Laboratoriohiiri elää kaukana luontaisesta elinympäristöstään

• Eläimellistä viestintää
• 25.5.2021
• Sari Toivola

Suomessa tehtiin vuonna 2019 eläimille yhteensä 98 457 tieteellistä ja opetuksellista toimenpidettä. 54 % toimenpiteistä tehtiin hiirille, 24 % kaloille ja 10 % rotille. EU:ssa käytettiin vuonna 2017 yhteensä 9,58 miljoonaa eläintä tieteellisiin tarkoituksiin.¹

Koe-eläimen kokemaa kipua, tuskaa, kärsimystä ja pysyvää haittaa arvioidaan jokaisen toimenpiteen yhteydessä. Vuonna 2019 Suomessa aiheutettiin eläimille eläinkokeissa lievää haittaa 58,2 %, kohtalaista haittaa 31,1 %, vakavaa haittaa 6,5 % ja ei toipumista -tason haittaa 2,4 % eläimistä. Ei toipumista -tason toimenpide tehdään nukutetulle eläimelle, joka ei enää herää anestesiasta, vaan lopetetaan saman tien.²

Vakavan haitta-asteen toimenpiteitä tehtiin Suomessa vuonna 2019 siis 5 187 hiirelle, 1 127 rotalle, 38 sialle ja 15 seeprakalalle. Nämä vakavan haitta-asteen toimenpiteet liittyivät pääosin hermoston toimintaa ja mielenterveyden sairauksia koskeviin tutkimuksiin.³

Vakavan haitta-asteen toimenpiteitä tehtiin Suomessa vuonna 2019 siis 5 187 hiirelle, 1 127 rotalle, 38 sialle ja 15 seeprakalalle. Kuva: Rama/Wikimedia Commons | Kuvituskuva

Koe-eläimen hyvinvointiin vaikuttavat monet eri tekijät

Eläimen hyvinvoinnilla tarkoitetaan eläimen subjektiivista kokemusta omasta fyysisestä ja psyykkisestä olotilastaan⁴. Nykytiedon mukaan eläimen hyvinvointi ei tarkoita ainoastaan negatiivisten tunteiden ja kokemusten poissaoloa, vaan myös mahdollisimman runsasta positiivisten tunteiden ja kokemusten läsnäoloa⁵.

Koe-eläimen hyvinvointiin vaikuttavat monet eri tekijät, kuten

• perimä: usein geneettisesti muunneltu ja siitä aiheutuvat ongelmat
• terveydentila
• elinympäristö: usein lajityypillistä käyttäytymistä rajoittava
• hoito
• koetoimenpiteet: aiheuttavat mahdollisesti kipua ja kärsimystä.⁶

Keskityn kirjoituksessani koe-eläinten elinolosuhteisiin. Olen valinnut kirjoitukseni esimerkkieläimeksi hiiren, sillä se on yksi yleisimmistä koe-eläinlajeista sekä Suomessa että maailmalla⁷.

Laboratoriojyrsijöiden elinoloja määrittävät monet tekijät

Laboratoriojyrsijöiden elinolosuhteiden tason ovat tyypillisesti sanelleet pääasiassa aivan muut tekijät kuin eläinten hyvinvointi. Pito-olosuhteet ovat määräytyneet ennen kaikkea taloudellisten (tehokas tilan- ja resurssien käyttö), ergonomisten (eläinten käsittelyn ja tarkkailun helppous) sekä hygieniaan ja vakiointiin (vaihtelevuuden minimointi) liittyvien seikkojen perusteella.⁸

Laboratorioeläinten hyvinvointitutkimuksessa onkin keskitytty pääosin negatiivisten tunteiden poissaoloon koe-eläinten hyvinvoinnin määreenä. Eläimen hyvinvointiin vahvasti liittyvä mahdollisuus kokea positiivisia tunteita on puolestaan jäänyt vähemmälle huomiolle.⁹

Pellolla niukkojen ja hajaantuneiden resurssien äärellä elävän villihiiren luontainen reviiri voi olla jopa 80 000 m2, kun taas ihmisasutusten liepeillä muhkeiden resurssien keskellä elävän hiiren reviirin kooksi riittää muutama neliömetri. Kuva: Oldiefan/pixabay.com | Kuvituskuva

Villihiiren luontainen käyttäytyminen asettaa reunaehdot laboratoriohiiren lajityypillisille käyttäytymistarpeille

Pellolla niukkojen ja hajaantuneiden resurssien äärellä elävän villihiiren luontainen reviiri voi olla jopa 80 000 m², kun taas ihmisasutusten liepeillä muhkeiden resurssien keskellä elävän hiiren reviirin kooksi riittää muutama neliömetri.¹⁰

Hiiri on sosiaalinen eläin, joka elää pienissä sosiaalisissa ryhmissä. Hiri on myös sangen reviiritietoinen ja puolustaa reviiriään tarvittaessa ärhäkästikin.¹¹

Hiiri on hämäräaktiivinen, ja liikkuu juosten, kiipeillen ja kaivellen. Se viettää aikaansa reviiriään kierrellen, lajitovereidensa jättämiä hajumerkkejä haistellen, ympäristöään tutkien, parittelukumppania etsien ja jälkeläisiään hoitaen. Hiiren luontainen elinympäristö on monipuolinen ja vaihteleva.¹²

Laboratoriohiiren elinympäristöä virikkeellistämällä voidaan lisätä hiiren mahdollisuuksia toteuttaa lajityypillisiä käyttäytymistarpeitaan ja täten joissain määrin myös parantaa sen hyvinvointia. Hiireltä löytyy kuitenkin paljon sellaisiakin lajityypillisiä käyttäytymistarpeita, joihin nykymuotoisten laboratorio-olosuhteiden puitteissa ei ole mahdollisuutta vastata. Kuva: Rama/Wikimedia Commons | Kuvituskuva

Laboratoriohiiren elinolosuhteet poikkeavat merkittävästi villihiiren luontaisesta elinympäristöstä

Laboratoriohiiren elinympäristöä virikkeellistämällä voidaan lisätä hiiren mahdollisuuksia toteuttaa lajityypillisiä käyttäytymistarpeitaan ja täten joissain määrin myös parantaa sen hyvinvointia¹³. Hiireltä löytyy kuitenkin paljon sellaisiakin lajityypillisiä käyttäytymistarpeita, joihin nykymuotoisten laboratorio-olosuhteiden puitteissa ei ole mahdollisuutta vastata.

Villistä serkustaan poiketen laboratoriohiirellä ei esimerkiksi ole mahdollisuutta valita itse parittelukumppaniaan¹⁴. Laboratoriohiiri ei myöskään välttämättä saa hoitaa poikasiaan rauhassa tai haluamallaan tavalla¹⁵, mikä on hormonihuuruissa olevan vastasynnyttäneen hiirinaaraan näkökulmasta katsottuna ilmiselvä hyvinvointiongelma. Korkea poikaskuolleisuus on muutenkin yleinen ongelma laboratoriohiirten keskuudessa^16,17,18.

Laboratoriohiirten on myös havaittu viihtyvän paremmin läpinäkymättömissä asuinbokseissa, joissa niiden lisääntymismenestyskin on parempi¹⁹. Läpinäkyvät boksit ovat kuitenkin yleisiä, sillä niissä hiiriä voidaan tarkkailla koskematta niihin ja aiheuttamatta niille käsittelystä koituvaa stressiä²⁰. Tällaisissa tapauksissa laboratoriohiirten hyvinvoinnin huomiointi ei siis tarkoita täydellistä stressittömyyttä, vaan sitä, että toimitaan tavalla, jonka ajatellaan olevan hiiren kannalta vähiten stressaava.

Suomessa laboratoriohiiren asuinboksin vähimmäiskokovaatimus 300 cm² ja vähimmäiskorkeusvaatimus 12 cm. Mikäli samassa boksissa pidetään useampaa hiirtä, on pohjapinta-alaa oltava hiiren painosta riippuen 60-100cm² per hiiri²¹. Villihiiren luontainen reviiri on siis pienimmilläänkin huomattavasti laboratoriohiiren käytössä olevaa elintilaa suurempi.

On totta, että harva ihmisen kanssa elävä kesyeläin elää täysin itselleen luontaisessa ympäristössä. Mielestäni eläimen kuin eläimen tulisi kuitenkin saada elää olosuhteissa, joissa sen on mahdollista toteuttaa hyvinvointinsa kannalta välttämättömiä käyttäytymistarpeita. Halusin ottaa esille hiiren (Mus musculus) luontaisen elinympäristön ja vertailla sitä laboratorio-olosuhteisiin, sillä niiden välinen kontrasti on niin suuri. Myös tutkijat ovat tarkastelleet tahoillaan hiiren luontaista käyttäytymistä lisätäkseen ymmärrystään laboratoriohiirten pito-oloihin liittyvistä tarpeista²².  

Uroshiiret tukkanuottaisilla

Hiirille lajitovereiden kanssa muodostetut sosiaaliset suhteet ovat tärkeitä. Hiirten hyvinvoinnin kannalta onkin tärkeää, että ne saavat elää ryhmissä. Laboratorio-oloissa eläville uroshiirille saattaa kuitenkin tulla kränää resursseista, mutta tilanahtauden takia niillä ei ole mahdollisuutta väistää toisiaan. Myös lajitovereiden uhkaavilta ääni- ja hajuviesteiltä on laboratorio-olosuhteissa käytännössä mahdoton paeta.²³

Vihamielisen lajitoverin hyökkäyksiltä suojautumiseen tarkoitettujen piilopaikkojen tarjoamisella itsessään ei ole havaittu olevan yksiselitteisen suotuisaa vaikutusta aggressiivisten kohtaamisten esiintymiseen laboratorio-oloissa²⁴. Piilopaikat saattavat joissain tapauksissa auttaa, mutta pahimmillaan ne saattavat myös lisätä uroshiirten välisiä konflikteja, jos piilopaikasta tulee hiirten silmissä sellainen puolustettava resurssi, jonka herruudesta täytyy alkaa taistella²⁵.

Ratkaisuksi on esitetty esimerkiksi sitä, ettei keskenään eläville uroshiirille tarjottaisi sellaisia virikkeitä, jotka voisivat johtaa yksilöiden väliseen kilpailuun ja aggresiivisiin konflikteihin²⁶. Voimme pohtia, onko virikkeiden karsiminen optimaalinen ajatus lähtökohtaisesti ankeissa ja lajityypillisten käyttäytymistarpeiden toteuttamista voimakkaasti rajoittavassa elinympäristössä. 

Uroshiirten välisten aggressiivisten konfliktien todennäköisyyttä voi pyrkiä pienentämään myös pitämällä hiiret pienestä pitäen samassa porukassa, ja pidättäytymällä lisäämästä soppaan uusia yksilöitä enää myöhäisemmässä vaiheessa. Myös asuinboksin siivouskäytännöillä voidaan pyrkiä vähentämään uroshiirten tarvetta keskinäiseen nokitteluun.²⁷

Suomessa laboratoriohiiren asuinboksin vähimmäiskokovaatimus 300 cm2 ja vähimmäiskorkeusvaatimus 12 cm. Mikäli samassa boksissa pidetään useampaa hiirtä, on pohjapinta-alaa oltava hiiren painosta riippuen 60-100 cm2 per hiiri. Villihiiren luontainen reviiri on siis pienimmilläänkin huomattavasti laboratoriohiiren käytössä olevaa elintilaa suurempi. Kuva: Rama/Wikimedia Commons | Kuvituskuva

Tilanahtaus saattaa estää hyvinvoinnille olennaisen käyttäytymisen

Leikkimistä pidetään usein hyvinvoinnin merkkinä. Eläin leikkiikin yleensä silloin kun sillä pyyhkii hyvin ja lakkaa leikkimästä kun elämää varjostaa tumma pilvi.²⁸

Leikkikäyttäytymisen puuttumista tilanteessa, jossa sitä normaalisti esiintyisi, voidaankin pitää osoituksena eläimen hyvinvoinnin heikkenemisestä. Laboratoriohiiren leikkimättömyyden taustalta voi löytyä monia eri syitä, ja tilanahtaus on yksi niistä.²⁹

Tavanomaisissa laboratorio-olosuhteissa elävillä aikuisilla hiirillä ei nimittäin ole juurikaan raportoitu esiintyvän sosiaalista leikkikäyttäytymistä. Tilavammissa oloissa elävien aikuisten hiirten sen sijaan tiedetään leikkivän keskenään säännöllisesti. Samansuuntaisia havaintoja on tehty myös nuorilla rotilla, joiden leikkikäyttäytyminen lisääntyi huomattavasti niiden päästyä temmeltämään tilavampiin olosuhteisiin.³⁰

Tilanahtaudella on muitakin miinuspuolia. Hiiri pyrkii esimerkiksi tekemään tarpeensa erillään pesä- ja nukkumapaikastaan, mikä ei lähtökohtaisesti ole mahdollista nafteissa laboratorio-oloissa. Tarpeidenteko- ja pesäpaikkojen pitäminen erillään on tyypillistä monille eläimille, hiiri mukaan lukien, ja sillä on ollut evolutiivisesti pitävät perusteet valkiintua eläimille olennaiseksi käyttäytymismalliksi. Onkin todennäköistä, että hiiri kokee pesäpaikkansa viereen ulostamisen vastenmieliseksi.³¹

Leveyden lisäksi laboratoriohiirten asuinboksin koko on rajallinen myös korkeussuunnassa. Tämä rajoittaa hiiren mahdollisuuksia lajilleen tyypilliseen kiipeilyyn, kurotteluun ja venyttelyyn.³²

Naarashiiret viihtyvät virikkeiden keskellä

Eräässä tutkimuksessa tarkasteltiin laboratoriossa elävien naarashiirten käyttäytymistä viriketasoltaan erilaisissa olosuhteissa.³³

Hiiret jaettiin neljään ryhmään, jotka elivät keskenään erilaisissa ympäristöissä.

Nämä elinympäristöt sisälsivät

1. vain kuiviketta
2. kuiviketta ja pesämateriaalia
3. enemmän kuiviketta, sekä lisäksi pesämateriaalia, piilopaikka ja enemmän tilaa korkeussuunnassa
4. luonnollista elinympäristöä mukailevat (semi-naturalistic) olosuhteet, sisältäen viikoittain vaihtuvat virikkeet.³⁴

Tutkijat havaitsivat, että mitä enemmän hiirillä oli virikkeitä, sitä paremmin ne voivat. Hyvinvoinnin paraneminen näkyi stereotyyppisen käyttäytymisen ja ahdistuneisuuden vähenemisenä ja lisäksi sekä yksilöiden kasvutahdin lisääntymisenä että fyysisen stressin vähenemisenä.³⁵

Asiaa ei ole tutkittu uroshiirillä, joten ei tiedetä, pitävätkö naaraiden osalta tehdyt havainnot paikkansa myös niiden kohdalla.³⁶

Hiirten on sanottu sopeutuvan mutkattomasti pieneen tilaan ja mukauttavan käyttäytymistään käytettävissä olevan tilaan. Oletetusta sopeutuvaisuudestaan huolimatta laboratorioympäristö saattaa kuitenkin mitä todennäköisimmin vaarantaa hiirten hyvinvoinnin ja heikentää niiden mahdollisuuksia normaaliin käyttäytymiseen.^37,38

Sukupolvien ajan laboratorioissa eläneiden rottien tiedetään vapauteen päästessään alkavan käyttäytyä villien esi-isiensä tavoin39. Ei ole syytä olettaa, ettei sama pätisi myös hiiriin, vaikka asiaa ei liene niiden osalta erikseen tutkittukaan. Tämä on hyvä pitää mielessä, kun pohtii jyrsijöiden hyvinvoinnin tasoa laboratorio-oloissa.

Eläinkokeille on olemassa kosolti vaihtoehtoja ja niitä kehitetään jatkuvasti lisää. Kuva: Belova59/pixabay.com | Kuvituskuva

Vaihtoehtoja on

Koe-eläintoimintaa ohjaa 3R-periaate. Se tähtää eläinkokeiden korvaamiseen muilla menetelmillä (replacement), kokeissa käytettävän eläinmäärän vähentämiseen (reduction) ja koe-eläinten elinolosuhteiden parantamiseen (refinement)⁴⁰. Euroopan unionin koe-eläindirektiivi velvoittaa jäsenmaita eläinkokeiden määrän vähentämiseen⁴¹. Lisäksi lainsäädäntöömme on kirjattu eläinkokeista luopumisen tavoite⁴².

Eläinkokeille vaihtoehtoisten menetelmien kehittämistyön rahoitus on kuitenkin ollut kiven alla pitkään⁴³. Tampereen yliopistossa toimiva FICAM-vaihtoehtomenetelmäkeskus eläinkokeille sai valtiolta rahoitusta vuodelle 2021 vaivaiset 300 000 euroa⁴⁴. Eläinkokeille vaihtoehtoisten menetelmien kehittämiseen tulisi ehdottomasti kohdentaa reilusti nykyistä enemmän julkista rahoitusta. FICAMin eläinkokeille vaihtoehtoisten menetelmien kehitystyötä voi tukea myös yksityisin lahjoituksin⁴⁵.

Eläinkokeille on olemassa kosolti vaihtoehtoja ja niitä kehitetään jatkuvasti lisää.

Eläinkokeille vaihtoehtoisia menetelmiä ovat esimerkiksi:

• solu-, kudos-, ja elinviljelmät
• ihmiskudosmallit
• tietokonemallit ja tekoäly
• vapaaehtoiset ihmiset
• epidemologiset tutkimukset.^46,47

Lisäksi esimerkiksi perinnöllisiin sairauksiin, käyttäytymiseen, sekä neurologisiin ja mielen sairauksiin liittyvää tutkimusta voidaan tehdä myös kansalaistieteenä, eli yksityishenkilöiden omistamilla lemmikki- ja tuotantoeläimillä ilman erillisten tavoitekasvatettujen laboratorioeläinten tarvetta. Tällaista tutkimusta tehdään tällä hetkellä esimerkiksi Helsingin yliopistossa muun muassa professori Hannes Lohen Koirien⁴⁸ ja kissojen⁴⁹ geenitutkimusryhmässä sekä ELL Iina Brotheruksen vetämässä Hevosten unitutkimusryhmässä50. 

Biopankit, eli biologisten näytteiden keskitetyt kokoelmat, voivat olla yksi tulevaisuuden vaihtoehto eläinkokeille⁵¹. Professori Hannes Lohen tutkimusryhmä kerää ja ylläpitää sekä koirien⁵² että kissojen⁵³ verinäytteistä koostuvia biopankkeja. Koirista ja kissoista saatavasta tutkimustiedosta voi olla hyötyä myös ihmisten sairauksien tutkimisessa, sillä niiden tiedetään olevan melko hyviä eläinmalleja monille ihmisten sairauksille^54,55. Lisäksi Suomesta löytyy muutama ihmistenkin biopankki⁵⁶.

Mitä minä voin tehdä?

• tue eläinkokeille vaihtoehtoisten tutkimusmenetelmien kehitystyötä
• tee kansalaistiedettä: anna eläimestäsi näyte koirien tai kissojen biopankkiin ja vastaa tutkijoiden käyttäytymiskyselyihin oman eläimesi osalta
• anna näyte ihmisten biopankkiin
• täytä kudosluovutuskortti, jonka avulla voit olla mukana edistämässä solu-, kudos- ja elinviljelmien ylläpitoa⁵⁷
• levitä sanaa.

Vaikka vaihtoehtoiset menetelmät eivät vielä tällä hetkellä täysin korvaakaan eläinkokeita, on ehdottoman tärkeää, että niitä kehitetään aktiivisesti ja riittävin resurssein. Näin varmistetaan, että eläinkokeista luopumisesta tulee mahdollista tulevaisuudessa.