Establishing heart rate loggers as welfare indicators of farmed Atlantic salmon
The purpose of these experiments will be to measure the heart rate of free swimming farmed Atlantic salmon with small bio loggers inserted into the abdominal cavity. Recent new advances and refinements in bio logging technologies have created many new possibilities in how we can measure the physiology, behaviour and welfare of fish in their ambient environment. Here we will be monitoring heart rate continuously over longer periods (weeks) during routine farm conditions and during defined swimming intensities in Atlantic salmon. Since heart rate is affected by water temperature and fish size, we will also assess the effect of these parameters.
Fish will experience normal undisturbed routine conditions for the majority of the time. They will experience brief moments of physiological exhaustion when we are investigating heart rate as a function of swimming speeds. Implanting the bio tag into the abdominal cavity will require a quick and simple surgical procedure on anaesthetized animals. We do not expect any long term distress in the experimental animals.
The expected scientific and societal value of these experiments will be an improvement in how fish behaviour and physiology is documented in aquaculture, which ultimately will help to refine management strategies and operations to improve animal welfare of farmed salmon. Typically fish welfare in aquaculture is assessed in snapshots where different fish are sampled once and sampling procedures are done only a few times. This often leads to inconclusive and unsatisfactory results. Here we have the opportunity to continuously measure the same individuals for long periods, which will give a much more comprehensive understanding on how the fish is coping on a daily basis and in response to typical stressors encountered in the farm environment. The experiments suggested here will be performed in controlled laboratory settings allowing us to precisely quantify how relevant environmental parameters and stressors influence heart rates and therefore also the well-being of the fish.
We wish to use 60 Atlantic salmon post smolts in these studies. Whole animal performance traits related to physiology, behaviour and overall welfare cannot be assessed adequately without using real animals. We have followed the 3R’s by minimizing number of replicates per treatment group to 12 fish, and by carefully planning experimental protocols according to established and refined standards within the field.
Fish will experience normal undisturbed routine conditions for the majority of the time. They will experience brief moments of physiological exhaustion when we are investigating heart rate as a function of swimming speeds. Implanting the bio tag into the abdominal cavity will require a quick and simple surgical procedure on anaesthetized animals. We do not expect any long term distress in the experimental animals.
The expected scientific and societal value of these experiments will be an improvement in how fish behaviour and physiology is documented in aquaculture, which ultimately will help to refine management strategies and operations to improve animal welfare of farmed salmon. Typically fish welfare in aquaculture is assessed in snapshots where different fish are sampled once and sampling procedures are done only a few times. This often leads to inconclusive and unsatisfactory results. Here we have the opportunity to continuously measure the same individuals for long periods, which will give a much more comprehensive understanding on how the fish is coping on a daily basis and in response to typical stressors encountered in the farm environment. The experiments suggested here will be performed in controlled laboratory settings allowing us to precisely quantify how relevant environmental parameters and stressors influence heart rates and therefore also the well-being of the fish.
We wish to use 60 Atlantic salmon post smolts in these studies. Whole animal performance traits related to physiology, behaviour and overall welfare cannot be assessed adequately without using real animals. We have followed the 3R’s by minimizing number of replicates per treatment group to 12 fish, and by carefully planning experimental protocols according to established and refined standards within the field.
Etterevaluering
All projects involving severe procedures must be retrospectively assessed by the Norwegian Food Safety Authority.
Begrunnelse for etterevalueringen
Det ble gjennomført to delforsøk i forbindelse med denne godkjenningen. Resultater fra forsøkene ble publisert i internasjonale vitenskapelige tidsskrifter i 2020 (Aquaculture og Journal of Fish Biology).
I delforsøk 1 ble en pulsmåler operert inn i bukhulen nær hjertet på 12 laks på rundt 1200 g. Dyrene var i dyp narkose under inngrepet som tok 4 til 5 minutter. Dyrene ble holdt ved 9 grader. Ett dyr utviklet et alvorlig halesår og ble avlivet i løpet av den andre uka etter implanteringen av pulsmåleren, mens resterende 11 laks ble holdt i 13 uker. Selv om dyr med pulsmåler økte noe i vekt i løpet av forsøksperioden, hadde disse laksene vesentlig mindre tilvekst i forsøksperioden enn kontrolldyr uten pulsmåler. Det tok opp til 3 uker før hvilepulsen hadde stabilisert seg etter at pulsmåleren var operert inn. Mot slutten av forsøksperioden ble dyrene utsatt for trengningsstress i 30 minutter en gang per uke, dvs. i uke 11, 12 og 13. Det tok 24 timer før dyrene hadde normal hjerterytme etter en trengningstest. Likevel startet de å ta til seg fôr ca. 4 timer etter stresstesten var gjennomført. Man konkluderte med at hjerterytmemåling hos laks kan bli et mulig verktøy for å overvåke velferden hos laks i oppdrett. Når man skal tolke slike data, må man imidlertid ta hensyn til den negative effekten som implanteringen av pulsmåleren har på dyrenes velferd.
I delforsøk 2 ble pulsmåler operert inn i 12 laks på rundt 1000 g. Dyrene ble holdt ved 12 grader. Etter inngrepet fikk dyrene kun én uke rekonvalesens før de gjennomgikk en svømmetest for å måle kritisk svømmehastighet. Slike tester blir gjennomført i en svømmetunnel der dyrene svømmer til utmattelse. Strømhastigheten i tunnelen blir trinnvist økt med omtrent 0,5 kroppslengde per sekund hvert 30. minutt. Strømhastigheten økes på denne måten til fisken ikke lenger er i stand til å svømme mot strømmen i tunnelen. På dette tidspunktet blir strømhastigheten raskt redusert til et minimum, og dyret vil deretter umiddelbart bli returnert til sin holdetank for å restituere. En svømmetest tar mellom 2 og 3 timer å gjennomføre. Mesteparten av tiden svømmer fisken på hastigheter som er under den kritiske og som den ikke har problemer med å håndtere. Laks uten pulsmåler ble også testet i svømmetunnelen. Man observerte ingen forskjeller i kritisk svømmehastighet mellom dyr med og uten pulsmåler. Fire av de 12 dyrene som hadde operert inn en pulsmåler kom seg imidlertid aldri. Resultatene viste at de ikke klarte å få ned pulsen etter svømmetesten. Dette medførte at dyrene i løpet av fire til syv dager etter svømmetesten, ble liggende på bunnen av karet og hyperventilere. Disse ble avlivet straks dette ble oppdaget. Felles for alle disse dyrene var sår i haleregionen og under buken. Man antok at årsaken til sårene var mekanisk skade ved at dyrene hadde ligget på risten i bunnen av karet. Skaden kan også ha oppstått i forbindelse med håndtering eller i svømmetunnelen. Slike sår ble imidlertid ikke observert på de åtte laksene som overlevende. Disse hadde normal hjerterytme 24 timer etter svømmetesten. Når man undersøkte sammenhengen mellom antall hjerteslag, antall haleslag og laksens forbrenning ved ulik svømmehastighet, var antall haleslag en bedre parameter å bruke enn antall hjerteslag. Hjerterate er imidlertid en langt bedre indikator for generelt stress over tid.
Det ble totalt brukt 36 atlanterhavslaks i forsøket. Belastningsgraden var betydelig for 24 av dyrene og moderat for 12 dyr. Mattilsynets vurdering er at kirurgisk implantering av en pulsmåler nær hjertet trolig medfører et konstant ubehag for dyrene. Dette gir seg bl.a. utslag i redusert fôropptak. Vi vurderer også at belastningen ble større enn nødvendig for de dyrene som døde i løpet av den første uka etter svømmetesten og at disse burde vært avlivet på et tidligere tidspunkt. I lys av resultatene fra delforsøk 1, er det mye som tyder på at dyrene med pulsmåler i delforsøk 2, fikk en altfor kort rekonvalesens før de ble testet for kritisk svømmehastighet. Dette var heller ikke i tråd med godkjenningen, som la til grunn at rekonvalesenstiden skulle vært minst to uker. Mattilsynet har ført tilsyn med dette forsøket og gitt virksomheten veiledning.
I delforsøk 1 ble en pulsmåler operert inn i bukhulen nær hjertet på 12 laks på rundt 1200 g. Dyrene var i dyp narkose under inngrepet som tok 4 til 5 minutter. Dyrene ble holdt ved 9 grader. Ett dyr utviklet et alvorlig halesår og ble avlivet i løpet av den andre uka etter implanteringen av pulsmåleren, mens resterende 11 laks ble holdt i 13 uker. Selv om dyr med pulsmåler økte noe i vekt i løpet av forsøksperioden, hadde disse laksene vesentlig mindre tilvekst i forsøksperioden enn kontrolldyr uten pulsmåler. Det tok opp til 3 uker før hvilepulsen hadde stabilisert seg etter at pulsmåleren var operert inn. Mot slutten av forsøksperioden ble dyrene utsatt for trengningsstress i 30 minutter en gang per uke, dvs. i uke 11, 12 og 13. Det tok 24 timer før dyrene hadde normal hjerterytme etter en trengningstest. Likevel startet de å ta til seg fôr ca. 4 timer etter stresstesten var gjennomført. Man konkluderte med at hjerterytmemåling hos laks kan bli et mulig verktøy for å overvåke velferden hos laks i oppdrett. Når man skal tolke slike data, må man imidlertid ta hensyn til den negative effekten som implanteringen av pulsmåleren har på dyrenes velferd.
I delforsøk 2 ble pulsmåler operert inn i 12 laks på rundt 1000 g. Dyrene ble holdt ved 12 grader. Etter inngrepet fikk dyrene kun én uke rekonvalesens før de gjennomgikk en svømmetest for å måle kritisk svømmehastighet. Slike tester blir gjennomført i en svømmetunnel der dyrene svømmer til utmattelse. Strømhastigheten i tunnelen blir trinnvist økt med omtrent 0,5 kroppslengde per sekund hvert 30. minutt. Strømhastigheten økes på denne måten til fisken ikke lenger er i stand til å svømme mot strømmen i tunnelen. På dette tidspunktet blir strømhastigheten raskt redusert til et minimum, og dyret vil deretter umiddelbart bli returnert til sin holdetank for å restituere. En svømmetest tar mellom 2 og 3 timer å gjennomføre. Mesteparten av tiden svømmer fisken på hastigheter som er under den kritiske og som den ikke har problemer med å håndtere. Laks uten pulsmåler ble også testet i svømmetunnelen. Man observerte ingen forskjeller i kritisk svømmehastighet mellom dyr med og uten pulsmåler. Fire av de 12 dyrene som hadde operert inn en pulsmåler kom seg imidlertid aldri. Resultatene viste at de ikke klarte å få ned pulsen etter svømmetesten. Dette medførte at dyrene i løpet av fire til syv dager etter svømmetesten, ble liggende på bunnen av karet og hyperventilere. Disse ble avlivet straks dette ble oppdaget. Felles for alle disse dyrene var sår i haleregionen og under buken. Man antok at årsaken til sårene var mekanisk skade ved at dyrene hadde ligget på risten i bunnen av karet. Skaden kan også ha oppstått i forbindelse med håndtering eller i svømmetunnelen. Slike sår ble imidlertid ikke observert på de åtte laksene som overlevende. Disse hadde normal hjerterytme 24 timer etter svømmetesten. Når man undersøkte sammenhengen mellom antall hjerteslag, antall haleslag og laksens forbrenning ved ulik svømmehastighet, var antall haleslag en bedre parameter å bruke enn antall hjerteslag. Hjerterate er imidlertid en langt bedre indikator for generelt stress over tid.
Det ble totalt brukt 36 atlanterhavslaks i forsøket. Belastningsgraden var betydelig for 24 av dyrene og moderat for 12 dyr. Mattilsynets vurdering er at kirurgisk implantering av en pulsmåler nær hjertet trolig medfører et konstant ubehag for dyrene. Dette gir seg bl.a. utslag i redusert fôropptak. Vi vurderer også at belastningen ble større enn nødvendig for de dyrene som døde i løpet av den første uka etter svømmetesten og at disse burde vært avlivet på et tidligere tidspunkt. I lys av resultatene fra delforsøk 1, er det mye som tyder på at dyrene med pulsmåler i delforsøk 2, fikk en altfor kort rekonvalesens før de ble testet for kritisk svømmehastighet. Dette var heller ikke i tråd med godkjenningen, som la til grunn at rekonvalesenstiden skulle vært minst to uker. Mattilsynet har ført tilsyn med dette forsøket og gitt virksomheten veiledning.