DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-09983-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40715228
تاريخ النشر: 2025-07-25
المؤلف: Matthew Thomas وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة أهمية مراقبة الإيقاعات السلوكية في الماشية، وخاصة العجول، كمؤشرات مبكرة على المرض أو الضغط. باستخدام تقنيات الماشية الدقيقة، قيست الدراسة النشاط اليومي – الذي يُعرف بأنه نسبة النشاط الذي يحدث خلال النهار – لـ 285 عجلًا خلال فترة الفطام وعبر بيئتين سكنيتين. تكشف النتائج عن اختلافات فردية متسقة في النشاط اليومي، مع قيم تكرارية تبلغ 0.29 و 0.39، وتباينات في القابلية للتنبؤ (CVp = 0.15 و CVp = 0.28). ومن الجدير بالذكر، أنه تم ملاحظة انخفاض في النشاط اليومي خلال حالات المرض والضغط، وبالتحديد انخفاض قدره 0.07 خلال المرض و 0.45 خلال إزالة القرون.
تؤكد الأبحاث على أهمية الاختلافات السلوكية الفردية وأنماط النشاط اليومية في تطوير أدوات الكشف التلقائي عن الأمراض للماشية. وتبرز أنه بينما تم ربط التغيرات في أنماط النشاط اليومية بالمرض في الأبقار البالغة، كانت التحقيقات المماثلة في العجول محدودة. كما تؤكد الدراسة أن الاختلافات الفردية في السلوك، بما في ذلك الحركة اليومية الإجمالية والتغذية، ضرورية لفهم الصحة والرفاهية في الحيوانات الزراعية. بشكل عام، تساهم هذه الرؤى في تحسين ممارسات إدارة الماشية ومعالجة القضايا الأخلاقية المتعلقة برفاهية الحيوانات.
الطرق
أُجريت هذه الدراسة في مركز ابتكار علوم الألبان في جامعة نوتنغهام من أبريل 2021 إلى ديسمبر 2023، وشملت 285 عجلًا من سلالة هولشتاين-فريزيان عبر 19 مجموعة. التزمت الأبحاث بالإرشادات الأخلاقية واستخدمت بيانات من تجربة سابقة دون حساب حجم عينة محدد. تم إيواء العجول في أزواج ثم لاحقًا في مجموعات، وتم إدارة تغذيتها بواسطة نظام تغذية حليب يتحكم فيه الكمبيوتر والذي ضبط كميات بدائل الحليب بناءً على العمر. تم إجراء تقييمات صحية كل أسبوعين، وتم جمع بيانات الموقع باستخدام أطواق النطاق العريض الفائق.
لتحليل النشاط اليومي، الذي يُعرف بأنه نسبة النشاط خلال النهار إلى النشاط خلال الليل، حسبت الدراسة مؤشر النشاط اليومي (D) باستخدام الصيغة \( D = \frac{C_d – C_n}{C_d + C_n} \)، حيث تمثل \( C_d \) و \( C_n \) المسافات المقطوعة خلال النهار والليل، على التوالي. تم تحديد بداية ونهاية النشاط باستخدام خوارزمية LOWESS، وتم استخدام نموذجين مزدوجين هرميين عامين (DHGLMs) لتقييم تأثيرات عوامل مختلفة على النشاط اليومي. أخذت هذه النماذج في الاعتبار الاختلافات الفردية وشملت تأثيرات عشوائية لرقم تعريف العجل ورقم المجموعة، بالإضافة إلى تأثيرات ثابتة للعمر، والشهر، ومتغيرات إضافية تتعلق بإزالة القرون والحالة الصحية. حددت الدراسة 2,336 يومًا من العجول كمريضة و 14,862 كصحية، مما يوفر تحليلًا شاملاً للعوامل التي تؤثر على أنماط نشاط العجول.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يبرز النتائج المهمة التي تم ملاحظتها، بما في ذلك أي بيانات إحصائية، أو اتجاهات، أو أنماط ظهرت من الدراسة. عادةً ما تكون النتائج مصحوبة بأرقام، أو جداول، أو معادلات ذات صلة توضح النتائج بشكل كمي.
في هذا القسم، قد يناقش المؤلفون أيضًا تداعيات نتائجهم فيما يتعلق بالفرضيات المطروحة في بداية الدراسة. قد يقارنون نتائجهم مع الأبحاث السابقة، مؤكدين كيف تساهم نتائجهم في المعرفة الموجودة. بشكل عام، يُعتبر قسم “النتائج” جزءًا حيويًا من الورقة، حيث يوفر أدلة تجريبية لدعم استنتاجات المؤلفين.
المناقشة
تستكشف الدراسة النشاط اليومي للعجول، كاشفة عن ارتباطات هامة مع العمر، وحالة الفطام، والصحة، وأحداث الضغط. أظهرت العجول مؤشر نشاط يومي (DI) قدره 0.31 (SD = 0.15)، مما يشير إلى تفضيل النشاط خلال النهار، على الرغم من حدوث بعض الحركة في الليل. وُجد أن النشاط اليومي كان أعلى في أشهر الشتاء مقارنة بالصيف، مع بداية النشاط في الساعة 6:15 صباحًا ونهايته في الساعة 7:21 مساءً، مما يظهر ميلًا لفترات نشاط أطول في الصيف. أظهر التحليل أن النشاط اليومي زاد مع العمر (0.17؛ 95% CI: 0.13-0.20) ولكنه انخفض خلال وبعد الفطام، وتأثر سلبًا بالمرض والأحداث المجهدة، مثل إزالة القرون.
تؤكد النتائج على تكرارية النشاط اليومي (R = 0.29؛ 95% CI: 0.16-0.42)، مما يشير إلى اختلافات فردية متسقة بين العجول، والتي قد تعكس سمات شخصية أساسية. تبرز الدراسة فائدة تقنيات الماشية الدقيقة في التقاط بيانات نشاط واسعة (13,906 يومًا من العجول) وتؤكد على إمكانية استخدام النشاط اليومي كقياس فعال للكشف المبكر عن مشاكل الصحة والرفاهية في العجول. بشكل عام، تساهم الأبحاث في فهم أنماط السلوك الفردية في الماشية وتداعياتها على إدارة رفاهية الحيوانات.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-09983-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40715228
Publication Date: 2025-07-25
Author(s): Matthew Thomas et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
This section discusses the significance of monitoring behavioral rhythms in livestock, particularly calves, as early indicators of disease or stress. Utilizing precision livestock technologies, the study measured the diurnality—defined as the proportion of activity occurring during daylight—of 285 calves throughout the weaning period and across two housing environments. The findings reveal consistent individual differences in diurnality, with repeatability values of 0.29 and 0.39, and variations in predictability (CVp = 0.15 and CVp = 0.28). Notably, a decrease in diurnality was observed during instances of disease and stress, specifically a decline of 0.07 during illness and 0.45 during disbudding.
The research underscores the importance of individual behavioral variation and daily activity patterns in developing automated disease detection tools for livestock. It highlights that while changes in daily activity patterns have been linked to disease in adult cows, similar investigations in calves have been limited. The study also emphasizes that individual differences in behavior, including total daily movement and feeding, are critical for understanding health and welfare in farm animals. Overall, these insights contribute to improving livestock management practices and addressing ethical concerns related to animal welfare.
Methods
This study, conducted at the Centre for Dairy Science Innovation at the University of Nottingham from April 2021 to December 2023, involved 285 Holstein-Friesian heifer calves across 19 cohorts. The research adhered to ethical guidelines and utilized data from a prior experiment without a specific sample size calculation. Calves were housed in pairs and later in groups, with their feeding managed by a computer-controlled milk feeding system that adjusted milk replacer amounts based on age. Health assessments were conducted bi-weekly, and location data was collected using Ultra-Wideband collars.
To analyze diurnality, defined as the ratio of daytime to nighttime activity, the study calculated a diurnality index (D) using the formula \( D = \frac{C_d – C_n}{C_d + C_n} \), where \( C_d \) and \( C_n \) represent distances traveled during the day and night, respectively. The onset and offset of activity were determined using the LOWESS algorithm, and two double hierarchical generalized linear models (DHGLMs) were employed to assess the effects of various factors on diurnality. These models accounted for individual variation and included random effects for calf ID and cohort number, as well as fixed effects for age, month, and additional variables related to disbudding and health status. The study identified 2,336 calf-days as sick and 14,862 as healthy, providing a comprehensive analysis of the factors influencing calf activity patterns.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights the significant outcomes that were observed, including any statistical data, trends, or patterns that emerged from the study. The results are typically accompanied by relevant figures, tables, or equations that illustrate the findings quantitatively.
In this section, the authors may also discuss the implications of their results in relation to the hypotheses posed at the beginning of the study. They may compare their findings with previous research, emphasizing how their results contribute to the existing body of knowledge. Overall, the “Results” section serves as a critical component of the paper, providing empirical evidence to support the authors’ conclusions.
Discussion
The study investigates the diurnality of calves, revealing significant associations with age, weaning status, health, and stress events. Calves exhibited a diurnality index (DI) of 0.31 (SD = 0.15), indicating a preference for daytime activity, although some locomotion occurred at night. Diurnality was found to be higher in winter months compared to summer, with average activity onset at 6:15 AM and offset at 7:21 PM, showing a tendency for longer active phases in summer. The analysis demonstrated that diurnality increased with age (0.17; 95% CI: 0.13-0.20) but decreased during and after weaning, and was negatively impacted by illness and stressful events, such as disbudding.
The findings underscore the repeatability of diurnality (R = 0.29; 95% CI: 0.16-0.42), suggesting consistent individual differences among calves, which may reflect underlying personality traits. The study highlights the utility of precision livestock technologies in capturing extensive activity data (13,906 calf-days) and emphasizes the potential for diurnality to serve as an effective measure for early detection of health and welfare issues in calves. Overall, the research contributes to understanding individual behavioral patterns in livestock and their implications for animal welfare management.