Folia venatoria, 36 – 37, 2007
KOLORIMETRICKÁ ANALÝZA BAREVNÝCH ZNAKŮ SKOŘÁPKY BAŽANTÍHO VEJCE V ZÁVISLOSTI NA PRŮBĚHU SNÁŠKY Colorimetric analysis of the colour characters of the pheasant eggshell in dependence on the laying period Jana BEZDĚKOVÁ
1. Úvod Základem nových bažantích populací jsou vejce , která jsou neustále v popředí myslivecké pozornosti. Vejce bažanta obecného jsou tvarově i barvou velmi variabilní, nejčastější odstíny jsou olivově zelenošedý až olivově hnědý. Jinak se ovšem vyskytuje celá řada dalších barevných odstínů. I vejce ze snůšky jedné slepice se někdy liší tónem a intenzitou zbarvení do té míry, že podle barvy nelze usuzovat na jednotnost snůšky. Běžně bývají sledovány parametry jako tvar, hmotnost apod. Barevné působení skořápky je charakterizováno optickými vlastnostmi materiálu, ze kterého je skořápka složena, tedy schopností pohlcovat, respektive odrážet určité vlnové délky světla, které na skořápku dopadají. Pro popis barvy se používá barevné názvosloví jako olivová, světle modrá apod., které zahrnuje někdy i zmatečné termíny. Jistý stupeň přiblížení k objektivnosti popisu dávají standardizované barevné stupnice s dohodnutým názvoslovím a přidělenými evidenčními čísly. Tato názvoslovná forma identifikace barev je však komplikována skutečností, že člověk je schopen rozlišit mnohem více než milion různých barevných odstínů. Navíc barevné vnímání je vysoce individuální (mnozí vnímají stejnou barvu odlišně) a dále je ovlivněno subjektivními faktory jako jsou psychický a fyzický stav pozorovatele, jeho stáří, apod. Významně je barevný subjektivní vjem ovlivněn i vnějšími okolnostmi, jako je zdroj světla, teplota skořápky apod. Z tohoto hlediska je tedy pojem barva velmi diskutabilní. Proto se jeví kolorimetrie jako objektivní metoda určení barvy odstínů , která odstraňuje subjektivnost při určování barvy skořápky slovním popisem na základě zrakových vjemů. Kolorimetrie je tudíž základem pro tuto práci, která je příspěvkem k poznání některých činitelů ovlivňujících barevné znaky skořápky bažantího vejce v souvislosti s délkou snáškového období.
2. Literární přehled 2.1. Barva skořápky a její charakteristika Barva skořápky je kvantitativní, polyfaktoriální vlastnost, která je významně ovlivněna faktory vnějšího i vnitřního charakteru (ROUS et al. 1971). Jedním z vnitřních faktorů ovlivňujících zbarvení vajec je genotyp jedince, ale i zde může být proměnlivost odstínů a to nejen v rámci jednoho plemene, ale i v rámci jedince (KOPEC 1926, ROUS et al. 1971, CRAWFORD 1990). Barvu skořápky určují její chemické složky. Jedná se o pigmenty skořápky – polykrystalické komplexy, které se ukládají v kutikule a ve vnitřní vrstvě.Patří mezi ně deriváty pyrolu (protopo119
rfyrin, ovoporfyrin, biliverdin) a jejich zinečnaté cheláty. Ovoporfyrin je červenohnědý a rozkládá se na světle, ovokyan je hnědozelený (VESELOVSKÝ 2001). Zbarvení skořápky hnědých vajec u slepic je způsobena pigmenty ze skupiny porfyrinů (ovoporfyriny) (ROUS et al. 1971), někdy též označovaných jako protoporfyriny IX (CRAWFORD 1990). Barvivo se převážnou měrou deponuje v posledních pěti hodinách pobytu vejce v děloze (L AZAR 1990). Barva skořápky bažantího vejce se pohybuje v rozmezí od světle po tmavě hnědou a její odstíny, existují také anomálie – bílá, tyrkysová, světle tyrkysová. Barva skořápky je dána genetickou výbavou každé slepice a mezi faktory ovlivňující její barvu patří mimo jiné délka snáškového období, intenzita snášky, podávání medikamentů atd. Barva skořápky, jakožto optický kvalitativní znak vejce, jehož hodnotu lze změřit bez destrukce vajec, je předmětem zkoumání a podílí se na vytváření matematických modelů, podle kterých by se mohla stanovit nedestruktivní metodou vnitřní kvalita vajec (FANG et al. 1992).
2.2. Fyziologie vzniku barvy skořápky Původ pigmentů způsobujících zbarvení skořápky je podle některých autorů v hemoglobinu červených krvinek, který se v krvi oxiduje na hematin. Hematin je přeměněn mezodermálními buňkami na žlučová barviva různých barev – červená, žlutá, modrá, hnědá a černá. Tyto jsou přenášeny krví do dělohy a zde vylučovány žlázami děložní sliznice do děložní dutiny za současného formování skořápky.U různých druhů ptáků jsou vylučována rozdílná žlučová barviva, nejsou však ukládána ve stejné koncentraci ani ve stejném stadiu tvorby skořápky. Vylučování základního barviva pokračuje zpočátku pomalu, stále se však zvětšuje rychlost dokud není skořápka kompletní. Během posledních 5 hodin z 20 hodinového pobytu vejce v děloze je uloženo do skořápky 75 % pigmentu (WARREN and CONRAD 1942 in ROMANOFF a ROMANOFF 1949). V intervalu od dokončení tvorby skořápky do snesení vejce se na skořápku mnoha ptáků ukládá další vrstva pigmentu, která vytváří na povrchu nepravidelnou kresbu charakteristickou pro daný druh. Červené krvinky jsou vypuzovány mezi tkáně při intenzivním prokrvení děložní stěny. Hemoglobin z těchto erytrocytů je vychytáván putujícími mezodermálními buňkami (lymfocyty), které ho přeměňují na pigment.Tyto buňky nesoucí pigment procházejí skrz děložní výstelku do dutiny dělohy, kde se rozpadají. Uvolněné pigmenty zůstávají rozptýleny v sekretu děložní dutiny. Pigmenty mohou přilnout k povrchu skořápky, když se s ní dostanou do kontaktu anebo mohou být navázány na látky tvořící kutikulu. Ačkoliv krček dodává nepatrné množství růžového pigmentu do podskořápečných membrán (KLOSE and ALMUQUIST 1973 in ROMANOFF a ROMANOFF 1949) je nepravděpodobné, že by tato část přispívala k relativně velkému množství ukládaného pigmentu do skořápky. Úplně pigmentovaná vejce byla snesená přes trubici na konci dělohy (ASMUNDSON 1931 in ROMANOFF a ROMANOFF 1949). Oblast za dělohou, pochva a kloaka jsou tedy vyloučeny jako oblasti tvorby pigmentu. Všechny důkazy ukazují na dělohu jako místo, kde je pigment vylučován.
2.3. Barva vaječné skořápky u ptáků z obecného a drůbežářského hlediska Jedním z vnitřních faktorů ovlivňujících zbarvení vajec je genotyp jedince, ale i zde může být proměnlivost odstínů hnědé barvy a to nejen v rámci jednoho plemene, ale i v rámci jedince (KOPEC 1926, ROUS et al. 1971, CRAWFORD 1990). Odchylky barvy vaječné skořápky u slepic odhalili u mnohých linií FARNSWORTH a NORDSKOG (1955). Na zbarvení vajec má z genetického hlediska vliv matky a otce (HUNTON 1962, GOWE et al. (1964). HU-YIHAO et al. (2002) ve svých pokusech testoval zbarvení vajec u nosných hybridů kachen (Brown Tsaiya). Měření bylo prováděné u různých linií populace , které snášely vejce od bílé barvy až po zelenou barvu. Uvádí,že efekty linií 120
a vliv matky a otce byl významný a jako více významný popisuje vliv matky. Udává, že dědičnost barvy skořápky byla vyšší než ostatní kvalitativní ukazatele. Nebyla zde prokázána závislost mezi barvou skořápky a pořadím sneseného vejce. Významný vliv matky na zbarvení uvádí i LIU et al. (2001), který pomocí kolorimetrie prováděl selekce modře zbarvených vajec u nosných hybridů kachen. Stejně jako u ostatních charakteristik skořápky, má na barvu skořápky vliv věk nosnic. Toto tvrzení dokazují i výsledky pokusu SZCZERBINSKÉ (1997) prováděného v New Hampsihire se slepicemi ve věku 26 – 62 týdnů v pravidelném opakování sledování vajec po 6 týdnech.Barva skořápky měřená reflektometricky byla v závislosti na věku slepic v rozsahu 48,8 – 55,4 refl. jednotek. CAMPO a RUANO (1992) sledovali procento rozbitých vajec určených do líhní a tento znak dávali do vztahu s barvou skořápky a líhnivostí vajec. Závislost mezi líhnivostí vajec a barvou skořápky byla malá, rovněž vztah mezi specifickou hmotností vajec a barvou skořápky nebyl významný. Procento rozbitých vajec bylo v kladné korelaci s barvou skořápky (0,41) a v záporné korelaci s líhnivostí vajec (-0,47). CAMPO a RUANO (1995) se také zabývali vztahy mezi barvou skořápky, líhnivostí vajec a úbytkem hmotnosti vajec během inkubace. Poukazují na to, že barva skořápky a index tvaru vejce se prokazatelně nelišil mezi vejci, která se následně vylíhla a nevylíhlými vejci. Naproti tomu korelace mezi ztrátou hmotnosti vajec a barvou skořápky byla pozitivní (0,28). Autoři došli tedy k závěru, že vejce s tmavší skořápkou ztrácejí méně hmotnosti během inkubace.
2.4. Barva vaječné skořápky u bažantů Líhnivostí vajec ve vztahu k barvě skořápky u bažantů do současné doby zabývalo jen málo autorů. KRYSTIANIAK et al. (2005 )uvádí, že u tmavě hnědých, hnědých, světle hnědých, olivových a modrých bažantích vajec jsou skořápky bažantích vajec modré barvy tenčí,mají vyšší výparnost a vykazují vyšší hustotu pórů než zbývající tři barvy. Navíc byly zjištěny abnormality ve struktuře modře pigmentovaných vajec, modrá vejce měla nižší procento oplozenosti, větší ztrátu na hmotnosti do 21 dne inkubace a špatnou líhnivost. Závěrem uvádí,že modře pigmentovaná bažantí vejce by měla být vyřazena při selekci vajec a neměla by být určena v žádném případě pro inkubaci. KRKC (2005) zkoumal vnější a vnitřní charakteristiky bažantích vajec jako hmotnost vajec,index tvaru,hmotnost skořápky, hmotnost podskořápečné membrány. U hnědých a olivově zelených vajec byly rozdílné vnější a vnitřní charakteristiky než u bílých a modrých vajec. Vlivem barvy a tloušťky skořápky na líhnivost u bažanta obojkového se zabýval HULET et al. (1985). Uvádí, že barva skořápky nemá vliv na míru oplozenosti, nicméně bažantí vejce s modrou nebo žlutohnědě zbarvenou skořápkou mají podstatně nižší líhnivost než olivové, a tmavě hnědě zbarvená vejce.
2.5. Stanovení barvy skořápky subjektivními a objektivními metodami Barvou skořápek jako jedním z kvalitativních ukazatelů vajec se zabývali někteří drůbežářští autoři (L AZAR 1990, ROUS et al. 1971) a pro objektivní stanovení barvy využívali vizuální stupnici La Roche, běžně používanou v drůbežářské praxi i v současné době. Při subjektivních metodách zkušený pracovník porovnává zbarvení skořápky vajec s barevnou stupnicí, která bývá nejčastěji pětistupňová, nebo pro přesnější určení mohou být interpolovány mezi jednotlivé stupně ještě půl stupně. Bílé vejce je klasifikováno stupněm 1 a výrazně zbarvené vejce (tmavě hnědé, nebo v případě jiného zbarvení např. zelené či modré, intenzivní zbarvení da121
nou barvou) bodem 5 (HU-YIHAO et al. 2002) , jedná se však vždy jen o hodnocení barvy na základě zrakových vjemů jako popisná informace pro celkovou charakteristiku vejce a nikdy se nejedná o sledování barevných změn skořápky v průběhu snáškového období. Barevná diference mezi dvěma předměty se provádí vizuálně a mezi její nevýhody patří subjektivní vlivy, problematika standardního osvětlení, včetně pozadí apod. Klíčovým problémem je vyjádření míry barevné tolerance, tedy stanovení hodnoty barevné odchylky. FORSTER et al. (1996) uvádí možnost použití subjektivní metody pro stanovení barvy vajec před vlastním měřením pomocí přístrojové techniky. Dále poukazuje, že stanovení barvy vajec pomocí subjektivní metody se do značné míry shoduje s výsledky stanovení barvy vajec fotometrickými přístroji. Dalším způsobem stanovení barvy skořápky je použití objektivních přístrojových metod. Tyto metody se realizují na základě fotometrického určení barvy skořápky. Využívá se především reflektometrického a chromometrického stanovení barvy skořápky. Tento postup stanovení zbarvení skořápky je používán v pokusech mnoha autorů u slepičích vajec (HUNTON 1962, CAMPO 1995, FOSTER et al. 1996, SZCZERBINSKA 1997, WALKER a HUGHES 1998, LIU et. al. 2001). Kolorimetrickým stanovením barvy skořápky u bažantích vajec se doposud nezabýval žádný z autorů drůbežářské literatury.
2.6. Kolorimetrie Potřeba vyjádřit barvy čísly existovala již dávno. Možnost exaktně měřit barvy je nezbytnou nutností při analýze jakéhokoli barevného materiálu, u něhož je přesnost barev kritická. Kolorimetrie jako objektivní metoda určení barvy odstínů odstraňuje subjektivnost při určování barvy slovním popisem na základě zrakových vjemů. Barvou se rozumí určitý zrakový vjem, který závisí od spektrálního záření odrážených světelných paprsků. Skořápka , stejně jako jakýkoliv jiný předmět nebo těleso má schopnost některé světelné paprsky pohlcovat a některé odrážet, přičemž odražené mají jiné spektrální složení než dopadající. Praktické základy pro měření barev byly přijaty v roce 1931 na mezinárodní úrovni, byly přijaty normy charakterizující světelné zdroje, byly definovány normované druhy světla, byl definován a normován pojem kolorimetrický pozorovatel a popsán barevný systém CIE. Zkratka CIE je složena z počátečních písmen názvu mezinárodní organizace pro normování osvětlení Comission Internationale de I´Éclairage. Trichromatická soustava CIE se používá pro charakteristiku barvy a je založená na skutečnosti, že míšením tří základních barev můžeme vyvolat vjem jakékoliv barvy, tzn., že jakoukoliv „čistou spektrální barvu“ lze rozložit na základní barevné složky x, y, z – kolorimetrické funkce. Tyto funkce mají různou spektrální citlivost, přičemž citlivostní maximum z (λ) se nachází v modré části spektra, maximum y (λ) v zelené části spektra a větší maximum x (λ) v červené části spektra (obr. 1). Základním pilířem kolorimetrie je definice tzv. standardního kolorimetrického pozorovatele. Standardní kolorimetrický pozorovatel CIE 1931 se skládá ze tří tzv. trichromatických funkcí, x * (λ), y * (λ), z* (λ), které jsou výše uvedeny. Tyto kolorimetrické funkce slouží ke stanovení speciální trojice čísel, tzv. XYZ tristimulu, který umožňuje navzájem porovnávat barvy různých barevných podnětů. Lidské oko rozeznává pouze tři barevná podráždění: červené, zelené a modré (red, green, blue – RGB). Dojem barevnosti vzniká adicí těchto tří podráždění v mozku. Z toho je možno vyvodit, že každá barva se dá složit z červené, zelené a modré. Protože je naše vidění trojbarevné, mnoho podnětů se zcela odlišnou spektrální distribucí energie se nám jeví být zcela
122
počet pixelů
Histogram složek RGB bažantího vejce V / 18. 4. 2002 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
R G B
1
30 59 88 117 146 175 204 233 digital number
Histogram složek RGB bažantího vejce V / 1. 5. 2002
12000 počet pixelů
10000 8000 6000
R G
4000
B
2000 0 1
30 59 88 117 146 175 204 233 digital number
počet pixelů
Histogram složek RGB bažantího vejce V / 8.7.2002
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
R G B
1
31 61 91 121 151 181 211 241 digital number
Obr. 1 Histogram složek RGB a digitální fotografie skořápky vejce bažanta obecného (Phasianus colchicus, Linné 1758), slepice č. 5 v průběhu snáškového období Fig. 1 Histogram of the RGB components and digital photos of the eggshell of pheasant (Phasianus colchicus, Linne 1758), hen no. 5 during egg laying
Normované složky libovolné barvy F (X, Y, Z) dostaneme sčítáním spektrálních citlivostí podle míry dané funkcí ϕ(λ), která představuje spektrum záření světelného podnětu, tedy
123
totožné barvy (metamerické podněty). Základní funkcí XYZ tristimulus je odstranit tyto nejednoznačnosti. 780
780
kf λ x* λ dλ
X=
380
Y=
kf λ y * λ dλ
380
780
Z=
kf λ z * λ dλ
380
Souřadnice X, Y, Z tvoří trojrozměrný prostor barev. Trichromatické souřadnice x, y, z jsou definované rovnicemi
x=
X Y Z y= z= X +Y + Z X +Y + Z X +Y + Z
přičemž platí x + y + z = 1 Zavedení trichromatických souřadnic umožňuje rovinné zobrazení v kolorimetrickém trojúhelníku CIE.
2.7. Cíl práce Cílem pokusu bylo zjistit a vyhodnotit barevné změny skořápek vajec v závislosti na délce snáškového období u bažanta obecného v krotkém chovu. Další cíle experimentu byly: – zjistit, zda existuje statisticky významný rozdíl v barvách skořápek vajec mezi jednotlivými zakomorovanými slepicemi v případě testování složek R, G, B, – zjistit a vyhodnotit vliv stáří neboli pořadí sneseného vejce na jeho barvu, – zjistit vliv tlaku, teploty a srážek na barvu vaječných skořápek.
3. Materiál a metodika Pro měření byly použity skořápky vajec odebíraných od nosnic bažanta obecného (Phasianus colchicus, Linné, 1758) ve věku 10 – 13 měsíců . Sběr sledovaného materiálu proběhl v roce 2002 v bažantnici Albetovec, kterou provozuje Opavská lesní, a. s. Bažantnice se nachází v nadmořské výšce 300 m n. m. na okraji Slezské nížiny severovýchodně od Opavy. Označené a zvážené bažantí nosnice pocházely z vlastního chovu a byly komorovány v poměru pohlaví 1 : 1 pro přesnou identifikaci vajec ve venkovních voliérách o rozměrech (6 × 4 × 2 m), s přístřešky, pod něž bylo předkládáno granulované krmivo BŽ pro bažantí nosnice. Všechny nosnice byly krmeny technikou krmení ad libitum, čímž jsme vyloučili vliv krmiva na barvu skořápky. Celkem bylo zakomorováno 5 slepic od nichž byla jednou denně vždy ve stejnou dobu odebírána vejce, která byla dále skladována při teplotě 5 – 8 ˚C v chladničce a vždy jednou měsíčně podrobena analýze obrazu složek RGB skořápky neboli kolorimetrickému stanovení barvy skořápky v biometrické laboratoři Ústavu pro hospodářskou úpravu lesa Lesnické a dřevařské fakulty MZLU v Brně. Úhyny bažantích nosnic v průběhu snášky nebyly žádné.Také počasí v době snášky (březen – červen ) nevybočilo z dlouhodobého normálu. Byly měřeny denní teploty, srážky a tlak vzduchu. Kolorimetrická analýza byla provedena na vzorku 351 vajec bažanta obecného pocházejících od 5 slepic, vejce byly sneseny v rozmezí od 23. 3. 2002 do 17. 7. 2002.
124
Jako východisko pro interpretaci charakteristiky barvy skořápky bažantích vajec byla použita soustava CIE (Mezinárodní komise pro osvětlení). Vzorky skořápek byly osvětleny osvětlovačem Kaiser RB 5000 DL, barva byla softwarově vyvážena na bílou (3 200 ºK). Odražená část světla reprezentující kombinací tří základních barev (složek RGB) byla podrobena měření v systému analýzy a zpracování obrazu LUCIA G (Laboratory Universal Computer Image Analysis). Byl zvolen systém RGB, tzn., že byla analyzována každá ze tří barev (R, G, B) zvlášť. Výše uvedeným způsobem osvětlené skořápky byly snímány 3 CCD televizní kamerou Hitachi HV-C20. Takto pořízené obrazy byly uloženy ve formě souborů (*.lim). Za použití speciálního makra (krátký podprogram systému LUCIA G) byly pro každý soubor získány příslušné hodnoty trichromatických souřadnic a byly číselně vyjádřeny histogramy. Takto získaná data byla pak uložena ve formě souboru *.xls (MS Excel). V tomto tabulkovém kalkulátoru byly pak rovněž generovány příslušné obrázky 2, 3, 4 (závislost digitálních a pixelových souřadnic) – histogramy složek RGB bažantího vejce dle slepice a data snášky. y = -0.0123x2 - 0.151x + 146.54, R2=0.679, n=28, p<0.001 150
Hodnota spektra
1)
145
140
135
130
125 0
5
10
15
20
25
30
35
Pořadí snesení vejce (v rámci snůšky jedné slepice)2)
Obr. 2 Vliv pořadí snůšky na barvu vejce (složka R) Fig. 2 Effect of egg laying order on the egg colour (component R) 1) value of spectrum, 2)order of egg laying (within egg laying of one hen)
y = -0.0018x2 - 0.7269x + 136.92, R2=0.7677, n=28, p<0.001 140
Hodnota spektra
1)
135 130 125 120 115 110 0
5
10
15
20
25
30
35
Pořadí snesení vejce (v rámci snůšky jedné slepice)2)
Obr. 3 Vliv pořadí snůšky na barvu vejce (složka G) Fig. 3 Effect of egg laying order on the egg colour (component G) 1) value of spectrum, 2)order of egg laying (within egg laying of one hen)
125
y = -0.0332x2 - 0.3357x + 97.571, R2 = 0.8495, n=31, p<0.001 110
Hodnota spektra
1)
100 90 80 70 60 50 40 0
5
10
15
20
25
30
35
Pořadí snesení vejce (v rámci snůšky jedné slepice)2)
Obr. 4 Vliv pořadí snůšky na barvu vejce (složka B) Fig. 4 Effect of egg laying order on the egg colour (component B) 1) value of spectrum, 2)order of egg laying (within egg laying of one hen)
Histogram je výchozím bodem pro barevnou analýzu (podobají-li se barevně zkoumané obrazy, mají podobné i histogramy). Je to graf, který vyjadřuje rozdělení šedi pro červenou (R), zelenou (G) a modrou (B) složku analyzovaného obrazu (digital number = DN = vybraná hodnota červené, zelené a modré v histogramu). Čím je DN vyšší, tím je příslušná složka (R, G, B) intenzivnější. Na uvedených histogramech (obr. 1) posuzujeme pořadí jednotlivých křivek, jejich výšku, šířku, hodnotíme plochu omezenou příslušnou křivkou (určitý integrál). Výstupem z výše uvedeného makra jsou trichromatické souřadnice x, y, z, získané integrací plochy pro RGB, které udávají polohu zkoumané barvy (tj. malé plochy skořápky) v trichromatickém trojrozměrném prostoru X, Y, Z. Zavedení trichromatických souřadnic umožňuje rovinné zobrazení v kolorimetrickém trojúhelníku. Uvedená metoda vytváří předpoklady pro objektivizaci hodnocení barevných odstínů skořápek, protože je založena na příslušných teoretických základech (soustava CIE a matematické operace se získanými daty) a vylučuje jakékoliv subjektivní faktory. V rámci souborů vajec jednotlivých slepic, jejichž vejce byla sledována, byly hodnoceny (evidovány) následující znaky: pořadí snesení v rámci snůšky, měsíc snesení, datum a den snesení (v celočíselném vyjádření od 1.1. daného roku), dále hodnoty rozkladu barevného spektra R, G a B složky. Do databáze byly rovněž přiřazeny hodnoty tlaku vzduchu a průměrné denní teploty v jednotlivých dnech snůšky a přítomnost, resp. výše dešťových srážek v průběhu snůšky.
4. Výsledky 4.1. Výběrové soubory Výběrový soubor dat byl zpracován standardními matematicko-statistickými procedurami programu Unistat 5.0. Data byla předpřipravena pomocí programu MS Excel 2000. Převážná většina procedur byla provedena na bázi analýzy rozptylu hodnot (ANOVA) a tzv. testů pro ANOVU (Mnohonásobná porovnávání). Bylo testováno 5 výběrových souborů jednotlivých bažantích slepic. Tabulka 1 ukazuje rozsah jednotlivých souborů. 126
Tabulka 1 Přehled analyzovaných výběrových souborů Table 1 Overview of analysed selective sets Slepice1) Počet vajec2) Časový rozsah snůšky3) 1 70 6.4. – 10.7. 2 77 8.4. – 17.7. 3 44 22.4. – 3.7. 4 84 23.3. – 14.7. 5 76 4.4. – 8.7. 1) hen, 2)number of eggs, 3)time schedule of egg laying
4.2. Rozdíl v barvách vajec mezi jednotlivými slepicemi Vezmeme li soubory vajec snesené jednotlivými slepicemi, jako výběrové soubory, pak výsledkem testování rozdílů mezi těmito soubory je skutečnost, že v rámci všech tří složek barevného spektra měřeného Lucií je alespoň mezi dvěma slepicemi vždy (R, G a B) statisticky významný rozdíl (tab. 2). Tabulka 2 Rozdíly mezi výběrovými soubory v rámci složek barevného spektra R ,G, B (hodnoty jsou seřazeny od nejnižší po nejvyšší, tedy od nejtmavších po nejsvětlejší) Table 2. Differences between selective sets within the components of colour spectrum R, G, B (values are ranked from the lowest to the highest one, it means from the darkest to the lightest Analýza rozptylu – Dispersion analysis Přístup – Method: Klasický experiment – classical experiment Závisle proměnná – Dependant variable: R Průměrný Stat F Významnost4) čtverec3) Hlavní efekty5) 21 579,551 4 5 394,888 10,412 0,0000 Slepice6) 21 579,551 4 5 394,888 10,412 0,0000 Vysvětleno7) 21 579,551 4 5 394,888 10,412 0,0000 Chyba8) 179 281,020 346 518,153 Celkem9) 200 860,571 350 573,887 1) source of variability, 2)sum of squares, 3)average square, 4)significantly, 5)main effects, 6)hen, 7)explained, 8)error, 9)total Zdroj variability1)
Součet čtverců2)
St. vol.
Přístup – Method: Klasický experiment – classical experiment Závisle proměnná – Dependant variable: G Průměrný Stat F Významnost4) čtverec3) Hlavní efekty5) 41 372,364 4 10 343,091 14,456 0,0000 Slepice6) 41 372,364 4 10 343,091 14,456 0,0000 Vysvětleno7) 41 372,364 4 10 343,091 14,456 0,0000 Chyba8) 247 560,266 346 715,492 Celkem9) 288 932,630 350 825,522 1) source of variability, 2)sum of squares, 3)average square, 4)significantly, 5)main effects, 6)hen, 7)explained, 8)error, 9)total Zdroj variability1)
Součet čtverců2)
St. vol.
Přístup – Method: Klasický experiment – classical experiment Závisle proměnná – Dependant variable: B Průměrný Stat F Významnost4) čtverec3) Hlavní efekty5) 147 770,027 4 36 942,507 37,415 0,0000 147 770,027 4 36 942,507 37,415 0,0000 Slepice6) Vysvětleno7) 147 770,027 4 36 942,507 37,415 0,0000 Chyba8) 341 626,297 346 987,359 Celkem9) 489 396,324 350 1 398,275 1) source of variability, 2)sum of squares, 3)average sqaure, 4)significantly, 5)main effects, 6)hen, 7)explained, 8)error, 9)total Zdroj variability1)
Součet čtverců2)
St. vol.
127
– pokud je hodnota v posledním sloupci významnosti nižší než 0,05, jedná se o statisticky významný vliv – zde je tomu tak ve všech třech případech. – Konkrétní rozdíly mezi jednotlivými výběrovými soubory odhaluje mnohonásobné porovnávání . Tabulka 3 Rozdíly mezi jednotlivými slepicemi, tříděno pro R,G, B podle slepice Table 3 Differences between individual hens, classified for R, G, B according to hen Mnohonásobná porovnávání – Multiple comparisons Tukey–HSD pro R – for R Skupina1)
Příp.
2 5 4 1 3
77 76 84 70 44
Průměr2) 131,2325 136,7271 144,5817 150,0577 153,1182
2
5
4
1 *
* * *
3 * *
* *
* *
* označuje významně odlišné páry – Significantly different pairs 1)
group, 2)average
Srovnání1) 2–3 2–1 2–4 2–5 5–3 5–1 5–4 4–3 4–1 1–3 1) Comparison, reject
Rozdíl2)
Směrodatná chyba3)
q Stat
Tabulka4) q Významn.5) Dolní 95 %6) Horní 95 %7) Výsledek8)
-21,8857 4,3018 7,1949 3,8781 -18,8252 3,7592 7,0821 3,8781 -13,3492 3,5913 5,2567 3,8781 -5,4946 3,6806 2,1112 3,8781 -16,3911 4,3121 5,3757 3,8781 -13,3306 3,7709 4,9994 3,8781 -7,8546 3,6037 3,0824 3,8781 -8,5365 4,2361 2,8499 3,8781 -5,4760 3,6838 2,1022 3,8781 -3,0605 4,3793 0,9883 3,8781 2) difference, 3)standard deviation, 4)table q, 5)Signif.,
0,0000 -33,6822 -10,0892 0,0000 -29,1337 -8,5167 Zamítáme9) 0,0022 -23,1974 -3,5010 0,5678 -15,5877 4,5985 Nezamítá10) 0,0016 -28,2157 -4,5664 Zamítáme9) 0,0042 -23,6714 -2,9899 0,1899 -17,7366 2,0274 0,2609 -20,1529 3,0798 Nezamítá10) 0,5720 -15,5779 4,6258 0,9567 -15,0695 8,9486 6)l ower 95%, 7)upper 95%, 8)result, 9)reject, 10)do not
Tukey–HSD pro G – for G Skupina1) Příp. Průměr2) 2 5 4 2 77 116,1838 5 76 122,7309 4 84 127,6589 1 70 130,6511 * 3 44 153,2330 * * * * označuje významně odlišné páry – Significantly different pairs 1)
group, 2)average
128
1
3 *
*
* * * *
Pokračovanie tabuľky 3 – Cont. of Table 3 Směrodatná Významq Stat Tabulka4) q Dolní 95 %6) Horní 95 %7) Výsledek8) chyba3) nost5) 2–3 -37,0492 5,0550 10,3650 3,8781 0,0000 -50,9112 -23,1872 Zamítáme9) 2–1 -14,4674 4,4174 4,6317 3,8781 0,0102 -26,5808 -2,3539 2–4 -11,4752 4,2202 3,8454 3,8781 0,0532 -23,0478 0,0975 Nezamítá10) 2–5 -6,5472 4,3251 2,1408 3,8781 0,5542 -18,4075 5,3132 5–3 -30,5020 5,0671 8,5130 3,8781 0,0000 -44,3971 -16,6069 Zamítáme9) 5–1 -7,9202 4,4312 2,5277 3,8781 0,3826 -20,0716 4,2311 Nezamítá10) 5–4 -4,9280 4,2346 1,6458 3,8781 0,7720 -16,5403 6,6843 4–3 -25,5740 4,9778 7,2656 3,8781 0,0000 -39,2244 -11,9237 Zamítáme9) 4–1 -2,9922 4,3289 0,9775 3,8781 0,9583 -14,8629 8,8785 Nezamítá10 1–3 -22,5818 5,1461 6,2058 3,8781 0,0001 -36,6936 -8,4700 Zamítáme9) 1) Comparison, 2)difference, 3)standard deviation, 4)table q, 5)Signif., 6)lower 95%, 7)upper 95%, 8)result, 9)reject, 10)do not reject Srovnání1)
Rozdíl2)
Tukey-HSD pro B – for B Skupina1) Příp. Průměr2) 2 5 4 2 77 71,7013 5 76 78,1486 4 70 84,3641 1 84 84,4883 3 44 139,8280 * * * * označuje významně odlišné páry – Significantly different pairs 1) group, 2)average
1
3 * * * * *
Směrodatná q Stat Tabulka4) q Významn.5) Dolní 95 %6) Horní 95 %7) Výsledek8) chyba3) 2–3 -68,1267 5,9383 16,2246 3,8781 0,0000 -84,4106 -51,8427 Zamítáme9) 2–1 -12,7870 4,9575 3,6477 3,8781 0,0764 -26,3817 0,8076 2–4 -12,6628 5,1892 3,4510 3,8781 0,1072 -26,8928 1,5671 Nezamítá10) 2–5 -6,4473 5,0808 1,7946 3,8781 0,7105 -20,3799 7,4854 5–3 -61,6794 5,9524 14,6541 3,8781 0,0000 -78,0023 -45,3565 Zamítáme9) 5–1 -6,3398 4,9745 1,8023 3,8781 0,7071 -19,9810 7,3014 Nezamítá10) 5–4 -6,2156 5,2054 1,6886 3,8781 0,7548 -20,4901 8,0589 4–3 -55,4638 6,0453 12,9751 3,8781 0,0000 -72,0412 -38,8864 Zamítáme9) 4–1 -0,1242 5,0852 0,0345 3,8781 1,0000 -14,0690 13,8206 Nezamítá10 1–3 -55,3396 5,8476 13,3837 3,8781 0,0000 -71,3750 -39,3043 Zamítáme9) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 1) Comparison, difference, standard deviation, table q, Signif., lower 95%, upper 95%, result, 9)reject, 10)do not reject Srovnání1)
Rozdíl2)
V horní tabulce každého ze tří výstupů (R, G a B) jsou rozdíly mezi jednotlivými slepicemi. Výsledkem je, že nelze rozlišit skupiny slepic s vejci odlišných barevných vlastností, přesto ale rozdíly existují a sice v případě testování složky R mezi slepicemi 2–4, 2–3, 2–1, 5–1, 5–3. mezi ostatními možnými dvojicemi statistický významný rozdíl ve složce R nalezen nebyl. Stejně lze hodnotit výstup pro G a B.
4.3. Vliv stáří (pořadí) sneseného vejce na jeho barvu Pro otestování vlivu pořadí snůšky vejce na jeho barvu byla použita regresní analýza, tzn. hledáme tvar závislosti závisle proměnné (barva) na nezávisle proměnné (pořadí snůšky) a sílu této závislosti vyjádřené korelačním koeficientem (v případě lineární závislosti), nebo indexem 129
korelace (v případě nelineární závislosti). Závislost byla otestována nezávisle na slepici, byla testovány všechna vejce bez ohledu na to, která slepice je snesla a nebyly vyloučeny žádné extrémní hodnoty. Tabulka 4 Závislost barvy vejce na pořadí snůšky pro složky R, G, B Table 4 Dependence of egg colour on order of egg laying for components R, G, B REG I Netříděný soubor1) R 147,77 145,51 145,63 145,20 147,22 146,37 144,13 145,30 142,84 140,64 146,05 138,67 147,92 138,95 140,30 138,26 139,48 141,31 139,29 136,03 141,15 139,05 144,07 139,90 132,33 129,96 129,90 133,61
Pořadí 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Ik 0,83 Indexy korelace3) 1) Unclassified set, 2)order, 3)correletion indexes 2)
G
B 137,12 133,42 133,14 134,87 136,28 135,34 131,70 131,85 130,89 124,67 131,61 121,11 133,77 121,18 121,05 123,02 122,79 126,98 123,84 119,82 125,02 121,11 127,38 119,26 115,43 113,76 111,94 116,07
0,88
100,691 93,56 93,80 97,66 99,12 98,78 92,87 91,47 94,78 83,04 90,96 79,30 97,57 79,59 76,76 82,22 81,34 84,99 84,82 74,46 79,43 73,68 81,68 69,05 68,35 66,98 65,11 71,16 48,03 61,99 49,24 0,92
4.4. Vliv tlaku, teploty a srážek na barvu vajec Bylo testováno 5 výběrových souborů jednotlivých bažantích slepic, do databáze byly přiřazeny hodnoty tlaku vzduchu a průměrné denní teploty v jednotlivých dnech snůšky a přítomnost, resp. výše dešťových srážek v průběhu snůšky. Statistická analýza jakýkoliv vliv těchto vnějších činitelů vyloučila. Tlak, teplota ani srážky nemají žádný vliv na barvu skořápky.
130
5. Závěr Při pokusech se skořápkami vajec bažantích slepic voliérovaných v bažantnici Albertovec u Opavy byly sledovány barevné změny skořápek mezi jednotlivými slepicemi v průběhu snáškového období s využitím kolorimetrické analýzy – analýzy obrazu, který analyzoval obraz skořápky sejmutý v bílém světle v systému RGB, přičemž byla analyzována každá ze tří barev zvlášť , byl sledován a vyhodnocen vliv pořadí sneseného vejce (dle dnů) na barvu vaječné skořápky a dále zkoumán vliv tlaku, teploty a srážek na barvu skořápky. Z výsledků pokusů vyplývá:
– V rámci pěti testovaných výběrových souborů jednotlivých bažantích slepic existuje statisticky významný rozdíl v rámci všech tří složek barevného spektra alespoň mezi dvěma slepicemi (hladina významnosti < 0,05 ). – Ve všech složkách barevného spektra R, G, B byla prokázána silná statistická závislost barvy vejce ( hodnoty složky spektra ) na pořadí snůšky vejce, index korelace u všech složek R, G, B je > 0,75, přičemž jako nejsilnější se tato závislost jeví ve složce B, kde index korelace byl 0,9222, míra těsnosti vztahu je velmi vysoká, závislost je silná, dá se říct takřka funkční. – Tlak, teplota ani srážky nemají žádný vliv na barvu vaječné skořápky, statistická analýza jakýkoliv vliv těchto činitelů zcela vyloučila. Závěrem lze konstatovat, že se prokázal statisticky významný vliv světlání skořápek bažantích vajec s pokračující snůškou. Světlání je zpočátku nepatrné, postupně se jeho nárůst zvyšuje a ke konci snáškového období indikuje zcela světlá barva vaječné skořápky. Délka snáškového období je výrazným faktorem ovlivňujícím barvu vaječné skořápky, která je dána genetickou výbavou každé slepice. Toto zjištění lze využít v líhňařské praxi pro objektivnější třídění a selekci bažantích vajec nasazovaných do líhní. Během celého snáškového období nebyly podávány bažantím slepicím žádné medikamenty, čímž byl zcela vyloučen jakýkoliv jejich vliv na barvu skořápky. V dalších výzkumných projektech by bylo vhodné prověřit závislost barvy vaječné skořápky na její specifické hmotnosti a na hmotnosti bažantího vejce.
Poděkování Děkuji RNDr. Pavlovi Mazalovi, PhD., Ing. Michalovi Kneiflovi, PhD., z Ústavu pro hospodářskou úpravu lesa Lesnické a dřevařské fakulty MZLU v Brně a Ing. Martině Lichovníkové, PhD., z Ústavu chovu a šlechtění zvířat Agronomické fakulty MZLU v Brně za spolupráci, pomoc při analyzování vzorků, cenné rady a připomínky. Došlo 16. 10. 2006 Lektoroval Ing. J. KOPECKÝ, CSc.
Literatura CAMPO, J. L. 1995: Relationshhip between shell color and compositional characteristics in brown, tinted or white eggs. Archiv fur Gelflugelkunde. 59: 3, 161–164. CRAWFORD, R. D. 1984a : Chapter 42 Domestic Fowl. Chapter 47 Turkey. In MASON, I. L. (ed.): Evolution of Domesticated Animals. Longman Inc., New York. CRAWFORD, R. D. 1990: Chapter 2 Poultry genetic resources: evolution, diversity, and conservation. Breeding. Chapter 32 Genetic variation in egg composition. Poultry breeding and genetics, Department of Animal and Poultry Science, University of Saskatchewan, Canada, 43–59, 781–798. FARNSWORTH, G. M., NORDSKOG, A. W. 1955: Breeding for quality. 3. Genetic differences in shell characteristics and other egg quality factors. Poultry Science, 34: 16–26.
131
FORSTER, A., JAENECKE, D., WITTMANN, M., FLOCK, D. K., KREUZER, M. 1996: Use of photometrically determined shell colour parameters as selection criteria for marketable brown-shelled eggs. Archiv fur Geflugelkunde. 60: 1, 1–6; 10. GOWE, R. S., BUDDE, H. W., MCGANN, P. J. 1965: On measuring egg shell color in poultry breeding and selection programs. Poultry Science, 23: 264–270. HULET, R., FLEGAL, C. J., CARPENTER, G. H., CHAMPION, L. R. 1985: Effect of eggshell color and thickness on hatchability in chinese ring-necked pheasants. Department of Poultry Science, Michigan State University, East Lansing, Michingan 48824, USA. 64(2): 235–237. HUNTON, P. 1962: Genetics of egg shell colour in a Light Sussex flock. British Poultry Science, (3): 189– 192. HU-YIHAO – LIU, SHOUCHOU – LIAO, YIWEN – PAU, CHINMOO – HU, YH-LIU, S. C., LIAO, X. W., PAU, C.M. 2002: Studies on intra-line and intra-family varieties of green egg color in Brown Tsaiya. Journal of Taiwan Livestock Research, 35(3): 231–240. KOPEC, S. 1926: An experimental study on xenia in the domestic fowl. J. Genet., 16: 269–286. KRKC, K., GUNLU, A., GARIP, M. 2005: Some quality characteristics of pheasant (Phasianus colchicus) eggs with different shell colours. Department of Animal Science, Faculty of Veterinary Medicine, Selcuk University, Konya, Turkey, 29(2): 315–318. KRYSTIANIAK, S., KOZUSZEK, R., KONTECKA, H., NOWACZEWSKI, S. 2005: Quality and ultrastructure of eggshell and hatchability of eggs in relation to eggshell colour in pheasants. Department of Poultry Breeding, The August Cieszkowski Agricultural University of Poznan. 45: 61–693. L AZAR, V. 1990: Chov drůbeže. Vysoká škola zemědělská v Brně, s. 43–44. LIU, S.C., CHEN, D. T., HUANG, C. F., HU, Y. H. 2001: Selection for blue shell eggs from Brown Tsaiya: I. Establishment of foundation stock. Journal of Taiwan Livestock Research. 34(3): 265–270. POŽGAJ, A., KURJATKO, S., BABIAK, M. 1997: Štruktúra a vlastnosti dreva. Príroda, Bratislava, s. 286–293. RICHARDS, P. D. G., DEEMING, D. C. 2001: Correlation between shell colour and ultrastructure in pheasant eggs. Department of Anatomy, Faculty of Medicine, Pretoria University, Pretoria, South Africa. 42(3): 338–343. ROMANOFF, A. L., ROMANOFF, A. J. 1949: The Avian egg. John Wiley and sons., New York, Chapman and Hall, Limited, London, p. 95–228. ROUS, J. et al. 1971: Chov drůbeže. Praha, SZN, s. 18–19. SZCZERBINSKA, D. 1997: Egg shell and hatchability, and the relationship of these with age of hen. Akademia Rolnicza, 71-460 Szczecin, Poland, Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Szczecinie, Zootechnika, 34: 119–125. TEZAUR, R. : Optika, světlo, expozice. Úvod do CIE kolorimetrie a teorie míchání barev prostřednictvím aditivního skládání tří primárních barev a stručné shrnutí jejich důsledků při praktické činnosti [online]. 2003[cit.20.7.2006]. Dostupné na Internetu: http://www.paladix.cz/sekce/teorie/optika-svetlo-expozice/. VESELOVSKÝ, Z. 2001: Obecná ornitologie. Akademie věd České republiky, s. 250–251. WALKER, A. W., HUGHES, B. O. 1998: Egg shell colour is affected by laying cage design. British Poultry Science, 39(5): 696–699.
Summary The experiments with eggshells from pheasant hens kept in aviaries in the pheasantry in Albertovec u Opavy studied colour changes in eggshells in individual hens during the laying period. The experiment used colorimetric analysis – analyzing the image of an eggshell taken in the white light in the RGB system (red, green, blue), where each of the three colours was analyzed individually. Also the influence of the order of the egg (according to the day) on the eggshell colour was
132
studied and assessed, as well as the influence of pressure, temperature and rainfall on the eggshell colour was examined. The results of the experiments indicate that: – In the five chosen sets of pheasant hens tested there exists a statistically significant difference in all three components of colour spectrum at least between two hens (the level of importance less than 0.05). – In all components of colour spectrum R, G, B there was proved a strong statistical dependance of the colour of an egg (values of the component of the spectrum) on the order of the laying, the index of correlation in all components R, G,B is more than 0.75, wheras the strongest influence appears to be in component B – the index of correlation there was 0.9222, the extent of relation closeness is very high, dependence strong, almost functional. – Pressure, temperature and rainfall have no influence on the eggshell colour. The statistical analysis eliminated any influence of these factors. In the conclusion it can be stated that the experiments proved statistically remarkable influence of pheasant eggshells getting lighter in colour as the laying was progressing. This process of getting lighter is negligible at the beginning, it grows gradually and at the end of the laying period the eggshell is completely light. The length of the laying period is an important factor influencing the eggshell colour, which is genetically given in every hen. During the laying period the hens were not given any medicaments to eliminate any influence on the eggshell colour. The following research projects could study the dependence of the eggshell colour on its specific weight and on the weight of the pheasant egg. Keywords: hens,colour of eggshell, colorimetric analysis Mgr. Jana BEZDĚKOVÁ Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Lesnická a dřevařská fakulta, Ústav ochrany lesa a myslivosti, Zemědělská 3, ČZ–613 00 Brno, e-mail:
[email protected]
133
