Morphometric and biomechanical characteristics of the limb skeleton organization of some vertebrates with different locomotion type and limb orientation
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Some features of the relative changes in the structural and biomechanical properties of stylopodium and zeugopodium elements of limbs' skeleton of reptiles and mammals have been investigated. Morphological and functional adaptations of limbs' skeletal elements in representatives of different classes of terrestrial vertebrates are directly related to limbs orientation and features of locomotion type. This leads to the fact that stylopodium bones of reptiles and mammals are subjected to mechanical loads of different character.
The structural and biomechanical parameters of stylopodium and zeugopodium bones of reptiles’ and mammals’ limbs were investigated. There are bone mass, linear dimensions (length and shaft diameters – frontal and sagittal), parameters of shaft's cross-sectional geometry (cross-sectional area, second and polar moments of inertia, radiuses of inertia). Parameters of cross-sectional geometry allow to establishing a quantitative expression of bone resistance to the loads of certain character: pressure and tension (cross-sectional area), bending (second moments of inertia), torsion (polar moment of inertia).
It has been found that the parameters of stylopodium and zeugopodium bones of representatives of different classes have different character of allometric dependences on body mass. In all cases are noted positive allometry of bone mass and isometry of bone length to body mass. Most parameters of stylopodium elements of reptiles and zeugopodium elements of mammals have positive allometry to body mass. At the same time, the parameters of zeugopodium bones of reptiles and stylopodium bones of mammals are varies isometrically relative to body mass. All this testifies to the different character of the mechanical loads on the individual elements of the limbs' skeleton of representatives of different classes, which is associated with a different orientation of limbs (segmental in reptiles, parasagittal in mammals). From this, we can make the following conclusions. The main loads are imposed on stylopodium in reptiles and zeugopodium in mammals. There is a general trend of increasing of mechanical load on the zeugopodium skeleton when the vertebrates’ body mass are increasing. Also noted increase of the mechanical function of the radius compared with the ulna in vertebrates.##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
УГОДА
ПРО ПЕРЕДАЧУ АВТОРСЬКИХ ПРАВ
Я, автор статті/Ми, автори рукопису статті _______________________________________________________________________
у випадку її прийняття до опублікування передаємо засновникам та редколегії наукового видання «Вісник Черкаського Університету: Серія Біологічні науки» такі права:
1. Публікацію цієї статті українською (англійською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
2. Розповсюдження електронної версії статті через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях, тощо).
При цьому зберігаємо за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
1. Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
4. Розміщувати електронні копії статті (зокрема кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
a. персональних web-pecypcax усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги, тощо);
b. web-pecypcax установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
с. некомерційних web-pecypcax відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
Цією угодою ми також засвідчуємо, що поданий рукопис відповідає таким критеріям:
1. Не містить закликів до насильства, розпалювання расової чи етнічної ворожнечі, які викликають занепокоєння, є загрозливими, ганебними, наклепницькими, жорстокими, непристойними, вульгарними тощо.
2. Не порушує авторських прав та права інтелектуальної власності інших осіб або організацій; містить всі передбачені чинним законодавством про авторське право посилання на цитованих авторів та / або видання, а також використовувані в статті результати і факти, отримані іншими авторами чи організаціями.
3. Не був опублікований раніше в інших видавництвах та не був поданий до публікації в інші видання.
4. Не включає матеріали, що не підлягають опублікуванню у відкритій пресі, згідно з чинним законодавством.
____________________ ___________________
підпис П.І.Б. автора
"___"__________ 20__ р.
Посилання
Богданович И. А. Особенности формы поперечных сечений длинных костей конечности у птиц / И. А. Богданович, В. И. Клыков // Vestnik zoologii. – 2011. – Т. 45. – №3. – С. 283-288.
Клыков В. И. Скелет конечностей некоторых хищных млекопитающих (морфология, пропорции, аллометрия) / В. И. Клыков, К. С. Мусабеков // Материалы по функциональной морфологии скелета конечностей представителей хищных и копытных млекопитающих. – К.: Институт зоологии АН Украины, 1993. – С. 3-26.
Клыков В. И. Некоторые морфо-биомеханические аспекты адаптации скелета конечностей копытных (Ungulata) / В. И. Клыков, К. П. Мельник, В. А. Клыкова // Материалы по функциональной морфологии скелета конечностей представителей хищных и копытных млекопитающих. – К.: Институт зоологии АН Украины, 1993. – С. 26-50.
Мельник К. П. Локомоторный аппарат млекопитающих. Вопросы морфологии и биомеханики скелета / К. П. Мельник, В. И. Клыков. – К.: Наукова думка, 1991. – 208 с.
Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных: почему они так важны?: Пер. с англ. / К. Шмидт-Ниельсен. – М.: Мир, 1987. – 259 с.
Alexander R. McN. Allometry of the limbs of antelopes (Bovidae) / R. McN. Alexander // J. Zool., Lond. – 1977. – Vol. 183. – P. 125-146.
Alexander R. McN. Allometry of the limb bones of mammals from shrews (Sorex) to elephant (Loxodonta) / R. McN. Alexander, A.S. Jayes, G. M. O. Maloiy, E. M. Wathuta // J. Zool., Lond. – 1979. – Vol. 189. – P. 305-314.
Blob R. W. Interspecific scaling of the hindlimb skeleton in lizards, crocodilians, felids and canids: does limb bone shape correlate with limb posture? / R. W. Blob // Journal of Zoology, London. – 2000. – Vol. 250. – P. 507-531.
Butcher M. T. In vivo strains in the femur of the Virginia opossum (Didelphis virginiana) during terrestrial locomotion: testing hypotheses of evolutionary shifts in mammalian bone loading and design / M. T. Butcher, B. J. White, N. B. Hudzik, W. C. Gosnell, J. H. A. Parrish, R. W. Blob // The Journal of Experimental Biology. – 2011. – Vol. 214. – P. 2631-2640.
Cubo J. The variation of the cross-sectional shape in the long bones of birds and mammals / J. Cubo, A. Casinos // Annales des Sciences Naturelles. – 1998. – Vol. 36, N 1. – P. 51-62.
Gould S. J. Allometry and size in ontogeny and phylogeny / S. J. Gould // Biol. Rev. Cambridge Phill. Soc. – 1966. – Vol. 41, N 4. – P. 587-640.
Jurist J. M. Human ulnar bending stiffness, mineral content, geometry and strength / J. M. Jurist, A. S. Foltz // J. Biomechanics. – 1977. – Vol. 10. – P. 455–459.
McMahon T. A. Size and shape in biology / T. A. McMahon // Science. – 1973. – Vol. 179. – P. 1201-1204.
McMahon T. A. Allometry and biomechanics: limb bones and adult ungulates / T. A. McMahon // Amer. Natur. – 1975. – Vol. 9. – P. 547-563.
Simons E. L. R. Cross sectional geometry of the forelimb skeleton and flight mode in Pelecaniform birds / E. L. R. Simons, T. L. Hieronymus, P. M. O’Connor // Journal of Morphology. – 2011. – Vol. 272. – P. 958-971.