈养大熊猫生存健康的重要条件之一。查看当地全年主风方向,根据风向设计兽舍朝向,以保证畜舍通风。在兽舍建筑材料选择时,应采用新型隔热材料作房顶建筑材料,房顶应涂白。为避免阳光直射,可种植藤蔓植物遮阳。在夏季高温情况下可通过加强兽舍通风及降温改善兽舍条件,以降低热应激对大熊猫的伤害,应对兽舍通风、开通空调、放置冰块、给大熊猫皮毛上喷水、地面洒水等措施可加快蒸发散热。
4.2 绿化周围环境,改善场区小气候
作为辅助,植树绿化是调控温度较好的方式。在人工圈养大熊猫的场内道路及活动场,搞好环境绿化,可以大量吸收太阳辐射热和减少地面的反射热,改善场区小气候条件,对调控热应激有较好的效果。
4.3 保证饮水
随着温度的升高,大熊猫的饮水量增加,应保证足够的清洁饮水,因充足的饮水可补充蒸发造成的水分损失,以维持体内理化环境的稳定,对调节体温起着重要的作用。同时,水温最好低于舍温,以凉水和深井水为宜。并且水中可添加电解质、氯化钠、氯化钾等物质以缓解大熊猫的热应激,维持机体的酸碱平衡。
4.4 改变饲养方法
可按大熊猫夏季采食规律,在清晨或夜间喂食,避免中午炎热时饲喂。
4.5 添加维生素C缓解热应激
高温可破坏细胞膜的通透性,导致细胞内的酶释放到血液;并且高温作用于动物机体时,可损伤细胞膜、线粒体等,正常情况下的蛋白质合成受到抑制,导致一些蛋白质分子结构发生改变(Lindquist,1986),而巨噬细胞功能下降,不能及时消除这些变性的蛋白质,使之成为变异的抗原,而维生素C有利于维持细胞膜的完整性,并可刺激白细胞的吞噬活性,提高网状内皮系统的功能。且维生素C能缓解应激引起的抗氧化物酶活性的降低和减少脂质过氧化物的产生。李悦研究表明:在大熊猫的日粮中添加维生素C对其日增重影响差异显著,同时降低大熊猫的呼吸频率,明显减少热应激对大熊猫的影响。
5 展望
热应激对大熊猫的影响除上述几点外,还会影响其肠道菌群结构。肠道菌群对调节大熊猫的营养物质消化吸收、代谢及肠道屏障具有重要作用,一旦热应激导致肠道菌群失调将严重影响大熊猫的生理及疾病防疫功能,因此将来有必要开展这方面的研究。
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