Finite element analysis of the femur of Japanese quail ( Coturnix coturnix japonica ) / Análisis por elementos finitos del fémur de codorniz japonesa ( Coturnix coturnix japonica )

The biomechanical performance of limb bones is useful to reflect an animal's adaptation to external loads and behaviors. In this study, we used the finite element method to simulate the load acting on the intact femur of the Japanese quails (Coturnix coturnix japonica) in the context of terrestrial locomotion and take-off for flight, in order to explore the functional significance of the femoral form and limb postures. It is shown that the distribution of stress was similar in all cases, furthermore, the lower 2/3 of the dorsal and ventral region of the femur suffered higher stress, and the junction between the distal diaphysis and the medial condyle was the most vulnerable area. The stress reaches its highest value under the condition of about 90-100 degrees of loading angle; when this angle is larger than 110 degrees, the femur will be relatively safe. These findings suggested that quail femur is more suitable to terrestrial locomotion than take-off. This kind of work will contribute to revealing the locomotor behavior of fossil taxa.

El rendimiento biomecánico de los huesos de los miembros es útil para reflejar la adaptación de un animal a las cargas y comportamientos externos. En este estudio, utilizamos el método de elementos finitos para simular la carga que actúa sobre el fémur intacto de las codornices japonesas (Coturnix coturnix japonica) en el contexto de la locomoción terrestre y el despegue para el vuelo, con el objetivo de explorar la importancia funcional de la forma femoral y posición de los miembros. En el estudio, la distribución del estrés fue similar en todos los casos; además, los 2/3 inferiores de la región dorsal y ventral del fémur sufrieron un mayor estrés, y la unión entre la diáfisis distal y el cóndilo medial fue el área más vulnerable. La tensión alcanza su mayor valor bajo la condición de, aproximadamente, 90-100 grados de ángulo de carga; cuando este ángulo es mayor a 110 grados, el fémur esta relativamente seguro. Estos hallazgos sugieren que el fémur de codorniz es más adecuado para la locomoción terrestre que para el despegue. Este tipo de trabajo contribuirá a revelar el comportamiento locomotor de los taxones fósiles.

Postnatal variation of limb bones in the Japanese quail, Coturnix coturnix japonica / Variación postnatal de huesos de los miembros en la codorniz japonesa, Coturnix coturnix japonica

Changes in body size over ontogeny may influence the ontogenetic development of long bones, and thus important to our understanding of variation in morphological, physiological, and life-history traits within species. In this study, we sample the entire measurements of the Japanese quail (Coturnix coturnix japonica) of individual skeletons, to investigate the ontogenetic allometry of limb bone proportions by Reduced Major Axis (RMA) regression. The ulna and humerus were both positively allometric in relation to body mass, with their proximal ends growth more rapidly than other regions. Hindlimb bones exhibited more than one allometric pattern. The tarsometatarsus was negative; the femur presented positive allometry, with the width and depth of the proximal end scaled more strongly; measurements of the tibiotarsus were dominated by more rapid growth, especially the width of the proximal end. The growth patterns are suggested to be correlated with the ontogeny of behavior, and reflect the muscular requirements for different mode of locomotion.

Los cambios en el tamaño corporal sobre la ontogenia pueden influir en el desarrollo ontogenético de los huesos largos, y por lo tanto es importante conocer la variación en sus rasgos morfológicos, fisiológicos y la historia de vida dentro de las especies. En este estudio, se muestran las mediciones completas de esqueletos individuales de codorniz japonesa (Coturnix coturnix japonica), para investigar la alometría ontogenética de las proporciones de los huesos de los miembros mediante la regresión del Eje Mayor Reducido (RMA). La ulna y el húmero fueron ambos positivos alométricamente en relación a la masa corporal, con un crecimiento más ligero de sus extremos proximales que de otras regiones. Los huesos de los miembros posteriores mostraron más de un patrón alométrico. El tarsometatarsus fue negativo; el fémur presentó alometría positiva, con un ancho y profundidad del extremo proximal importantes. Las mediciones del tibiotarso presentaron un crecimiento más rápido, sobre todo la anchura del extremo proximal. Los patrones de crecimiento sugieren estar correlacionados con la ontogenia de la conducta, y reflejan los requisitos musculares para un modo de locomoción diferente.

Forelimb myology of the golden pheasant (crysolophus pictus) / Miología del miembro anterior del faisán dorado (chrysolophus pictus)

Morphological work on the appendicular myology of birds forms the basis for comparative, functional and systematic studies, but our knowledge of the descriptive anatomy of birds is still very incomplete. The musculature of the wing muscles of the Golden Pheasant (Chrysolophus pictus), an endemic species of China, is studied in detail. All wing muscles are present as in other Galliformes. Myological characteristics including the absence of a deep layer of M. pectoralis pars thoracicus, well development of anterbrachial muscles, as well as the occurrence of a distinct fleshy slip from the proximal belly of M. biceps brachii, are suggested to be associated with its flapping flight. This paper is the prelude to functional analysis on muscle architecture in this species and may serve as a basis for future taxonomic comparisons.

El trabajo morfológico en la miología apendicular de las aves constituye la base para los estudios comparativos, funcionales y sistemáticos, sin embargo, nuestro conocimiento de la anatomía descriptiva de las aves es aún muy incompleto. Se estudió en detalle la musculatura de las alas del faisán de oro (Chrysolophus pictus), una especie endémica de China. Todos los músculos de las alas están presentes tal como en otros Galliformes. Características miológicas que se estima están asociadas con su vuelo de aleteo, incluyen la ausencia de una capa profunda de M. pectoral pars thoracicus, el buen desarrollo de los músculos anterbrachiales, como también la ocurrencia de un deslizamiento carnoso del vientre proximal de M. bíceps braquial. Este documento es el inicio de un análisis funcional de la arquitectura muscular en esta especie y puede servir de base para futuras comparaciones taxonómicas.