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Changes in limb posture with body size in sprawling quadrupeds: implications for the evolution of body size

伸展四足动物的肢体姿势随体型的变化：对体型进化的影响

基本信息

批准号：
22KJ1506
负责人：
飯島正也
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1506/
关键词：
バイオメカニクスワニ類ロコモーションモデリング骨ひずみ

项目摘要

アメリカン・アリゲーターをモデルとして，這歩き→直立姿勢進化のバイオメカニクスを研究した．這歩き動物における姿勢と体サイズの関連性を探るため，幼体～成体を用いて，四肢キネマティクスと床反力の比較，および筋骨格モデル作成を進めた．英国王立獣医大学を拠点とし，アメリカンアリゲーターのCT及びMRIスキャンデータをもとに，四肢の骨格形態と筋肉の走向を反映した筋骨格モデルを構築した．既にプロトタイプのモデルを完成させたため，今後はこのモデルのスケール比を変えて微調整し，取得済みであるワニの運動時の三次元動作を組み込むことで，関節毎のモーメントや骨内のひずみ解析を進めていく．2022年4月には，米国フロリダ州セントオーガスティン・アリゲーターファームにて体長2m以上の成体アリゲーターを用いて歩行測定を行った．動作解析の結果，アリゲーターの歩行時の歩容や四肢姿勢が体サイズによって変化し，特に大型個体は体重支持の負担を減らすように直立気味の姿勢を採ることを突き止めた．体サイズ依存の四肢姿勢の変化は，哺乳類や鳥類にも見られることから，陸上歩行の機械的制約と関連する可能性がある．また，アリゲーターの体の重心は，体サイズの増加に伴って後方に移動し，後肢の相対的な床反力が増大していた．一方で，体重に対する体積比では，前肢の成長が後肢よりも早く，体サイズ依存の床反力の変化と一致しなかった．これは，前肢筋の活動量が，発揮筋力や仕事量の限界に近いため，大型アリゲーターが後肢よりも前肢の筋量増加を優先させていることを示唆する．

The evolution of upright posture is studied in this paper. The relationship between body posture and body posture of these animals is explored. The relationship between body posture and body posture is explored. King's College of Medicine, UK In April 2022, the joint analysis of the three dimensional movement was carried out. For adults over 2m in length, the test is conducted in the middle. As a result of motion analysis, the walking posture and limb posture of large individuals, especially the weight support burden, were reduced. The possibility that the body depends on the posture of the limbs, mammals and birds, and the mechanical constraints of walking on land. Also, the center of gravity of the body is opposite, and as the body support increases and the rear moves, the corresponding bed reaction force in the hind legs increases. On the one hand, the body weight is related to the volume ratio, the forelimb growth is related to the hind limb growth, and the body weight is related to the bed reaction force. The amount of muscle activity in the forelimbs increases, the amount of muscle activity in the hindlimbs increases, and the amount of muscle activity in the hindlimbs increases.