全年放牧马寄生虫控制挑战

全年放牧马寄生虫控制挑战

动物

文章北欧条件下不进行补充喂养的马在2.5年全年放牧系统中的寄生虫问题

简要摘要

全年放牧马匹可能是增加生物多样性的一种手段。本研究对1至3岁的哥特兰种公马在2.5年期间进行全年放牧,并每月记录寄生虫出现情况。马匹感染了多种寄生虫,当需要时(>200圆线虫卵/克粪便),使用驱虫药吡喹酮进行驱虫,该药物对土壤动物群的生态毒性影响较低或无影响。然而,这种策略未能有效控制小型圆线虫的出现情况。马匹在夏秋季排泄的小型圆线虫卵数量多于一年中的其他时间,且排泄卵的数量逐年增加。高程度的小型圆线虫卵排泄似乎并未影响马匹的体况。部分马匹还感染了咬虱,但其搔痒行为并不比未感染马匹更频繁。我们发现,若要将虫卵排泄量控制在200以下,仅使用吡喹酮并不足够,有时必须使用对粪便动物群和淡水无脊椎动物具有毒性的药物。

摘要

从生物多样性角度来看,马的放牧可能是有利的。本研究记录了12匹哥特兰种公马在全年放牧系统中饲养2.5年期间内寄生虫和外寄生虫的发生情况,并尝试使用驱虫药吡喹酮减少寄生虫卵排泄。每月采集粪便样本,当研究群体均值杯口线虫每克粪便虫卵数(EPG)达到>200时,所有马匹均使用吡喹酮(保护生物多样性首选的驱虫药物)进行治疗。研究分析了杯口线虫EPG与体况之间的关系,以及马对Bovicola equi(咬虱)感染的行为反应。试验期间至少检测到一次毛尾科线虫(小型强直线虫)、Parascaris spp.(蛔虫)、Oxyuris equi(蛲虫)、Anoplocephala perf oliata(绦虫)和Gasterophilus spp.(鼻蝇)的卵。杯口线虫卵排泄在夏秋季最高,且逐年增加。未发现杯口线虫EPG与体况之间存在关联。感染B. equi的马与未感染马相比,搔痒次数并无差异。因此,在该全年放牧系统中,仅使用吡喹酮不足以降低杯口线虫卵的排泄,需补充使用莫昔克丁,但这会损害生物多样性。

关键词 :牧场;景观保护;毛尾线虫;吡喹酮;每克粪便虫卵数;生物多样性;体况;福利

1. 引言

全球生物多样性正在持续丧失(生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台,2019年)。在瑞典,造成这种丧失的一个主要原因是弃耕由于缺乏大型草食动物导致的草原退化和森林入侵[1]。本研究是2.5年项目的一部分,旨在研究在无补充喂养条件下实行全年放牧对生物多样性和马的生长、健康及福利的影响。该项目最近发表的一项报告指出,放牧的马能够提高植物多样性以及传粉者的数量[2]。因此,从生物多样性的角度来看,该项目所测试的全年放牧方式值得推荐。然而,据我们所知,目前尚无关于此类系统中内寄生虫和外寄生虫发生情况的长期研究。为了保持放牧马匹的健康和良好的体况,使其在恶劣天气和周期性饲料短缺期间仍能维持健康和福利水平,有必要制定控制内寄生虫和外寄生虫的策略。

所有放牧的马都感染有寄生虫。在瑞典马匹中需要重点防控的寄生虫包括毛尾科线虫(小型强直线虫)、Strongylus vulgaris(大型圆线虫)、Anoplocephala perf oliata(穿孔副绦虫)和Parascaris spp.(蛔虫)[3]。这些寄生虫均为通过受感染牧场传播的胃肠道线虫。当成虫在马粪中排出卵时,寄生虫在牧场上逐渐积累。放牧的马通过摄食寄生虫的感染阶段而受到感染。寄生虫感染可能对马的健康产生负面影响,例如,S. vulgaris和A. perf oliata与绞痛风险增加相关[4,5],而大量Parascaris spp. 成虫可导致小肠破裂[6]。毛尾线虫可引起幼虫型毛尾线虫病,其特征是大量毛尾线虫幼虫突然出现在大肠壁中[7]。除上述症状外,寄生虫感染还可导致体重下降和幼驹生长迟缓[3]。除了通过牧场传播的寄生虫外,马还可能感染Oxyuris equi(马蛲虫)、Gastrophilus spp.(肤蝇)以及体外寄生虫Bovicola equi(马毛虱)。由于许多寄生虫具有明显的负面作用,通常建议进行寄生虫监测,尤其是对幼驹和幼马(年龄小于三岁),因为它们更容易感染寄生虫。

控制胃肠道寄生虫的基石长期以来一直是定期使用驱虫药物,这些药物属于三大药物类别:(i)大环内酯类,(ii)苯并咪唑类,以及(iii)四氢嘧啶类。然而,这些药物的过度使用已导致毛尾科线虫对苯并咪唑类药物产生广泛抗药性的问题,最近也出现了对吡喹酮的抗药性[8]。然而,在瑞典,毛尾科线虫仅疑似对吡喹酮产生抗药性,治疗效果为92%(置信区间80–96%)[9,10]。对于Parascaris spp.而言,问题同样严重,其对大环内酯类药物具有广泛抗药性,并且对吡喹酮的抗药性正在出现[8,11]。B.equi感染则采用多种全身性或局部杀虫剂进行治疗,包括拟除虫菊酯、有机磷酸酯和大环内酯类[3]。

从生物保护的角度来看,放牧动物使用驱虫药应尽可能少或理想情况下为零。驱虫药物的生态毒性效应主要由大环内酯类引起。这类药物对内寄生虫和外寄生虫具有广谱活性,从而增加了对非靶标生物产生影响的可能性。大环内酯类药物在动物体内仅部分被代谢,主要通过粪便排出[12]。经治疗动物粪便中的大环内酯类浓度对粪便动物群和淡水无脊椎动物具有致死毒性[12,13]。另外两类药物苯并咪唑类和四氢嘧啶类对粪便动物群或土壤动物群的生态毒性影响较小[12]。

个体动物感染大量寄生虫的风险取决于多种个体因素,其中年龄、免疫反应和放牧行为可能是最重要的。据我们所知,此前尚未研究过在无补充喂养的全年放牧系统中饲养的幼马个体间寄生虫卵数量的差异。此外,关于牧场面积(围栏)如何影响寄生虫卵排泄变异的信息也较少。如果牧场面积具有重要影响,此类知识可用于识别高风险和低风险牧场。

本研究调查了在无补充喂养的全年放牧系统中,于三个围栏内饲养2.5年份的马胃肠道寄生虫的发生情况。本研究的目的为:(1) 评估仅使用吡喹酮(四氢嘧啶)是否可使毛尾线虫卵排泄在下一个月度样本中减少>85%;(2) 记录个体动物、围栏和季节对寄生虫卵数量的影响。同时研究了寄生虫卵数量与体况之间的关系,以及马对B. equi疫情爆发的行为反应。所检验的假设为:(i) 吡喹酮可在全年放牧系统中有效控制寄生虫;(ii) 个体动物、围栏和季节的影响在未来的自由放养系统中具有重要考虑价值。

2. 材料与方法

该研究已获得乌普萨拉动物福利伦理委员会批准(许可证号:C28/14)。

2.1. 项目概述

该研究于2014年5月至2016年9月在瑞典乌普萨拉克鲁森贝里(59◦44′8” N,17◦38′58” E)进行。建立了三个围栏(分别为13、11和10公顷),每个围栏约三分之一为草地,三分之二为森林。根据先前对牧草产量的估算,每个围栏的草地面积预计可满足三到四匹250公斤重的马的能量需求。在本研究开始前的几年中,该土地未被马放牧过,但围栏1和围栏2曾被牛放牧,附件3曾用于饲料生产。

本研究选用了一种古老濒危的本土马种——哥特兰小型马,因其属于“易于饲养的动物”,且预计能够在本研究地点的纬度条件下适应全年散养系统而无需补充喂养。十二匹一岁大的哥特兰种公马(开始时平均体重 185± 21 kg)从六位育种者处购得,每位育种者提供两到三匹马,仅有一位例外(仅提供一匹)。这些马被分为四匹一组,使来自同一育种者和同一种公马的马匹分布在不同的组中(第1–4、5–8和9–12号马分别属于A、B和C组)。本研究采用拉丁方设计,包含三个时期、三个围栏和三组马(见表1)。各组于2014年5月通过抽签方式随机分配至各围栏。各组在2015年5月和2016年5月进行围栏轮换,即每组在每个围栏中放牧一个生长季。一匹马因受伤在20个月后被移出研究。

表1. 实验设计,包括三个时期、三个围栏和三组马(A、B和C)的拉丁方设计。

期间 附件1 附件2 附件3
2014年5月–2015年5月 A B C
2015年5月–2016年5月 B C A
2016年5月–2016年9月 C A B

每个围栏内均设有16平方米的庇护所,在春季、夏季和秋季,通过位于森林中的自动饮水槽提供水。冬季当温度低于 0 ◦摄氏度时,每日在塑料水槽中供水一次。在所有围栏中,即使在冬季,森林中的溪流也可提供水源。所有围栏均提供含微量元素的盐块(2014年5月–2014年8月:Ab Hansson & Möhring,瑞典哈尔姆斯塔德,含量(毫克/千克):锌300,锰200,铜80,碘50,硒20,钴12;2014年8月–2016年9月:Standard, KNC, 荷兰,含量(毫克/千克):锌810,铜220,碘100,硒20)。

马的体况每周评分一次(1–9分制),依据Henneke等人的方法[16]。如果一匹马的评分为<4,则将其暂时从试验围栏转移到附近未放牧的围栏,并留在那里,直到其评分达到>4且原围栏的条件被认为足以维持体况。在第一个冬季期间,共有四匹马被移出,每匹马大约转移了三周。

所有马匹每隔一周在秤上称重一次。每日检查马匹的健康问题(如伤口、跛行、咳嗽、流鼻涕)、体温调节反应(如发抖和出汗)以及异常行为(如反复搔抓、看腹部、不愿移动或表明抑郁的体态)。

2.2. 寄生虫分析

每月采集新鲜粪便样本。为了收集个体样本,对马进行追踪,直到每个围栏中至少有两匹马排便。

对每匹马采用改良离心增强麦克马斯特法,使用密度为1.18 g/cm³的饱和氯化钠溶液进行圆线虫和弓首蛔虫物种的虫卵计数,理论灵敏度为每克50个虫卵(EPG)/cm3,理论灵敏度为每克50个虫卵(EPG)[17]。

根据贝尔劳和尼尔森的方法[18],使用50克粪便与等体积蛭石(瑞典威布尔)混合进行个体幼虫培养以检测S. vulgaris。通过倒置培养皿法[19],在+20 ◦C下沉淀12–16小时后收集第三阶段(L3)幼虫。简而言之,收集约20毫升液体至50毫升费尔康管中,在g下离心3分钟。在显微镜下利用形态学标准检查并鉴定幼虫,若可能则每培养物计数100条幼虫/culture[20]。

使用贝罗扎等人所述的改良漂浮法从30克粪便中分离出A. perf oliata的卵[21]。将粪便与60毫升自来水混合,过滤后分入四个15毫升试管中,在摆动式离心机中以 1000× g离心10分钟。去除上清液后,将沉淀物溶解于糖盐溶液(含50%葡萄糖的饱和氯化钠溶液,密度为1.280 g/cm3)中,形成凸形弯月面。将盖玻片(18 mm × 18 mm)置于其上,试管在摆动式离心机中以 214× g再离心5分钟。离心后静置5分钟,然后将样本转移至显微镜载玻片,在40–100 ×倍放大下进行显微镜检查。

通过将一片胶带(7 cm × 2 cm)贴于每匹马的肛周区域,然后将胶带置于玻璃载玻片上,并在光学显微镜下(40 ×倍放大)检查,诊断是否感染O. equi。

记录马体被毛中胃蝇物种(鼻蝇)卵或卵壳的发生情况(是或否),每周进行一次。

2.3. 马毛虱

在2015年4月(晴天白天条件下),记录了所有马匹额毛和鬃毛中心圆形区域(直径22毫米)内的B. equi成虫和卵的数量。所有个体的脱毛位置和脱毛总面积由一人进行主观估计。使用卷尺测量每匹马鬐甲和臀部的被毛长度,并计算其平均值。

此外,还进行了一项行为学研究,记录了研究中所有马以及一个已知不携带B. equi的对照组马(n = 7)在30分钟内发生的搔抓和摩擦次数。这些马(2岁 n = 3,3岁 n = 2,>6岁 n= 2,包括两匹哥特兰鲁斯马和五匹标准种马,除一匹外均为种公马)饲养在附近两个农场(20公里以内)的散养系统中,并且与实验马一样正处于从冬毛到夏毛的转换阶段。这些马与实验马一样每日都进行检查(总体健康和行为)。搔抓行为定义为单次或重复的搔抓/摩擦动作。对三匹不同的马进行了三次随机记录(30分钟观察后首先进入搔抓行为的马),记录每次搔抓行为的持续时间,发现其持续时间为2到8秒。

2.4. 驱虫策略

所有使用的药物类别均为口服制剂,且已在瑞典获准用于马。本研究中的首选药物是四氢嘧啶类吡喹酮苯甲酸盐膏剂(Banminth® Pharmaxim),原因是毛尾科线虫对芬苯达唑具有抗药性,并且存在已记录的生态毒性问题。

大环内酯类的效果。当研究群体(全部12匹马)的平均每克粪便虫卵数达到>200时,计划对所有马进行驱虫,无论其所属马组。毛尾科线虫和O. equi感染使用双羟萘酸吡喹酮膏剂治疗,剂量为19 mg/kg体重(6.6 mg吡喹酮碱基);P. equorum感染使用芬苯达唑(Axilur® Intervet),剂量为 7.5 mg/kg体重;A. perf oliata感染则根据厂家推荐使用Banminth® Pharmaxim的双倍剂量(38 mg/kg体重)。毛尾线虫卵排泄的减少情况在下一次月度采样时计算。研究期间使用的其他驱虫药物还包括伊维菌素(Normectin® N‐vet),剂量为0.2 mg/kg体重,在研究开始前使用;当在后续月度样本中毛尾线虫卵减少<85%时,使用莫昔克丁(Cydectin® 欧瑞安制药动物保健),剂量为0.4 mg/kg体重。

2.5. 统计分析

所有统计分析均在统计分析系统软件包 9.4(SAS 公司,美国北卡罗来纳州凯里)中进行。差异在p< 0.05 水平被认为具有显著性。季节定义如下:11月–2月为冬季,3月–6月为春季,7月–10月为夏秋季。每个年份定义为从3月–2月,即从春季开始到冬季结束,因为实验始于春季。为了估计不同围栏、季节和年份之间每克粪便虫卵数的差异,采用泊松回归(SAS 中的 GLIMMIX 过程),该模型包含默认的对数链接,这意味着模型中的预期虫卵计数经过对数转换。为考虑过度离散,使用随机残差语句分别估计残差方差。该模型包括个体马匹、年份和季节的固定效应,以及围栏作为随机效应。

为了分析马组对每克粪便虫卵数的影响,采用了相同的模型,但去除了个体马匹的效应。同时检验了季节与年份的交互作用的影响。

为了分析因体况差而在第一个冬季暂时被移出的马匹与留在项目中的马匹之间在每克粪便虫卵数(EPG)上的可能差异,采用了上述相同的模型,使用了研究第一年的EPG数据。该模型包括月份和体况等级(从试验围栏中移出或保留)作为固定效应,围栏作为随机效应。除非另有说明,所展示的数值均为最小二乘均值(LSmeans)和均值标准误(SEM)。

每月统计被毛上发现Gastrophilus物种卵的马匹数量,并使用GLM过程分析月份间的差异,模型中包含年份效应。结果以最小二乘均值 ±标准误表示。

为了分析实验马与对照组马匹在搔痒次数上的差异,采用双样本t检验。同时使用双样本t检验比较在实验马中发现B. equi卵和成虫的个体(n = 6)与未发现B. equi卵或成虫的个体(n = 6)之间的被毛、鬃毛和尾长差异。结果以平均值 ±标准差表示。

3. 结果

3.1. 寄生虫出现情况

在本研究中,共分析了217份粪便样本,平均每月8份样本/月。在研究期间(2014–2016年),所有个体均检测到圆线虫卵(表2)。毛尾科线虫的感染水平在试验期间逐渐上升,每年八月/九月达到高峰(图1)。

不同个体间的每克粪便虫卵数存在差异(p< 0.1),整个研究期间个体的最小二乘均值范围为58至365 每克粪便虫卵数(中位数范围25–300 每克粪便虫卵数)。在整个研究期间,所有马对普通尖尾线虫检测均为阴性。2015年1月,在12匹马中的3匹检测到弓首蛔虫spp.的卵;2015年2月,在12匹马中的7匹检测到O. equi的卵;2015年5月,在12匹马中的5匹检测到A. perf oliata的卵(表2)。在三匹马(马2、7和10)中,唯一检测到的内寄生虫是圆线虫卵(表2)。所有马的被毛中在整个研究期间至少曾有一次检测到胃蝇物种卵或卵壳。带有胃蝇物种卵的个体数量因月份而异,8月–11月数量最多,5月–7月发现的卵或卵壳较少(图2)。除感染O. equi时偶尔出现尾部搔痒外,整个研究期间未记录到任何与寄生虫相关的不适症状。

表2。在2.5年研究期间每月从马匹1–12采集的新鲜粪便样本中寄生虫出现情况。每批围栏中至少有两匹马排便时即进行追踪,n表示每匹马的粪便样本总数。

n圆线虫卵 Parascaris 物种 A. perfoliata 普通尖尾线虫 O. equi B. equi 鼻蝇卵 ‡
1 21 x x x x x x
2 ‡‡ 14 x x x x
3 21 x x x x x
4 21 x x x x
5 15 x x x x
6 18 x x x x
7 16 x x
8 17 x x x x x
9 14 x x x
10 ‡‡‡ 18 x x
11 19 x x x x
12 20 x x x x x

‡胃蝇物种的卵在被毛中发现。‡‡ 2号马因受伤于2016年3月被排除在研究之外。‡‡‡未对10号马进行马蛲虫采样。

示意图0

示意图1

3.2. 驱虫

所有马在2014年5月使用伊维菌素(Normectin® N‐vet)进行驱虫,之后被分为组(A、B、C),并放养到无寄生虫牧场。在研究期间,当研究群体小型圆线虫每克粪便虫卵数均值达到>200时,所有马均进行驱虫。2014年8月(平均每克粪便虫卵数564 ± 430)(图1),使用吡喹酮(Banminth® Pharmaxim)对马进行了治疗。在下一次月度采样时,虫卵排泄减少了78%。2015年4月,每克粪便虫卵数平均值为337 ± 217,由于存在与A. perf oliata的混合感染,使用了双倍剂量吡喹酮(Banminth® Pharmaxim)。在下一次月度采样时,虫卵排泄减少了24%,因此于2015年5月再次使用莫昔克丁(Cydectin®,欧瑞安制药动物保健)进行治疗。下一次月度采样中观察到每克粪便虫卵数减少100%。2015年8月(1873 ± 1070)和9月(2143 ± 1370)的平均虫卵排泄分别为>200每克粪便虫卵数,马匹于9月接受莫昔克丁治疗,下一次月度采样中虫卵排泄减少100%。2016年5月,平均每克粪便虫卵数为 507 ± 486,马匹使用吡喹酮治疗,下一次月度采样中虫卵排泄减少84%。2016年7月、8月(1818 ± 1205)和9月(2125 ± 570)的每克粪便虫卵数水平超过250(358 ± 369),但由于研究接近结束,未再进行治疗。尽管小型圆线虫每克粪便虫卵数较低,但在2015年2月仍需额外进行两次治疗,因为部分马匹感染了O. equi和副蛔虫属物种。A组和C组中诊断出O. equi感染的马匹使用吡喹酮驱虫(见表2),B组中感染副蛔虫属物种的马匹使用芬苯达唑(Axilur® Intervet)驱虫。2016年5月,检测出A. perf oliata阳性的马匹使用双倍剂量吡喹酮进行驱虫(图1)。

3.3. 年份、季节、围栏和马组的影响

圆线虫卵计数逐年增加(p< 0.01),且夏秋季高于冬季和春季(p< 0.01)(表3)。每个夏秋季,每克粪便虫卵数均有所上升(图3),且存在显著的季节与年份的交互作用。围栏对每克粪便虫卵数无显著影响(p> 0.05)。B组马排出的圆线虫卵数量高于A组和C组(p< 0.01)(表3)。

表3. 2014年5月至2016年9月期间,在全年放牧制度下饲养的12匹马每月采集的粪便样本中每克粪便的圆线虫卵(EPG)。最小二乘均值 ±标准误。上标字母(a, b, c)表示年份、季节、围栏和马组之间的差异显著。

项目 EPG p‐值
Year
1 101 ± 24 a <0.0001
2 267 ± 37 b
3 415 ± 67 c
季节
春季 141 ± 28 a <0.0001
夏秋季 725 ± 75 b
冬季 110 ± 32 a
围栏
1 246 ± 41 n.s.
2 184 ± 33
3 247 ± 41
马组
A 192 ± 35 a <0.01
B 349 ± 55 b
C 216 ± 38 a

示意图2

3.4. 马毛虱

Bovicola equi在2014–2015年和2015–2016年的冬季和春季,一些个体中均观察到该现象。2016年,但详细记录仅在2015年春季进行了记录。当时,B. equi成虫和卵被在六个个体(来自所有组)中观察到,以及受影响马匹上的卵和活成虫数量:额毛中有1–4个卵,鬃毛中有1–3个卵,额毛中有1–5只虱子,鬃毛中有1–2只虱子。A组、B组和C组马中计数的卵和成虫总数分别为1、15和8。受影响动物的脱毛面积估计为2.0 ± 1.7(范围0.4–4.5)dm²,且多数常见受影响区域为头部、颈部和后肢上部。受B. equi影响的个体与未受影响个体在被毛长度(受影响者2.9 ± 0.4厘米,未受影响者3.1 ± 0.3厘米,p > 0.05)、鬃毛长度(受影响者38 ± 6对比未受影响者39 ± 5厘米)或尾长(受影响者106 ± 4对比未受影响者107 ± 4厘米)方面均无显著差异。受影响的实验马之间的搔痒次数没有差异(1.2 ± 1.5)和未受影响的实验马(1.5 ± 1.9)或对照组马匹(1.7 ± 1.8,p > 0.05)。

4. 讨论

在本研究中,马开始在清洁牧场放牧,并预先使用了伊维菌素进行治疗。然而,在仅放牧三个月后,研究群体中毛尾科线虫的平均每克粪便虫卵数就超过了200 EPG的阈值。此外,在整个研究期间,马匹还被发现感染了Parascaris spp.、A. perf oliata、O. equi、B. equi和Gastrophilus spp.(至少在被毛上发现了卵或壳),但未发现感染S. vulgaris。这证明了即使使用无寄生虫牧场,监测幼马寄生虫发生情况的重要性。

众所周知,在北温带气候区,包囊型毛尾属线虫会经历发育停滞[23,24],并且这些包囊型黏膜阶段通常对单剂量驱虫药(莫昔克丁除外)不敏感[25]。处于该阶段的寄生虫未受到我们在研究开始前进行的伊维菌素治疗的影响,并成为牧场污染的来源。

本研究的目的是使用吡喹酮治疗体内寄生虫,原因是在毛尾科线虫中已报道存在对苯并咪唑类药物的广泛抗药性[8],以及大环内酯类药物已被证实具有生态毒性[13]。仅使用吡喹酮的驱虫方案未能将毛尾科线虫卵排泄减少85%。在2014年8月和2015年4月两次使用吡喹酮治疗后,下一个月度样本中卵排泄的减少率仅为24%。因此,于2015年5月改用莫昔克丁进行驱虫,下一个月度样本中虫卵排泄减少了100%,但毛尾科线虫卵仅在八周后再次出现,表明虫卵重现期(ERP)比预期更短[5]。由于研究群体中马匹的平均每克粪便虫卵数在2015年8月(1875 ± 1070)和9月(2143± 1370)持续上升,于2015年9月进行了第二次莫昔克丁治疗。研究中的最后一次驱虫于2016年5月使用吡喹酮完成,在下一个月度样本中观察到毛尾科线虫卵减少了84%。本研究的目的并非评估治疗效果,而是每月监测虫卵计数。因此,此处报告的毛尾科线虫卵减少率是基于治疗后约21–28天采集的第二次样本,而不是按照药物临床疗效测定指南推荐的治疗后10–14天采样[5]。然而,根据瑞典最新的一项研究,毛尾科线虫的虫卵重现期应为5–6周[9],而本研究中的虫卵减少效果及虫卵重现期均不理想。综上所述,在整个研究期间,马匹共接受了五次驱虫,其中三次使用吡喹酮,两次使用莫昔克丁,莫昔克丁在降低虫卵排出方面明显优于吡喹酮。

在研究期间,该地区的天气条件处于预期范围内[26,27],因此可认为观察到的寄生虫存活情况具有当地环境的代表性。温度和湿度是影响卵发育为感染性幼虫(L3阶段)的重要因素。一项实验研究表明,在实验室条件下,毛尾线虫卵在+8至+35 °C的温度范围内可发育为L3,所需时间为3至24天[28]。一项在乌克兰进行的野外研究(冬季气候与瑞典相似)发现,当温度低于+3 °C时,圆线虫卵不会发育为L3,但已经发育的L3可在粪便沉积物中存活,并在放牧季节开始时作为马再感染的来源[29]。

在我们的全年放牧系统中,牧场在三个放牧季节内持续受到寄生虫卵的污染。每年出现两个每克粪便虫卵数高峰,分别在春季和夏秋季。我们观察到马匹体内毛尾线虫每克粪便虫卵数随着年份推移逐渐增加,这很可能是因为牧场上感染性三阶段幼虫(L3)数量增多所致,且马匹在驱虫治疗后很快再次被感染。

马匹的选择性寄生虫治疗通常基于对个体粪便虫卵计数的监测,仅对排出中等到高数量虫卵的个体进行治疗(>200每克粪便虫卵数)[5]。该策略的目的是减少牧场总体的虫卵污染,降低放牧马匹感染新寄生虫的风险。然而,在本研究中无法获得所有马匹的个体粪便虫卵计数,因此采用了改良的选择性治疗策略来监测寄生虫出现情况。这种方法的一个可能局限性是,并非所有马匹在每次采样时都被取样,因此某些个体可能在更大程度上影响结果的代表性。不过,在为期2.5年的研究期间,每匹个体马匹至少被采样14次,这可以被视为相当频繁。为应对这一问题,在结果展示中使用了最小二乘均值(LSmeans),该方法考虑了缺失值的影响。

除了感染毛尾科线虫外,本研究中的马在第一季(2014/2015年)还感染了其他胃肠道寄生虫,例如Parascaris spp.、A. perf oliata和O. equi。Parascaris spp.被认为是幼驹最重要的寄生虫,大多数个体在约一岁时会发展出年龄依赖性免疫[6]。本研究中的马在2014/2015年冬季为1.5岁,排卵数量较低(50–150 每克粪便虫卵数),这很可能是因为免疫力正在形成。经过一次芬苯达唑驱虫治疗后,该感染被成功根除。在2015年1月至4月期间,O. equi在马群中传播,12匹马中有10匹受到感染。与Parascaris spp.类似,显性O. equi感染据报道在断奶驹和年轻成年马中更为常见[30]。我们马群中的O. equi感染通过使用芬苯达唑治疗并结合每周人工清洁肛周区域以减少卵向周围环境的传播,得到了有效控制。O. equi感染是唯一一种似乎引起马只产生不适的感染,在此期间观察到它们偶尔搔抓尾巴。一匹马还出现了如前所述的肛门黏液排出[31]。2015年5月至6月,在12匹马中的6匹马中检测到了A. perf oliata的卵。这种寄生虫具有间接生活史,需依赖甲螨完成其生活周期[32]。这些马通过使用吡喹酮成功治疗,且未发生再感染。这表明所有围栏牧场上的甲螨(中间宿主)数量较低。

所有组(A–C)中均发现有B. equi感染的马匹,总共12匹马中有6匹受到感染。已有研究描述了同栏饲养的个体之间虱子数量存在较大差异[33]。关于导致个体马匹易感虱子感染因素的研究较为匮乏。在绵羊暴露于同等剂量的Bovicula ovis(羊咀嚼虱)挑战的研究中,发现个体之间的易感性存在显著差异[34]。有趣的是,在该研究中,尽管五次单独施加了虱子,并且与受感染动物共同饲养,仍有三分之一的母羊从未被感染。许多因素被认为可能影响绵羊对虱子感染的易感性,例如季节、基因型、年龄和体况[35],生长缓慢和体重下降的个体可能更易感[34,35]。然而,在本研究中,感染与未感染马匹之间的体况并无差异。行为学研究表明,感染个体的搔抓行为并不比无虱个体更常见。此外,未观察到与B. equi感染相关的局部脱毛有关的任何影响(例如,每日检查马匹是否发抖)。这表明,如本研究所见,每4 cm²有5–9个B. equi卵和成虫的感染程度,对受影响马匹造成的负担很小甚至没有,因此可能不是一个显著的健康与福利问题。这一认识对于旨在支持生物多样性的管理系统具有重要意义,即尽量减少杀虫剂(在此情况下为驱虫药)的使用。

正如预期,8月份被毛上附有Gastrophilus spp.卵的个体数量增加,但直到四月仍发现有卵或至少卵壳存在,即只要马仍保留冬毛就一直存在。本研究中Gastrophilus spp.对马健康可能造成的影响尚不清楚,因为未检查胃黏膜。然而,尽管某些马可能感染了Gastrophilus spp.,这种寄生虫通常并不与任何严重的健康问题相关[36]。

因体况差而退出本研究的马并未比其余马排出更多的圆线虫卵。在因饥饿死亡的野马中,曾观察到严重的寄生虫负担[37]。高肠道寄生虫负荷还与肠道微生物多样性降低以及代谢物的粪便排泄增加有关[38]。据报道,在野生马中体况与寄生虫负荷呈负相关[39]。本研究设定马维持参与的体况评分下限为4分(1–9分制),这仍属于“健康”状态(相当于马运动员的脂肪含量[40,41])。结果表明,在此体况水平下,马可能仍有能力将能量用于抵抗寄生虫,而在体况更差的马中则可能无法做到这一点[42–44]。设定4分为界限的原因是,低于此分数的马在寒冷多雨天气下很可能面临体温调节困难。

然而,生长中的马体况与圆线虫卵计数之间的关系仍需进一步调查。

通常认为,动物密度/牧场可用性对寄生虫出现情况有显著影响[15],表明增加牧场面积可能是限制寄生虫出现的一种可行策略。然而,在本研究中,牧场面积和可用性并不能解释每克粪便虫卵数的变异情况,其中最大的围栏(附件2)与其他围栏的每克粪便虫卵数水平相同。附件2的草地面积比其他两个围栏多0.6公顷,并且其牧草数量显著更高(附件2、1和3分别为1393 ± 114、957 ± 114和741 ± 114千克干物质/公顷),能量可利用性也显著更高(分别为11204 ± 928、8494 ± 895和7351 ± 895兆焦代谢能/公顷)[26]。这意味着每匹马增加0.15公顷或每月约125千克干物质牧草,并不足以降低毛尾线虫卵排泄,从而减少驱虫治疗的需求。

瑞典已被确定为气候条件可能允许散养马[45]的地区。本研究中使用的马品种哥特兰小型马因其耐粗饲特性而被选中,该品种为古老品种,预计具备粗放式管理所需的性状,包括低能量需求和厚实的冬季被毛。抵抗寄生虫感染的能力可能是散养马的另一项理想性状。在本研究中,仅在三匹个体马匹中发现内寄生虫毛尾科线虫,其中两匹来自同一种公马且由同一育种者饲养。此外,不同个体间的毛尾线虫每克粪便虫卵数存在较大差异。同时,仅一半的马感染了咬虱。此类差异在选择适用于全年放牧系统的动物以及育种时均应予以考虑,因为对毛尾线虫的免疫力是一种可遗传性状[42]。如果要大规模应用全年放牧以增加农业景观中的生物多样性,则个体粪便采样和选择性治疗可能不可行。因此,应选用排泄较少寄生虫卵的动物用于这些系统,以减少牧场污染。我们还观察到一个有趣的现象:参与研究的马匹包括五匹栗色马和七匹骝色马,但只有骝色马感染了虱子。然而,B. equi是否偏好特定毛色或相关特征,还需通过更大规模的数据集加以验证。有趣的是,此前有研究提出,在绵羊中毛色可能与对Haemonchus contortus感染的耐受性存在关联[46]。

5. 结论

我们得出结论,本研究中全年放牧马匹的毛尾线虫卵排泄受季节影响,每年出现两个高峰。无法通过仅吡喹酮策略将每克粪便虫卵数水平<200维持在理想范围内,但使用莫昔克丁治疗可有效降低毛尾线虫卵排泄。因此,该研究证实了在放牧景观中保护生物多样性与维持放牧动物健康之间存在潜在的目标冲突。然而,我们观察到个体对毛尾线虫卵排泄具有显著影响。因此,我们建议,在利用全年放牧系统保护生物多样性时,应选择线虫卵排泄量较低(以及其他寄生虫抗性特征,其中许多尚未明确)的个体,以减少所需的驱虫治疗次数。还需进一步研究牧场面积和特征如何影响寄生虫出现情况。

【评估多目标跟踪方法】9个高度敏捷目标在编队中的轨迹和测量研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“评估多目标跟踪方法”,重点研究9个高度敏捷目标在编队飞行中的轨迹生成与测量过程,并提供完整的Matlab代码实现。文中详细模拟了目标的动态行为、运动约束及编队结构,通过仿真获取目标的状态信息与观测据,用于验证和比较不同多目标跟踪算法的性能。研究内容涵盖轨迹建模、噪声处理、传感器测量模拟以及据可视化等关键技术环节,旨在为雷达、无人机编队、自动驾驶等领域的多目标跟踪系统提供可复现的测试基准。; 适合人群:具备一定Matlab编程基础,从事控制工程、自动化、航空航天、智能交通或人工智能等相关领域的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①用于多目标跟踪算法(如卡尔曼滤波、粒子滤波、GM-CPHD等)的性能评估与对比实验;②作为无人机编队、空中交通监控等应用场景下的轨迹仿真与传感器据分析的教学与研究平台;③支持对高度机动目标在复杂编队下的可观测性与跟踪精度进行深入分析。; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践操作,重点关注轨迹生成逻辑与测量模型构建部分,可通过修改目标量、运动参或噪声水平来拓展实验场景,进一步提升对多目标跟踪系统设计与评估的理解。
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