動物資源科学科2年次動物飼育管理学第2章環境管理...第2章環境管理...

動物資源科学科２年次

動物飼育管理学

北里大学獣医学部

動物資源科学科動物飼育管理学研究室

山﨑淳

2020年4月22日(水)

第２章環境管理

◎２年前期動物飼育管理学

第１章総論１．飼育管理とは２．管理の内容３．飼育者と管理作業

第２章環境管理１．環境と動物

第３章動物の行動１．動物の行動と心理２．個体維持行動とその制御３．社会行動と群管理４．生殖行動とその活用

第４章動物の福祉１．アニマルウェルフェアとは

第５章動物の衛生１．動物のストレス２．予防衛生対策

第６章排せつ物の処理と環境保全１．環境保全と関連法規および基準値２．ふん尿の排せつ量と性状

第７章牛の管理１．管理形態

第８章豚の管理１．管理形態

第９章鶏の管理１．採卵鶏の管理(一部）２．肉用鶏の管理(一部）

第１０章馬の管理１．管理形態

第１１章山羊およびめん羊の管理１．山羊の管理(一部）２．めん羊の管理(一部）

第１２章伴侶動物の管理１．犬の管理(一部）２．猫の管理(一部）

第１３章展示動物の管理１．展示動物の役割

第１４章実験動物の管理１．実験動物２．実験動物の飼育管理

１１頁

動物資源科学科２年前期「動物飼育管理学」

第２章環境管理１.環境と動物１）飼育動物を取り巻く環

境要因２）気象要因と動物３）環境への対応４）飼育環境

２.畜舎環境の具体的な制御１）温度環境制御２）換気による制御３）防塵４）光線管理５）騒音管理６）害獣･害虫管理

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１）飼育動物を取り巻く環境要因

環境(environment)：「生物の生存に関係する多種類の外的条件のすべて」環境要因：物理的要因、化学的要因、生物的要因、社会的要因、地勢的要因

など（表2-1）。舎飼い（動物を屋内で飼育）：畜舎内環境（建物の大きさ、向き、構造、建築材

料など）

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適切な環境＝動物の生命維持恒常性(homeostasis)維持＋エネルギーの節約

適切な環境維持＝動物の管理者の責務

動物自身の選択：恒常性維持が容易な環境を「好む」、困難な環境を「嫌う」（図2-1）

環境に対する適応方法：行動学的・生理学的・形態学的反応反応の動機：適切な環境を「快適(comfort)」と感じ、

逸脱した環境を「苦痛(pain)」と感じる。

飼育動物を取り巻く環境から、その動物が苦痛と感じる要因を取り除く＝アニマルウェルフェア（動物福祉）

（飼育管理者の動機）

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9

図８－４オペラント条件づけ法によるブタの嗜好環境温の探索

(Baldwin, B.A. and Ingram, D.L., 1967)

動物福祉の評価法

（「家畜の管理」野附・山本 1991）より

第２章環境管理１．環境と動物１２頁


適切な環境＝動物の生命維持(homeostasis)維持＋エネルギーの節約

適切な環境維持＝動物の管理者の責務

動物自身の選択：恒常性維持が容易な環境を「好む」、困難な環境を「嫌う」（図2-1）

○環境に対する適応方法：行動学的・生理学的・形態学的反応反応の動機：適切な環境を「快適(comfort)」と感じ、

逸脱した環境を「苦痛(pain)」と感じる。

○飼育動物を取り巻く環境から、その動物が苦痛と感じる要因を取り除く＝アニマルウェルフェア（動物福祉）

動物の生産性に影響（産業動物）不適切な環境条件が経済損失に＝飼育管理者の動機

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２）気象要因と動物

気象(weather) ：大気の状態のこと、そのすべてが太陽の活動に由来気温、気湿（湿度）、気流（風）、気圧、天候（雲や降雨など）などが含まれる

太陽からの放射エネルギーの変動＋地域（主に緯度)

地形(高度を含む)時期(季節など)大気の組成などが複雑に影響し合う

※明確な規則性を持って変化するもの（季節変化）、不規則な現象（台風、干ばつなど）もある。生活する動物に強い影響を及ぼす

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第２章環境管理１．環境と動物１３頁

（1）気温、気湿、気流、天候

気温(air temperature) ：生命活動（体内の生理的な作用）＝種々の化学反応が基本温度が大きく影響→生命活動は温度の影響を受ける

※恒温動物（哺乳類と鳥類）：恒常性維持能力体温を一定に保ち、さまざまな内的活動を一定に保つ

体温の調節＝産熱(heat production)と放熱(heat loss)のバランス産熱：筋肉の運動、

化学反応（主に肝臓）、消化、吸収、泌乳などの生理的活動＋反芻動物の第一胃内発酵に伴う発酵熱

14

ヒツジの採食に伴う生体の反応：体温と第一胃内温度１２例の平均値

38.8

39.3

39.8

40.3

40.8

-15 0 15 30 45 60 75 90

直腸温度

第一胃温度

℃

min

採食飲水


放熱：顕熱放散(sensible heat loss)（動物の体表面と環境との温度差により熱の移

動が起こる）潜熱放散(latent heat loss)（体からの水の蒸発による）

顕熱放散の３つの経路伝導(conduction)、対流(convection)、放射(radiation)

潜熱放散：水の気化熱を利用した体からの水の蒸発による放熱不感（性）蒸散、発汗(sweat)、熱性多呼吸(パンティング、panting)

（図2-2、表2-2）

不感性蒸散：皮膚下層より体表面へ移動した水分の蒸発発汗：皮膚表面に分布する汗腺から体表に分泌される汗による。

汗腺が発達した動物（馬など）において重要熱性多呼吸：呼吸数を増加させ、口呼吸により気管表面からの水分蒸

発を増加させる。汗腺が発達していない動物（犬、豚、鶏など）が行う（図2-3右）

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第２章環境管理１．環境と動物１３頁

気道

蒸散：潜熱放散はさらに、不感（性）蒸散、発汗(sweat)、熱性多呼吸(パンティング、panting)の３つに分けられる

第２章環境管理１．環境と動物１４頁

羊の浅速呼吸


熱的中性圏(thermoneutral zone) ：体温調節にエネルギーを多く費やす必要のない気温の範囲をいう。

成体の恒温動物：熱的中性圏にほぼ等しい適温域(optimum thermal zone)が比較的広い

幼齢個体：体温調節機能が未発達、適温域はきわめて狭い※動物の環境温度を可能な限り適温域に保つ＝動物飼育者の責任

生産性＋動物の快適性から

１５頁

家畜の種類･年齢による適温域の差

家畜の新生子の適温域は高温にありかつ非常に狭い。図は各家畜の低温臨界温度と気化放熱が増加する高温臨界温度との間の幅を示す。(Bianca, 1970)

第２章環境管理１．環境と動物１５頁

摂取エネルギー

蓄積エネルギー

熱的中性圏熱的中性圏

深部体温

産熱量

蒸発による放熱

環境温度

図 2-4 気温と動物の体温調節の関係

（第一刷には修正箇所あり）

対流、伝導、放射による放熱

（顕熱放散）

（潜熱放散）Ｃ：下臨界温度(lower critical point)

Ｅ：上臨界温度(upper critical point)

ＡＢＣＤＥＦＧ

寒冷環境冷涼温暖暑熱

適温域

蓄積Ｅ＝生産

産熱量


熱的中性圏（C-E間）：最小限の恒常性維持機能の対応で体温維持が可能な温度域（適温域はこの熱的中性圏に含まれる）。

※気温＜Ｃの場合：増加する顕熱放散を補うために産熱量が増加※気温＞Ｅの場合：潜熱放散を促すためのエネルギーを要し、産熱量が増加※気温＞＞Ｅの場合：採食量が減少するため摂取代謝エネルギー量が減少

※気温＜Ｂの場合：体温の維持自体が困難、死の危険が生じる

気温＞Ｆの場合：

産業動物の生産性≒蓄積エネルギー量（図2-4）

経済的なバランスを考慮する必要

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第２章環境管理１．環境と動物１５頁

摂取エネルギー

蓄積エネルギー

熱的中性圏熱的中性圏

深部体温

産熱量

蒸発による放熱

環境温度

図 2-4 気温と動物の体温調節の関係（第一刷には修正箇所あり）

対流、伝導、放射による放熱

（顕熱放散）

（潜熱放散）Ｃ：下臨界温度(lower critical point)

Ｅ：上臨界温度(upper critical point)

ＡＢＣＤＥＦＧ

寒冷環境冷涼温暖暑熱

適温域

蓄積Ｅ＝生産

産熱量

◎環境温度と体温調節（体熱平衡）の関係

Ａ：体温降下温域、Ｂ：最大産熱、Ｃ：下臨界温度（熱産生量の増

加）、Ｄ：蒸発量の増加、Ｅ：上臨界温度（体温の上昇又

は熱産生量の変化）、Ｆ：体温上昇温域、Ｂ～Ｅ:体温の恒常性維持温域、Ｃ～Ｄ:主に血管の収縮と拡張

による体温調節温域、Ｃ～Ｅ:熱的中性圈（安定した熱

産生温域）

深部体温

潜熱放散(蒸発）

環境温度

（放射、

対流、伝導）

３９頁

熱的中性圏

（「家畜の管理」野附・山本 1991）

図15 環境温度とエネルギーの生産効率との関係

暑熱環境熱的中性圏

上臨界温度

下臨界温度

寒冷環境

熱産生量

飼料またはME摂取量

環境温度

高温域低温域

熱生産量と飼料摂取量

生産量

適温域


図15 環境温度とエネルギーの生産効率との関係

暑熱環境熱的中性圏

上臨界温度

下臨界温度

寒冷環境

熱産生量

生産量

飼料またはME摂取量

環境温度

高温域低温域

熱生産量と飼料摂取量

適温域


②汗(sweat) ：汗腺から分泌される水分で、蒸発により放熱汗腺(sweat gland)は人、馬、牛、めん羊、豚の順に発達

熱刺激を受けると発汗（人、馬、牛）し、水分を持続的に分泌

③熱性多呼吸(panting) ：呼吸を増加させて呼吸器粘膜からの蒸発を増加させる

放熱反応。蒸発は湿度の影響を受けるが、この蒸発は体温に近い高温で起きているので発汗ほどの影響は受けない。

※呼吸数の顕著な増加牛、めん羊では20℃以上、豚、鶏では25℃以上

※最高呼吸数牛、豚では200回／分、めん羊、鶏では400回／分程度

３８頁

図-Ａ牛の呼吸数と温度（「家畜の管理」野附・山本 1991）

図16 乳牛の受胎率に及ぼす人工授精当日の最高気温の影響

受胎率には、発情前後数日間の最高気温が影響する。環境管理上、体温の上昇を防ぐ工夫が必要になる。

日最高気温℃

受胎率

（％）



気湿(air humidity) ：恒温動物の体温調節に強く影響。特に気温が高いときに大きな影響を及ぼす。

高温時の主要な放熱経路）の効率動物の体表面と呼吸器粘膜の表面から蒸発する水蒸気の圧力と環境の水蒸気圧（すなわち湿度）との差による。

※

温湿度指数（気温と気湿を考慮したもの、一般に「体感温度」）（表2-3）。

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家畜種ごとのDBT･WBTの係数の違い（比率）に注目


気流(air movement)（風）：動物の体温調節に影響を与える要因

＝動物の体表面と環境との「温度差＋水蒸気圧差」により決定境界層（停滞した空気の層）：静止している動物の体表面に形成

気流の調節：容易で、安価、飼育現場の温度の管理に重要暑熱時＝ファンなどによる風は、放熱を促進寒冷時＝畜舎のドアや窓を閉め、風を遮断

※日射・雲・降雨なども体温調節に影響

※体表面の水分：潜熱放散を大きく促進するシェルターの役割

避陰林、避陰小屋など

１６頁


光：放射による温熱効果１）気温を上昇２）赤外線の放射熱により動物の体を加温、体温維持に影響

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（2）気象の間接的な影響周辺生息動物○節足動物（アブ、サシバエ、カ（蚊）など）：動物の血液や排せつ物を主な食物とし、夏季に問題が発生。病原体の媒介者（例えば、カは山羊・羊において「腰麻痺」を起こす寄生虫を媒介）。

※動物は本来、病原体に対抗する免疫系を持つ→幼齢個体は免疫系が未発達、耐性が弱い。

※季節繁殖動物（馬、めん羊、山羊など）

○植物：気象の影響を受ける

アブに対する牛の忌避行動

１６頁

第２章環境管理１．環境と動物１７頁

気象に由来する自然災害（台風や大雨による水害や落雷）：間接的な被害

※家畜舎での電気の役割地下水の汲上げ（給水、洗浄）畜舎内環境調節（換気、冷却、保温）搾乳機械、乳の冷却給餌器、除糞機器などなど

※※農家＋処理工場での問題

※自然災害は人がコントロールできるものではないがゆえに．．．．．


３）環境への対応

動物が持つ環境への適応能力、特に体温維持機能

（1）行動的適応(behavioral adaptation) ：動物が自ら行動して、環境の変化による影響を最小限にとどめる反応

→適温域に近い場所へ移動することなど日差しが強い放牧地で庇陰行動、気温が低い時の赤外線の放射熱利用（日なたで過ごす）風雨を遮蔽できる場所（例えば屋内など）へ移動（気化熱抑制)体の向きをかえる（風向きに対して平行に立つ）→風に当たる体表面積を最小限にし、気流により増加する放熱の抑制

暑熱時の水浴びや泥浴び（豚など）：皮膚からの気化の促進。地面に穴を掘り、水たまりを自ら作り出す

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○個体の対応寒冷時：収縮姿勢→放熱する面積を減少暑熱時：開放姿勢→放熱の促進○複数でいる場合寒冷時：互いに体を接触させ、群全体として放熱する面積を減少、暑熱時：互いが距離を置き、なるべく多く放熱できるようにする（図2-5）。

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（2）形態的適応(morphological adaptation)恒温動物の体の構造：環境温度の影響を緩和し、体温の恒常性維持に働く

体表：体毛（哺乳類）、羽毛（鳥類）→顕熱放散を抑える構造→→環境に合わせ体毛の長さや密度を変化させる→体毛の生える方向：雨水を効率よく流す

耳など末端の器官の大きさ（放熱の効率に影響する）、皮下の血管の分布様式、皮下脂肪の厚さなど

１８頁


（3）生理的適応(physiological adaptation)主に自律神経系と内分泌系の作用により、恒常性を維持する反応

寒冷環境下：自律神経系の交感神経系が活動、副腎髄質からエピネフリン（アドレナリン）やノルエピネフリン（ノルアドレナリン）が分泌→体表面の血管を収縮、深部から体表面への熱の移動を抑制、放熱量

を減少→「ふるえ」が発生、筋肉の運動により産熱量を増加→皮膚に分布する立毛筋を収縮、体毛を逆立て、体表面と外部環境との

間に空気の層を形成し、放熱抑制→筋肉や肝臓のグリコーゲン、全身の脂肪を分解、産熱に利用→甲状腺からサイロキシン分泌増加、栄養素の熱エネルギー変換効率

上昇

暑熱環境下：交感神経の活動を抑制→血管が拡張、体からの放熱を促進→サイロキシンの分泌減少、産熱を抑制→潜熱放散を促進するため、発汗やパンティングが発生

１９頁

図肢端における対向流熱交換の模式図

(a)寒冷時；ａ,表在組織に対する血流の絶対量少 b,皮膚内毛細血管血流量少 c,動静脈吻合内血流量少 d,表在静脈血流量少 e,平行静脈への冷たい血流の還流量大

(b)暑熱時；ａ,表在組織に対する血流の絶対量大 b,毛細血管血流量大 c,動静脈吻合内血流量大d,表在静脈血流量大 e,平行静脈への還流量小

（陰影の程度は血流量を表わし、血管の太さは血液量を表わす。） (HARDY)


（4）遺伝的適応(genetical adaptation)生物に先天的に備わっている適応現象

寒冷地の動物：体毛が長く、量も多い熱帯の近縁種：体毛は短い

野生動物：寒冷地の動物は熱帯の近縁種と比較し、体が人きい（ベルクマンの法則）、耳や頸や尾などの末端部が小さい（アレンの法則）傾向

飼育動物：ホルスタイン種に比べ、インド牛は体が一回り小さく、耳は大きい垂耳、喉から胸部にかけての皮膚（胸垂の効率を高める（図2-6）。

２０頁

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乳用種：ホルスタイン（フリーシアン）種♂

乳用種：ホルスタイン（フリーシアン）種♂ (Holstein/Friesian)、オランダ･フリースランド体格特徴は国による変異が大、優性白斑遺伝子により体下部･四肢下部･尾房先端などが白、有角

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ｲﾝﾄﾞ牛:ﾊﾞｸﾞﾅｰﾘ♂インド牛：バグナーリ♂ （Bhagnari）インド･バグナリ、白または淡灰色、有角(短小）、肩峰大きく、垂皮中程度、耳は水平、役用。

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肉用種：ﾌﾞﾗｰﾏﾝ種

肉用種：ブラーマン種(Brahman)インド牛を用い北アメリカ南部熱帯・亜熱帯地域で改良

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肉用種：ブラーマン種♂

肉用種：ブラーマン種♂（Brahman）インド牛を用い北アメリカ南部熱帯･亜熱帯地域で改良


図－２－９インド牛とオラン

ダ黒白斑牛：両者を比較するとベルクマンの常則とアレンの常則を適切に説明でき（「家畜管理学」三村耕原図）

◎家畜形態の適応的変化と生態学上の常則：①ベルグマンの常則（Bergman's rule）寒い地方の温血

動物は、暑い地方のそれに比較し体の大きい傾向を示す。体重の小さい動物の体表面積は、体重の大きい動物に比較して大きいから、放熱に有利となるからである。ラクダ・馬などに、また畜化の進んだ牛でもホルスタイン種とインド牛を比較すれば、この常則の妥当性が認められるであろう。②アレンの常則（Allen's rule）暑い地方の温血動物は、

末端部（耳・頸・腹・尾・肢など）が大きくなる傾向を示す。図2-33のインド牛の耳・胸垂・肢などにみられるとおりである。③ウィルソンの常則（Wilson's rule）熱環境と動物の被

毛・皮膚との関係は前述したとおりであるが、暑い地方の温血動物の被毛は短く扁平で、皮膚は概して厚く、寒い地方の動物の被毛は長い直毛と豊富な下毛に被われ皮膚は概して薄い。④グロージャの常則（Gloger's rule）暑い湿潤な地方の温

血動物の被毛の色は、寒く乾燥した地方の動物の被毛の色に比較すると、概してメラニン色素が多い傾向を示す。

（N.C. Wright, 1955）


４）飼育環境

飼育環境自然現象＋飼育密度、飼育施設や設備の構造、管理方法などの影響

管理者が決定する困難ではない条件の設定

アニマルウェルフェアの観点経済的観点（産業動物の場合）、が求められる。

（1）畜舎環境飼育動物を「人工の建物の中で飼育」が一般的→畜舎(barn) ：気象に関わるさまざまな環境変化を緩和→畜舎内の環境を人為的に設定することはある程度「可能」断熱：畜舎外と畜舎内との間の熱の移動を遮断冷暖房：気温、気湿、気流を人為的に操作し、畜舎内を適温域に

２０頁


畜舎内の環境に影響する要因：畜舎内で飼育される動物自体動物自身の発する熱排せつ物、飼料などから発生するガスや塵埃

還気(reflux) ：対流により畜舎の上層へ移動した熱を屋根から導入した新鮮空気とともに畜舎内に送り返す方法。換気も兼ねる

換気(ventilation) ：定期的に畜舎の内外の大気を入れ替え、これらのガスや塵埃を畜舎外へ排出する

狭い範囲での多頭飼育＝ストレス

環境エンリッチメント

２１頁


（2）放牧環境放牧(grazing) ：牛、馬、めん羊などの草食性の動物を屋外に放ち、そこに生

育している植物を自由に採食させる飼育管理法

※特徴：定期的な給餌、ふん尿の処理、化石燃料を使った温度管理がほとんど不要、労力とコストの大幅な低減動物が本来持つ行動特性の多くを発揮

異常行動(abnormal behavior)がほとんど発生せず健康維持に適することが“多い”一般的に「放牧されている動物は健康」であると“思い込む傾向”

２１頁


※問題（となりうる点）動物が気象の影響を直接受ける夏季の強い目差し冬季の降雨恒常性維持が困難

庇陰樹・避陰小屋の設置日光の遮蔽物、葉の蒸散作用

給水場の設置

※放牧地で飼育される全個体が同時に使用できる数･量が必要シビアな環境ゆえに、利用できない個体にとっては大きな問題

２２頁


放牧地の条件－生育している植物の種類と量

食物である草本植物（草）野草と牧草

野草：その土地に生育している在来性の野生植物（ススキやシバなど）牧草：人が産業動物の飼料にすることを目的に品種改良を加えた草、

イネ科とマメ科植物が主

※野草だけで動物を飼育することも可能（図2-7左）だが、生産性を高めるために牧草を主体にした放牧地の造成が一般的

※牧草の生産は気象の影響を受け、環境に応じた品種を選抜する

２２頁


牧草の種類寒地型牧草：生育に適した気温が15～21ﾟC程度暖地型牧草：適温域が25ﾟC以上のもの

※分類の指標：耐暑性・越夏性・耐寒性品種、耐雪性品種、踏圧に対する抵抗性など

一年生：春に播種してその年の内に枯死する越年生：秋に播種して冬を越すが翌年の秋までには枯死する二年生：播種から枯死までが１年以上２年以内多年生：播種後数年にわたって生存し続けるのもの

オーチャードグラス、アルファルファなど

※気象条件に合った牧草の品種を選定し、安定した食物が年間を通じて供給できるように管理する必要がある

※野草（毒草）：毒性を持つ種類も存在するが、動物はこれらの採食を自ら避けることができる。が、採食して健康を害することもあるナス科植物、セリ科植物、ワラビなど

※野生動物：野犬やイノシシ、シカなど直接的な被害＋伝染病の媒介者（病原体を持つダニ類などを媒介）

２１頁


（3）輸送環境－車両、船舶、航空機などにより、生きたまま別の場所へ輸送食肉になるためにと場への移動、繁殖農家から育成農家への移動、種畜の導入など競技場への輸送（競走馬や競技馬）

輸送により受ける強いストレス糖質コルチコイド（生理学的マーカー）の増加豚のPSE肉（ふけ肉）など、生産物の品質低下

輸送ストレスの要素：新奇環境、振動、騒音、予測困難な加速度など＋恒常性維持が困難な環境

※アニマルウェルフェアのガイドラインのうち２つは「陸上輸送」と「海上輸送」（世界動物保健機関（ＯＩＥ） 2005年）

２３頁

PSE肉（左）と正常肉（右）を比べるとロース芯の色の違いがわかる (畜産ZOO鑑）


輸送環境の特徴動物の生涯全体で見れば、輸送環境下の時間は非常に短い

輸送環境への配慮が少ない大型や中型のトラックを利用

問題点：直射日光、風雨

狭い範囲で多くの動物（夏季）温度、アンモニアなどの有毒ガス

※長距離輸送時の問題輸送時の顕著な体重減少、輸送後の体重回復

２４頁

55

EU長距離輸送(地図)

第２章環境管理１．環境と動物２４頁


輸送先の環境出発地と大きく異なることが強いストレスに（と場輸送時など）新規な他の個体群（別の農場の個体）による社会的なストレス負荷

２５頁

a sheep named Jackin aWolf's skin

何か質問はありますか？

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