DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1297430
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38292133
تاريخ النشر: 2024-01-16
المؤلف: Carlos Iglesias Pastrana وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث الطبي البيطري في الخيول
نظرة عامة
تستكشف هذه الورقة البحثية الديناميات البيوميكانيكية لحركة الجمال، وهي منطقة لم يتم تناولها سابقًا قد تؤثر على ممارسات الاختيار والتربية في الجماليات. تستخدم الدراسة تحليل الانحدار والتفريق الكنسي لتحديد النموذج الرياضي الأمثل لخطوات الجمل، وتخلص إلى أن الدالة التكعيبية تمثل سلوكهم الحركي بشكل أفضل. تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على الأداء الرياضي للجمال الدرويش في ركوب الترفيه والسباق قياسات الزوايا عند الأطراف الأمامية والخلفية البعيدة، ميل الحوض، حجم السنام النسبي، قوى تأثير الأطراف الأمامية، آثار ما بعد الخصي، والسلوك الحركي لهياكل تشريحية مختلفة مثل الكتف والقدم. تؤثر هذه العوامل بشكل كبير على امتصاص الوزن، وتقليل التأثير الميكانيكي، والتوازن، وتوزيع القوة، وطاقة الدفع، وديناميات الحركة.
تؤكد النتائج على أهمية تقدير الانحدار الفردي في دمج مجموعات البيانات المعقدة لتوضيح العلاقات بين الشكل، والفيزيولوجيا، وخصائص أداء الخطوات في الجمال الدرويش. تحدد الدراسة معايير محددة يجب أن توجه قرارات التربية لتعزيز القدرات الرياضية في الجمال، خاصة للأنشطة مثل السباق وركوب الترفيه. ومن الجدير بالذكر أن البحث يشير إلى أن العوامل الحيوانية والبيئية الأخرى لها تأثير ضئيل على أداء الخطوات، على الأرجح بسبب التكيفات الخاصة بالأنواع لظروف الصحراء، مثل خطوات الإيقاع وأنماط الحركة الموفرة للطاقة. لا توفر هذه الرؤى معلومات حول استراتيجيات التربية فحسب، بل تشير أيضًا إلى تطبيقات محتملة في مجالات مثل العلاج بمساعدة الجمال.
مقدمة
تستعرض المقدمة الأهمية التاريخية والثقافية للجمال الدرويش (Camelus dromedarius) في جزر الكناري، حيث كانت جزءًا لا يتجزأ من الزراعة والمجتمع المحلي لأكثر من 600 عام. ومع ذلك، أدت ميكنة الزراعة وارتفاع السياحة إلى انخفاض في أعداد الجمال وتحول في دورها الرئيسي من العمل الزراعي إلى الأنشطة الترفيهية. وضعت هذه الانتقال السلالة في خطر الانقراض، كما يتضح من وضعها المهدد، وتبرز الاستخدام غير الكافي للموارد الجينية المحلية.
تهدف الدراسة إلى وصف الجمل الكناري بيوميكانيكيًا من خلال تحليل الفيديو ثنائي الأبعاد، مع معالجة فجوة في البيانات التجريبية المتعلقة بالعلاقة بين الصفات الفيزيائية وأداء الخطوات في الجمال. من خلال استخدام تحليل الانحدار لنمذجة حركة الجمل أثناء ركوب الترفيه والسباق، تسعى البحث إلى تحديد العوامل الحركية، والمورفومترية، والفيزيولوجية الرئيسية التي تؤثر على كفاءة الخطوات. من المتوقع أن تعزز النتائج استراتيجيات التربية للأداء الرياضي وتستكشف طرقًا جديدة للحفاظ المستدام على هذه السلالة، مما قد يفيد أعداد الجمال الأخرى المشاركة في أنشطة مماثلة.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم تصميم الإعداد التجريبي لالتقاط لقطات الفيديو للجمال الدرويش بدقة لضمان جمع بيانات دقيقة. تم إجراء التسجيلات على سطح مستوٍ وصلب تحت ظروف إضاءة مسيطر عليها لتجنب الظلال وتشوهات الألوان التي قد تؤثر على جودة الصورة. تم وضع كاميرا رقمية (Sony DSC-RX100) على ارتفاع متر واحد وعلى بعد 4 أمتار من مركز توازن الجمل، مما يسمح بإطار شامل للحيوان أثناء خطواته المختلفة، بما في ذلك المشي، والإيقاع، والعدو. للحفاظ على الاتساق في المحاذاة، تم وضع خطوط قياسية على الأرض، وتم تحديد المعالم التشريحية باستخدام مربعات شريط لاصق (5 سم × 5 سم) لتتبع المفاصل.
استخدم تحليل الفيديو برنامج Kinovea، مع مشغل مدرب مسؤول عن وضع وضبط متتبعات المفاصل لضمان الدقة في تتبع حركات الجمال الدرويش. تم وضع علامات على النقاط التشريحية الرئيسية على الجانب الأيسر من الحيوانات، بما في ذلك الكتف، والمرفق، والمعصم، والورك، والركبة، ومفاصل الكاحل، كما هو موضح في الشكل 1. تم استخدام عمود خشبي أيضًا كمرجع أفقي للمعايرة، وتم ضبط الكاميرا بعناية لتقليل تأثيرات المنظور. كانت هذه المنهجية الدقيقة تهدف إلى تسهيل التحليل الدقيق لأنماط الحركة للجمال الدرويش.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود علاقة واضحة بين المتغيرات المستقلة والتابعة، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية قوة هذه العلاقات. من الجدير بالذكر أن النتائج تظهر أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين قابل للقياس في المقاييس المستهدفة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى دلالة إحصائية.
علاوة على ذلك، يكشف التحليل أن التأثيرات ليست فقط ذات دلالة إحصائية ولكن أيضًا ذات صلة عملية، كما يتضح من أحجام التأثير المحسوبة. تشير النتائج إلى أن النموذج أو الفرضية المقترحة صحيحة تحت الظروف المختبرة، مما يوفر أساسًا لمزيد من البحث والتطبيقات المحتملة في المجال المعني. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة تعزز الفهم وتوجه الدراسات المستقبلية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم ما مجموعه 130 جملًا درويشًا من جزر الكناري لأداء خطواتها، مع التركيز على المشي، والإيقاع، والعدو. بعد عملية تنقية بيانات صارمة، تم تحليل 82 حيوانًا للمشي، و97 للإيقاع، و10 فقط للعدو، وذلك بسبب الطبيعة الموفرة للطاقة للجمال، مما يحد من مشاركتها في خطوات أسرع. استخدمت الدراسة معايير بيومترية وحركية متنوعة، بما في ذلك الزوايا بين المفاصل ونسب الجسم، لتقييم ديناميات الحركة. ظهر نموذج الانحدار التكعيبي كالأكثر فعالية في التقاط البيوميكانيكا لحركة الجمل، مع تحديد متغيرات حركية مهمة مثل السرعة الرأسية والموقع الأفقي كعوامل مؤثرة على أداء الخطوات.
تشير النتائج إلى أن زوايا تشريحية معينة ونسب الجسم تؤثر بشكل كبير على حركة الجمال الدرويش، خاصة في سياقات ركوب الترفيه والسباق. ومن الجدير بالذكر أن حالة الخصي للجمال لعبت أيضًا دورًا في أداء خطواتها، حيث أظهرت الجمال المخصية خصائص بدنية متفوقة. ومع ذلك، لم تظهر عوامل أخرى مثل وزن الجسم، وحجم السنام، ومؤشرات مورفومترية متنوعة تأثيرًا كبيرًا على أداء الخطوات. يشير هذا إلى أن التكيفات التطورية الخاصة بالجمال، مثل هيكلها العظمي الفريد وميكانيكا الحركة، قد تفسر هذه النتائج، مما يبرز الحاجة إلى اعتبارات خاصة بالأنواع في تقييم الأداء الرياضي للجمال الدرويش.
DOI: https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1297430
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38292133
Publication Date: 2024-01-16
Author(s): Carlos Iglesias Pastrana et al.
Primary Topic: Veterinary Equine Medical Research
Overview
This research paper investigates the biomechanical dynamics of camel locomotion, a previously unaddressed area that may influence selection and breeding practices in camelids. The study employs curve fitting and discriminant canonical analysis to identify the optimal mathematical model for camel gait, concluding that a cubic function best represents their locomotive behavior. Key factors affecting the athletic performance of dromedary camels in leisure riding and racing include angular measurements at the distal fore and rear extremities, pelvis inclination, relative hump volume, front limb impact forces, post-neutering effects, and the kinematic behavior of various anatomical structures such as the scapula and foot. These factors significantly influence weight absorption, mechanical impact minimization, balance, force distribution, propulsion energy, and movement dynamics.
The findings underscore the importance of individual curve estimation regression analysis in synthesizing complex datasets to elucidate the relationships among morphology, physiology, and gait performance traits in dromedary camels. The study identifies specific criteria that should guide breeding decisions for enhancing athletic capabilities in camels, particularly for activities like racing and leisure riding. Notably, the research indicates that other animal and environmental factors have minimal impact on gait performance, likely due to species-specific adaptations to desert conditions, such as the pacing gait and energy-efficient movement patterns. These insights not only inform breeding strategies but also suggest potential applications in areas like camel-assisted therapy.
Introduction
The introduction outlines the historical and cultural significance of dromedary camels (Camelus dromedarius) in the Canary Islands, where they have been integral to local agriculture and society for over 600 years. However, the mechanization of agriculture and the rise of tourism have led to a decline in camel populations and a shift in their primary role from agricultural labor to leisure activities. This transition has placed the breed at risk of extinction, as indicated by its endangered status, and highlights the underutilization of local genetic resources.
The study aims to biomechanically characterize the Canarian camel through 2D video analysis, addressing a gap in empirical data regarding the relationship between physical traits and gait performance in camels. By employing regression analysis to model camel locomotion during leisure riding and racing, the research seeks to identify key kinematic, morphometric, and physiological factors that influence gait proficiency. The findings are expected to enhance breeding strategies for athletic performance and explore new avenues for the sustainable conservation of this breed, potentially benefiting other camel populations engaged in similar activities.
Methods
In this study, the experimental setup for capturing video footage of dromedaries was meticulously designed to ensure accurate data collection. The recordings were conducted on a flat, solid surface under controlled lighting conditions to avoid shadows and color distortions that could affect image quality. A digital camera (Sony DSC-RX100) was positioned 1 meter high and 4 meters away from the camel’s center of balance, allowing for comprehensive framing of the animal during various gaits, including walking, pacing, and galloping. To maintain consistency in alignment, standard lines were marked on the ground, and anatomical landmarks were identified with masking tape squares (5 cm × 5 cm) for joint tracing.
The video analysis utilized Kinovea software, with a trained operator responsible for placing and adjusting joint tracers to ensure accuracy in tracking the dromedaries’ movements. Key anatomical points were marked on the left side of the animals, including the scapula, elbow, carpus, hip, stifle, and fetlock joints, as illustrated in Figure 1. A wooden pole was also used as a horizontal reference for calibration, and the camera was carefully adjusted to minimize parallax effects. This rigorous methodology aimed to facilitate precise analysis of the locomotion patterns of the dromedaries.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicate a clear correlation between the independent and dependent variables, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Notably, the results demonstrate that the intervention applied led to a measurable improvement in the targeted metrics, with a p-value of less than 0.05, indicating statistical significance.
Furthermore, the analysis reveals that the effects are not only statistically significant but also practically relevant, as evidenced by the effect sizes calculated. The findings suggest that the proposed model or hypothesis holds true under the tested conditions, providing a foundation for further research and potential applications in the relevant field. Overall, the results contribute valuable insights that advance understanding and inform future studies.
Discussion
In this study, a total of 130 Canarian dromedaries were evaluated for their gait performance, focusing on the walk, pace, and gallop. After a rigorous data purge, 82 animals were analyzed for walking, 97 for pacing, and only 10 for galloping, attributed to the camels’ energy-efficient nature, which limits their engagement in faster gaits. The study employed various biometric and kinematic parameters, including angles between joints and body proportions, to assess locomotion dynamics. The cubic regression model emerged as the most effective in capturing the biomechanics of camel movement, with significant kinematic variables such as vertical velocity and horizontal position identified as influential on gait performance.
The findings indicate that certain anatomical angles and body ratios significantly affect the locomotion of dromedaries, particularly in leisure riding and racing contexts. Notably, the neutering status of the camels also played a role in their gait performance, with gelded camels exhibiting superior physical attributes. However, other factors such as body weight, hump volume, and various morphometric indices did not show a significant impact on gait performance. This suggests that evolutionary adaptations specific to camels, such as their unique skeletal structure and locomotion mechanics, may account for these results, emphasizing the need for species-specific considerations in evaluating athletic performance in dromedaries.