肉食動物の仙骨の形態学的進化

Morphological evolution of the carnivoran sacrum.

• Juan Miguel Esteban
• Alberto Martín-Serra
• Ceferino Varón-González
• Alejandro Pérez-Ramos
• David Velasco
• Francisco J Pastor
• Borja Figueirido

抄録

仙骨は脊椎動物の骨格の重要な部分であり、尾部と椎骨柱の前仙骨領域、そして骨盤を介して後肢を連結している。したがって、その形態と機能を理解することは、脊椎動物の生態形態学において非常に重要な意味を持つ。しかし、機能に関連した形態学的進化を定量化した形態学的研究が少ないのが現状です。本研究の主な目的は、三次元(3D)幾何学的形態計測法を用いて、哺乳類の食肉目における仙骨の機能に関連した形態的進化を調べることである。系統的な背景の下で主成分分析を行った結果、仙骨の形態変化は主に骨格の他の部位と関節する関節部に集中しており、筋肉負荷の増加による関節部のストレスに対する抵抗力を高めていることが明らかになった。さらに、仙骨の形態は、尾の長さを体長に換算した場合の尾の長さと、体の長さを体重に換算した場合の体の長さの両方に関係していることを示しました。肉食動物の仙骨は、分析した種の運動要求に応じて進化してきたが、運動に関しては、各科が同じ機能要求に対応するために、別の形態学的解決策を辿ってきたと結論づけた。

The sacrum is a key piece of the vertebrate skeleton, since it connects the caudal region with the presacral region of the vertebral column and the hind limbs through the pelvis. Therefore, understanding its form and function is of great relevance in vertebrate ecomorphology. However, it is striking that morphometric studies that quantify its morphological evolution in relation to function are scarce. The main goal of this study is to investigate the morphological evolution of the sacrum in relation to its function in the mammalian order Carnivora, using three-dimensional (3D) geometric morphometrics. Principal component analysis under a phylogenetic background indicated that changes in sacrum morphology are mainly focused on the joint areas where it articulates with other parts of the skeleton allowing resistance to stress at these joints caused by increasing muscle loadings. In addition, we demonstrated that sacrum morphology is related to both the length of the tail relativised to the length of the body, and the length of the body relativised to body mass. We conclude that the sacrum in carnivores has evolved in response to the locomotor requirements of the species analysed, but in locomotion, each family has followed alternative morphological solutions to address the same functional demands.

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