Tadpole Locomotion: Axial Movement and Tail Functions in a Largely Vertebraeless Vertebrate1
Notice bibliographique
Résumé
Synopsis.Tadpoles are exceptional among vertebrates in lacking vertebrae along most of their body axis. Their caudal myotomes are also unusually simple for free-living vertebrates. This overall morphological simplicity, in theory, makes tadpoles good models for exploring how vertebrates control undulatory movements. We used electromyography (EMG), high speed ciné, computational fluid dynamics (CFD), and mechanical tissue testing to understand how Rana tadpoles regulate their locomotion.Bullfrog (Rana catesbeiana) tadpoles have several patterns of muscle activity, each specific to a particular swimming behavior. Ipsilateral muscles in the tail were active either in series or simultaneously, depending on the tadpole's velocity, and linear and angular acceleration. When R. catesbeiana larvae swam at their natural preferred tail beat frequency, muscles at the caudal end of their tail were inactive. Mechanical tests of tissue further suggest that the preferred tail beat frequency closely matches the resonance frequency of the tail thus minimizing the energetic cost of locomotion.CFD modeling has demonstrated that the characteristically high amplitude oscillations at a tadpole's snout during normal rectilinear locomotion do not add to drag, as might be supposed, but rather help generate thrust. Mechanical testing of the tadpole tail fin has revealed that the fin is viscoelastic and stiffer in small rather than large deformations. This property (among others) allows the tail to be light and flexible, yet stiff enough to generate thrust in the absence of a bony or cartilaginous skeleton.Many recent studies have documented predator-induced polyphenism in tadpole tail shape. We suggest that this developmental plasticity in locomotor structures is more common in tadpoles than in other vertebrates because tadpoles do not need to reform skeletal tissue to change overall caudal shape.Tadpole tail fins and tip, in the absence of any skeleton, are fragile and often scarred by predators. Based on the high incidence of tail fin injury seen in tadpoles in the wild, we suggest that the tadpole tail fin and tip may play an ecological role that goes beyond serving as a propeller to help tadpoles stay beyond predators' reach. Those soft tissue axial structures, by failing under very small tensile loads, may also allow tadpoles to tear free of a predator's grasp.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».