Les trucs

Calculating the speed of an animal from its stride 

Loin de moi l'idée de vouloir afficher de quelconques compétences en mathématiques (à l'époque où je bafouais cette matière, mes bulletins scolaires défrayaient la France entière), ce billet n'est donc que le fruit d'une simple curiosité et n'a aucune prétention scientifique. Voici donc la prémisse de ma réflexion : en 1976, Robert Mac Neill Alexander, professeur de biologie et de zoologie à l'université de Leeds, élabore une formule permettant de calculer la vitesse d'une animal à partir de deux données : la longueur de sa foulée et la mesure hanche-sol.

Far be it for me to make people think that I have any competence in mathematics (especially when I look back on the days when I used to destroy that subject in class and my school reports would scare anyone in France). This post is the result of a simple curiosity and doesn't have any scientific pretensions. The premise of my reflexion comes from Robert MacNiel Alexander, a professor of Zoology at the University of Leeds, who in 1976 came up with a formula for calculating the speed of an animal using two pieces of data - the length of its stride and its leg length from the ground to the hip.

En étudiant les animaux, Alexander découvre qu'il existe une relation entre la vitesse, la foulée et la mesure du sol jusqu'au bassin et décide de l'appliquer aux dinosaures.Ces travaux furent considérés à l'époque comme une grande avancée pour la paléontologie ; toutefois ses théories seront remises en question aujourd'hui.Je me demande alors si cette formule peut être appliquée au pistage. Bien sûr, il suffit de juger les allures d'un animal pour savoir si il est au pas, au trot ou au galop. Mais est-il possible de calculer plus pécisément sa vitesse ? La curiosité me pousse à tenter d'utiliser cette formule pour déterminer ma vitesse et celle d'un lévrier barzoï lors d'une simple promenade en laisse, en notant nos foulées respectives dans le sable.La première séance de mesures s'avère être un échec, et les calculs ne sont pas parlants. Il faut me rendre à l'évidence : une erreur s'est immiscée en mesurant la foulée du chien : le lévrier, très fin, marche pratiquement sur la ligne médiane, différencier les pieds avants et arrières est parfois compliqué.Nouvelles mesures le lendemain, et cette fois les résultats issus des calculs sont beaucoup plus probants.

By studying animals Alexander discovered that there is a relationship between the speed, the length of the stride and the length of the leg, and decided to apply this information to dinosaurs. His work was considered a major breakthrough in the paleontologic word even if it was called into question later on. So, I wondered if this formula could be used in the field of tracking. Of course we can tell just by looking at an animal’s trail and gait to know if it is walking, trotting or galloping, but are we capable of accurately calculating its speed? Curiosity made me try to calculate my speed as well as the speed of my borzoi while walking him on a leash by measuring our respective strides in the sand. My first measurement session was not very successful and the calculations were not conclusive. Measuring the stride of a greyhound is very difficult due to its thin and flat body and all its prints are aligned, so differentiating between the front print and the rear was difficult businesses.However, the following day I went back to the beach and carefully measured our strides again, and this time the results for the calculations were more convincing.

En utilisant donc la formule de RM Alexander, les résultats indiquent une vitesse de 4,6 km/h pour le bipède et 3,8 km/h pour le chien, ce qui n'est pas mal pour une évaluation (les écarts sont peut-être dus à des imprécisions de mesures).Je me suis amusé ensuite à évaluer la vitesse du lévrier au galop en utilisant cette fois la formule de T.Thulborn, un autre spécialiste de la locomotion des dinosaures.Pour une foulée mesurée sur la plage de 3,93 m (toujours impréssionnante chez le barzoï), j'obtiens une vitesse de 42,3 km/h. Ce résultat est très possible sachant que la vitesse de pointe du chien avait été chronométrée à 52 km/h sur cynodrome.

By using RMN Alexander's formula I obtained a speed of 4.6 km/h for the biped and 3.8 km/h for the dog which was not bad for a simple evaluation (the difference between the two speeds may be due to measuring inaccuracies). Then I had some fun calculating the speed of my greyhound at a gallop using T. Thulborn's formula, another specialist of locomotion in dinosaurs. For a measured stride on the beach of 3.93 metres (always impressive with that dog) I obtained a speed of 42.3 km/h. This result is quite possible knowing that the dog' top speed had been timed at 52 km/h on a racing track. 

La hauteur sol-hanche des animaux peut être évaluée à partir de photos, en utilisant un logociel gratuit comme Mesurim, à condition que les clichés soient exempts de problème de perspective. On peut également effectuer des mesures sur un squelette ou une dépouille. Plusieurs questions restent posées : ces formules sont-elles applicables pour les oiseaux marchant au sol, sachant que l'essentiel du mouvement chez ces derniers ne se fait pas à partir de la hanche mais du genou ?  Quid des animaux bondissants comme le lapin ou l'écureuil ?

The length from the ground to the hip can be found from photos using a free measuring software like Mesurim, as long as the pictures don't have any perspective distortions. Measurements can also be made from a skeleton or on animal carcases. But a few questions remain - is that formula also valid for walking birds knowing that most of the movement of these animals is made from the knee and not from the hip? And what about jumping animals like squirrels and rabbits? Can we use the same formulas for determining their speed? 

Miniature trails

Certains animaux, trop légers (insectes, micromammifères, reptiles), ne peuvent pas laisser d' empreintes dans un substrat classique. En déposant un lit de farine, de talc ou de sable au grain fin, il est possible de garder une trace de leur déplacement. La prise de photos, en utilisant un éclairage rasant, et la coloration de l'image avec un logiciel de dessin, permettent d'obtenir des résultats tout à fait convaincants. Bien placés, ces lits au substrat délicat, piégeront le passage d'une souris dans le garde-manger, d'un lérot en bas d'une gouttière ou d'un lézard le long d'un mur.

Some animals (such as micromammals, insects, and reptiles) are too light to leave a visible track on a normal substrate. By using a bed of flour, talcum powder or fine sand, it is possible to keep track of their motion. Taking pictures of the trail using a low-angled light and using a drawing software for touching up colors makes it possible to obtain nice results. These smooth areas will keep a track of the passage of a mouse in the pantry, a doormouse at the bottom of a gutter or a lizard walking along a wall

La piste nocturne du lucane cerf-volant

Ce grand coléoptère s'égare parfois dans les zones urbanisées

largeur de la piste 3,5 cm, déplacement du bas vers le haut.

The nocturnal trail of a stag beetle. 

This large insect sometimes gets lost in urban areas 

Width of the trail : 3.5 cm (1.37 in.) 

Moving upward 

Les dunes de l'atlantique, sont des endroits privilégiés pour l'observation des pistes d'insectes.

Les sorties nocturnes, permettent de déterminer leur origine.

Beaucoup d'insectes ne sortent que la nuit, pour échapper aux températures extrêmes de la journée 

Ici, la piste du hanneton foulon, un habitué du milieu dunaire.

The dunes of the Atlantic Ocean are good places for observing insects trails. 

Going out at night enables one to identify the critters leaving the dunes.

Lots of insects only come out at night to avoid the extreme temperature of the day.

Above : the trail of a Pine Chafer, a regular of the dune habitat 

Déplacement d'un coléoptère appartenant probablement au genre Staphylinus.

The walk of another beetle probably belonging to the genus Staphylinus.

La chenille du sphinx de l'euphorbe,

visible dans les dunes à partir de juillet.

Largeur de la piste : de 1 à 1,7 cm

The larvae of the Spurge Hawk-moth

that starts to show up in the dunes beginning in July.

Trail width : 1-1,7cm (0.39-0.66 in.) 

On oublie parfois que les orthoptères (criquets, sauterelles) peuvent occasionnellement marcher.

Voici une piste laissée par un criquet du genre Camnula

We sometimes forget that orthopterans (grasshoppers, locusts) can occasionally walk.

Here is a track left by a grasshopper of the genus Camnula."

Les escargots marquent le sable de traînées très caractéristiques (ici un petit gris)

Snails leave characteristic trails in the sand (here a garden snail)

Piste de triton 

En février, en bordure d'étang

Foulée : 2 cm

Largeur de voie : 1,7 cm

Newt trail 

On the border of a small lake in February

Stride : 2 cm (0.78 in.)

Trail width : 1.7 cm (0.66 in.)

Making impressions

Une autre façon de se familiariser avec une empreinte est d'effectuer des impressions à partir de pattes d'animaux morts qu'il s'agisse d'individus tués à la chasse ou victimes de la route (cela dans le respect de la législation en vigueur). Ces impressions peuvent alors être utilisées comme référence, et facilitent la reconnaissance des traces sur le terrain. Bien-sûr la répartition des points de pression est différente quand l'empreinte est créée artificiellement ; mais cela donne de bonnes indications sur la forme générale de l'empreinte. On peut faire ces impressions avec de la pâte à modeler, de l'argile, de la plastiline, puis les photographier en incluant une échelle pour comparer les mesures ultérieurement. Sur le terrain, il existe autant de types d'empreintes que de sols, et on se rend vite compte qu'en variant l'enfoncement de la patte de l'animal dans le medium, on peut créer une quantité presque infinie d'empreintes. D'où l’intérêt de se familiariser avec ces variations.

Another way of getting familiar with a print is to make impressions using the feet of dead critters, whether they are hunted animals or roadkills (complying with the law). These impressions can then be used as a reference and will make the differentiation of the prints in the field easier. Of course the pressure map of the foot is a bit different when created artificially but it gives us some pretty good clues as to the general shape of the print. These impressions can be made out of playdough, modeling clay or plasticine, and then can be photographed (without forgetting to add a ruler for sizing). The latter will be used as a scale for further dimension comparisons. In nature, there are many types of prints and soils and one can create an almost infinite amount of different impressions. Hence, it is of interest to becoming familiar with all these variations. 

Trace de jeune sanglier subissant différents degrés d'enfoncement (gardes non matérialisées)

Impressions of a young boar showing different amounts of depression 

(dew claws have not been impressed here)

Impression d'une patte antérieure de ragondin adulte.

Front foot impression of a coypu. 

L' empreinte d'un animal sensiblement de même taille retrouvée plus tard sur le terrain

Les pelottes carpiennes volumineuses sont caractéristiques de l'espèce.

The track of an rodent almost the same size found along the river 

The massive proximal pads are characteristic of the species. 

L'impression peut également être moulée

permettant de conserver une version rigide de l'impression

Traces de pigeon ramier.

The impression may also be cast for keeping a hard copy 

of the latter 

Wood pigeon tracks 

Pattes de colvert épinglées sur une planche avant congélation

Le froid permet aux doigts de rester écartés et de conserver

la rigidité nécessaire à la réalisation d'une bonne impression.

Mallard's feet pinned on a board before freezing 

The cold keeps the fingers spread, 

while giving the necessary rigidity for obtaining a nice impression 

Les  minuscules empreintes de la belette. 

The tiny tracks of the least weasel. 

Tracking Games

L'observation des animaux peut devenir difficile en fin de saison lorsque les anmaux ont été chassés une bonne partie de l'hiver, aussi le pistage se montre alors une option particulièrement attrayante qui peut être proposée aux enfants. Suite aux différents cycles "gel-dégel", les coulées des animaux n'ont jamais été aussi visibles, le couvert végétal, quant à lui, quasiment inexistant facilite la découverte des indices. Armés d'un minimum de connaissances, et d'une curiosité naturelle, les enfants apprennent très rapidement  à  déchiffrer les indices laissés par la faune locale et deviennent alors experts en localisation de traces. Le jeu consiste à parcourir un maximum de distance derrière un animal sans perdre sa piste. Un baguette de pistage (bâton muni de repères mobiles permettant de trouver la trace suivante : je reviendrai plus tard sur cet instrument) ou un simple mètre à ruban formeront la base de l'équipement. Comme terrain de jeu, les espaces découverts, sont très propices à ce genre d'activité : plage, marge forestière, vasière... Une torche puissante peut se montrer utile, même en plein jour, pour révéler certains détails, indécelables dans des conditions normales.

Observing wild animals can be difficult at the end of season when they have been hunted most of the winter. By following different freeze-thaw cycles, game paths have never been so conspicuous, and the scarce amount of vegetation makes it easier to discover signs. Therefore, tracking is an appealing option that can be suggested for children. Armed with a little bit of knowledge and natural curiosity, kids learn very quickly how to read the signs left by the local wildlife and they become experts at localizing prints in no time. The game consists of covering the maximum distance behind an animal without losing its trail. A tracking stick (a stick fitted with moving markers used as an aid for finding the next print - I will come back to this instrument later) or a simple tape measure will form the basic equipment. Open areas such as beaches, forest edges, and mudflats make excellent playgrounds for that kind of activity. A powerful flashlight can prove handy as well, even in broad daylight, to reveal certain details that would otherwise be difficult to see under normal conditions.

Pistage d'un trio de sangliers en lisière de forêt.

Trio of wild boars tracked down 

on the edge of the forest 

On donne alors à l'enfant des petits bouts de bois, des allumettes, des baguettes de Mikado, utilisés pour marquer chaque nouvelle trace. Ces repères permettent de mettre en évidence l'itinéraire emprunté par l'animal et d'anticiper ses futurs mouvements. On laisse le jeune pisteur trouver le pas suivant en ne l'aidant que lorsqu'il n'arrive plus à surmonter les difficultés. On l'invite alors à se dépasser, en allant au-delà du simple repérage de l'empreinte : on lui montre comment trouver les traces à tâtons sous la mousse, sous les feuilles. Rapidement, il apprend à repérer les indices les plus subtils mais qui permettent de progresser plus loin sur la voie : coup de nez de l'animal, transferts de boue, de sable sur la végétation, caillou déplacé, etc. Chaque trace devient prétexte à commenter.

Then these children are provided with little pieces of wood, matches, or Mikado sticks which are used to mark each new track. These markers enable them to highlight the route taken by the quarry and to be able to predict its next movements. We let the young tracker find the next print and help them only when they are no longer able to overcome their difficulties. We urge the young tracker to challenge themselves by going beyond the spotting process by showing them how to find the track by feeling for it under moss or leaves. Soon they will be able to spot the most subtle clues that will help them advance further on the trail - such as small pits scraped out by the nose of the animal, mud or sand transfers on vegetation, displaced stones, etc. Each track becomes an opportunity for discussion.

Traces d'ongulés dans la neige

Ungulates' tracks in snow.

Les plages, les larges surfaces enneigées sont des lieux de choix qui permettent le pistage des animaux sur de grandes distances.Dans la neige profonde, les animaux consomment beaucoup d’énergie en bondissant. Lors d’enneigements extrêmes, il est préférable de suivre leur piste à contre-sens pour éviter de les chasser de leur remise. 

Beaches, dry lakes, and vast snow-covered areas are places of choice for tracking over long distances. Animals that jump in deep snow consume a lot of energy. In severe snow conditions it is best to backtrack rather than running the risk of jumping the animals from their bedding area. 

Récolter des indices ne mène pas toujours à l’animal,

mais fournit de précieuses indications sur son mode de vie.

Collecting clues does not always

lead to the quarry

 but provides valuable information on its lifestyle