DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0312656
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40146693
تاريخ النشر: 2025-03-27
المؤلف: Tessa Grebey وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تستكشف الدراسة متطلبات المساحة الرأسية للدجاج البياض، مع التركيز بشكل خاص على الحد الأقصى للارتفاع الذي يتم الوصول إليه أثناء رفرفة الأجنحة، وهو سلوك يتطلب مساحة كبيرة. باستخدام كاميرا استشعار العمق المثبتة على السقف، قام الباحثون بقياس الارتفاع العمودي لـ 28 دجاجة من نوع Hy-Line W36 في أقفاص فردية، مما كشف عن ارتفاع رفرفة أقصى قدره 51.0 ± 4.7 سم. ومن الجدير بالذكر أنه لم يتم العثور على أي ارتباط بين القياسات الجسدية للدجاج وارتفاعهم الأقصى أثناء الرفرفة (P > 0.05)، مما يشير إلى أن القياسات الجسدية التقليدية قد لا تتنبأ بدقة باحتياجات المساحة لهذا السلوك.
تؤكد النتائج على ضرورة وجود حد أدنى يبلغ 56 سم من المساحة الرأسية القابلة للاستخدام في أنظمة خالية من الأقفاص لاستيعاب رفرفة الأجنحة دون عائق. وهذا يبرز العيوب المحتملة في تصاميم المساكن الحالية الخالية من الأقفاص، والتي قد لا توفر مساحة رأسية كافية للدجاج للانخراط في سلوكيات طبيعية، مما يثير تساؤلات حول فعالية هذه الأنظمة في تعزيز رفاهية الدجاج. تدعو الدراسة إلى مزيد من البحث عبر سلالات وأعمار مختلفة من الدجاج لفهم احتياجاتهم المكانية بشكل أفضل وتقترح أن كاميرات العمق يمكن أن تكون أدوات قيمة في الدراسات السلوكية لتقييم الديناميات المكانية للدجاج البياض بشكل أكثر شمولاً.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على انتشار أنظمة المساكن الخالية من الأقفاص للدجاج البياض على مستوى العالم، حيث يتم إيواء حوالي 3 مليارات دجاجة، أو 40% من إجمالي السكان، في مثل هذه الأنظمة. تتفاوت نسبة الدجاج في البيئات الخالية من الأقفاص بشكل كبير حسب المنطقة، حيث تصل بعض الدول الأوروبية إلى 99%. وقد أكدت الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA) على أهمية حرية حركة الدجاج ووضعت نموذجًا لمساحة السلوك لتحديد المخصصات المناسبة للمساحة بناءً على سلوكيات محددة، مثل رفرفة الأجنحة. تشير الدراسات السابقة إلى أن الدجاج يحتاج إلى ما بين 1693.0 ± 136.0 سم² و 3344.5 ± 92.3 سم² من المساحة الأفقية لرفرفة الأجنحة، مع ملاحظات حول الاختلافات بين أنواع الريش المختلفة.
تناقش الورقة أيضًا الحاجة إلى تقييم متطلبات المساحة الرأسية أثناء رفرفة الأجنحة، حيث يمكن أن تختلف بناءً على سياق السلوك. تقترح التقنيات الحديثة للتصوير، مثل كاميرات العمق والكاميرات عالية السرعة، كأدوات لقياس المساحة التي يشغلها الدجاج بدقة أثناء سلوكيات ديناميكية مختلفة. فهم هذه المتطلبات المكانية أمر بالغ الأهمية لتطوير معايير الإسكان وتصميم المعدات. بالإضافة إلى ذلك، تقترح الورقة أن القياسات التشريحية، مثل طول الجناح ووزن الجسم، يمكن أن توفر تقديرات أبسط لاحتياجات المساحة، على الرغم من أن العلاقة قد تكون معقدة بسبب ضغوط الاختيار الجيني والتكيفات السلوكية في الدجاج البياض التجاري.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام كاميرا Intel RealSense Depth Camera D435i لالتقاط سلوك رفرفة الأجنحة للدجاج في بيئة حظيرة محكومة. تم تثبيت الكاميرا بشكل استراتيجي على ارتفاع 250 سم فوق لوح من الخشب الرقائقي الأسود، مما وفر خلفية متباينة ضد الريش الأبيض للدجاج. ضمنت الإعدادات التجريبية رؤية مثالية لتسجيل أحداث رفرفة الأجنحة الثابتة، والتي تم تعريفها على أنها الحالات التي تمد فيها الدجاج أجنحتها أثناء الوقوف بشكل مستقيم دون حركة كبيرة.
شملت الإجراءات التجريبية تعويد الدجاج على بيئة الاختبار على مدى شهر، حيث خضعت كل دجاجة لجلستي تعويد. أثناء الاختبار، تم تجميع الدجاج ووضعها في حاويات حول حظيرة الاختبار، مما أتاح لها الوصول البصري إلى بعضها البعض لتشجيع السلوك الطبيعي. بعد فترة قصيرة من القيود المكانية، تم وضع الدجاج الفردي في مركز حظيرة الاختبار لتسجيل الفيديو. كانت الدراسة تهدف إلى التقاط جميع حالات رفرفة الأجنحة الثابتة، متميزةً هذه عن الحركة المدعومة بالأجنحة، مما يوفر رؤى حول الأنماط السلوكية للدجاج في بيئة محكومة.
النتائج
في الدراسة، تم ملاحظة الدجاج في حظيرة اختبار لتقييم سلوك رفرفة الأجنحة، مع أوقات تتراوح من 35 ثانية إلى أكثر من 7 دقائق لرفرفة ناجحة. ومن الجدير بالذكر أن دجاجتين من أصل 28 دجاجة فشلت في البداية في الرفرفة ضمن الحد الزمني البالغ 10 دقائق ولكنها قامت بذلك عند إعادة الاختبار. تم تسجيل متوسط الارتفاع الأقصى الذي حققته الدجاجات أثناء رفرفة الأجنحة عند 51.0 ± 4.7 سم.
كشفت التحليلات الإضافية عن عدم وجود ارتباطات ذات دلالة إحصائية بين الحد الأقصى للارتفاع الذي تم الوصول إليه، كما تم قياسه بواسطة كاميرا العمق، والقياسات الجسدية للدجاج. ومع ذلك، لوحظ اتجاه يشير إلى وجود ارتباط محتمل (r = 0.36، p = 0.06) بين طول جناح الدجاج المطوي وطول جناحها الممدود إلى طرف الريشة الرئيسية الأطول. تشير هذه النتائج إلى أنه بينما قد لا تؤثر القياسات الجسدية بشكل مباشر على الحد الأقصى للارتفاع، قد تكون بعض الميزات التشريحية مرتبطة بشكل جناح.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم قياس الحد الأقصى للارتفاع العمودي الذي استخدمته دجاجات Hy-Line W36 أثناء رفرفة الأجنحة، مما كشف عن متوسط قدره 51.0 ± 4.7 سم. تتماشى هذه النتيجة مع الأبحاث السابقة التي أجراها Mench وBlatchford، مما يشير إلى أن البيئات التي تحتوي على أقل من 55 سم من المساحة الرأسية قد تقيد الدجاج من رفرفة أجنحتها دون عائق. كما أبرزت الدراسة أن الحركة المحدودة للدجاج، بسبب الاحتجاز المطول في أقفاص صغيرة، قد أثرت على أدائهم في رفرفة الأجنحة، مما يشير إلى أن السلوكيات الملاحظة قد لا تمثل سلوكيات الدجاج الذي لديه تطوير عضلي أكبر وخبرة في الأنظمة الخالية من الأقفاص.
على الرغم من الفرضية القائلة بأن القياسات الجسدية لوزن الجسم وأبعاد الأجنحة ستتوافق مع الحد الأقصى لارتفاع رفرفة الأجنحة، لم يتم العثور على علاقات ذات دلالة إحصائية بين هذه المتغيرات. كانت أقوى علاقة تم ملاحظتها هي اتجاه بين طول الجناح المطوي والجناح الممدود، ولكن لم تكن هذه ذات دلالة إحصائية. يشير عدم وجود علاقات تناسبية إلى أن المساحة الرأسية المحدودة في مساكن الدجاج قد أثرت على قدراتهم في رفرفة الأجنحة، حيث من المحتمل أن البيئة المحصورة قد قيدت قدرتهم على تمديد أجنحتهم بالكامل. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى مزيد من البحث حول متطلبات المساحة عبر سلالات وأعمار مختلفة من الدجاج لفهم احتياجاتهم السلوكية بشكل أفضل وإبلاغ إرشادات الإسكان الخالية من الأقفاص.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0312656
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40146693
Publication Date: 2025-03-27
Author(s): Tessa Grebey et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
The study investigates the vertical space requirements for laying hens, specifically focusing on the maximum height reached during wing flapping, a behavior that demands significant space. Utilizing a ceiling-mounted depth sensing camera, researchers measured the vertical height of 28 individually caged Hy-Line W36 hens, revealing a maximum flapping height of 51.0 ± 4.7 cm. Notably, no correlation was found between the hens’ physical measurements and their maximum height during flapping (P > 0.05), indicating that traditional physical measures may not accurately predict space needs for this behavior.
The findings underscore the necessity for a minimum of 56 cm of usable vertical space in cage-free systems to accommodate wing flapping without obstruction. This highlights potential shortcomings in current cage-free housing designs, which may not provide adequate vertical space for hens to engage in natural behaviors, thereby questioning the effectiveness of these systems in enhancing hen welfare. The study calls for further research across diverse hen strains and ages to better understand their spatial needs and suggests that depth cameras could serve as valuable tools in behavioral studies to assess the spatial dynamics of laying hens more comprehensively.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the global prevalence of cage-free housing systems for laying hens, with approximately 3 billion hens, or 40% of the total population, housed in such systems. The percentage of hens in cage-free environments varies significantly by region, with some European countries reaching up to 99%. The European Food Safety Authority (EFSA) has emphasized the importance of hens’ freedom of movement and developed a behavioral space model to determine appropriate space allowances based on specific behaviors, such as wing flapping. Previous studies indicate that hens require between 1693.0 ± 136.0 cm² and 3344.5 ± 92.3 cm² of horizontal space for wing flapping, with variations noted between different feather types.
The paper further discusses the need to assess vertical space requirements during wing flapping, as this can differ based on the context of the behavior. Modern imaging technologies, such as depth and high-speed cameras, are proposed as tools to accurately measure the space occupied by hens during various dynamic behaviors. Understanding these spatial requirements is crucial for developing housing standards and equipment design. Additionally, the paper suggests that anatomical measurements, such as wing length and body weight, could provide simpler estimates of space needs, although the relationship may be complex due to genetic selection pressures and behavioral adaptations in commercial laying hens.
Methods
In this study, an Intel RealSense Depth Camera D435i was utilized to capture the wing flapping behavior of hens in a controlled barn environment. The camera was strategically mounted 250 cm above a black plywood board, which provided a contrasting background against the white feathers of the hens. The experimental setup ensured optimal visibility for recording stationary wing flapping events, defined as instances where hens extended their wings while standing upright without significant movement.
The experimental procedure involved habituating the hens to the testing environment over a month, with each hen undergoing two habituation sessions. During testing, hens were grouped and placed in carriers around the test pen, allowing them visual access to one another to encourage natural behavior. After a brief period of spatial restriction, individual hens were placed in the center of the test pen for video recording. The study aimed to capture all instances of stationary wing flapping, distinguishing these from wing-assisted locomotion, thereby providing insights into the behavioral patterns of hens in a controlled setting.
Results
In the study, hens were observed in a test pen to assess their wing-flapping behavior, with times ranging from 35 seconds to over 7 minutes for successful flapping. Notably, two out of the 28 hens initially failed to flap within the 10-minute limit but did so upon retesting. The average maximum height achieved by the hens during wing-flapping was recorded at 51.0 ± 4.7 cm.
Further analysis revealed no significant correlations between the maximum height attained, as measured by a depth camera, and the hens’ physical measurements. However, a trend was observed indicating a potential correlation (r = 0.36, p = 0.06) between the length of a hen’s folded wing and the length of her extended wing to the tip of the longest primary feather. These findings suggest that while physical measurements may not directly influence maximum height, certain anatomical features could be related to wing morphology.
Discussion
In this study, the maximum vertical height utilized by Hy-Line W36 laying hens during wing flapping was measured, revealing an average of 51.0 ± 4.7 cm. This finding aligns with previous research by Mench and Blatchford, suggesting that environments with less than 55 cm of vertical space may restrict hens from flapping their wings without obstruction. The study also highlighted that the hens’ limited mobility, due to prolonged confinement in small cages, may have affected their wing flapping performance, indicating that the observed behaviors may not represent those of hens with more muscle development and experience in cage-free systems.
Despite the hypothesis that physical measures of body weight and wing dimensions would correlate with maximum wing-flapping height, no significant relationships were found among these variables. The strongest correlation observed was a trend between the length of the folded wing and the extended wing, but this was not statistically significant. The lack of proportional relationships suggests that the limited vertical space in the hens’ housing may have influenced their wing flapping capabilities, as the confined environment likely restricted their ability to fully extend their wings. The study emphasizes the need for further research on space requirements across different strains and ages of hens to better understand their behavioral needs and inform cage-free housing guidelines.