Selection for longer limbs in mice increases bone stiffness and brittleness, but does not alter bending strength
Notice bibliographique
Résumé
The ability of a bone to withstand loads depends on its structural and material properties. These tend to differ among species with different modes of locomotion, reflecting their unique loading patterns. The evolution of derived limb morphologies, such as the long limbs associated with jumping, may compromise overall bone strength. We evaluated bone mechanical properties in the Longshanks mouse, which was selectively bred for increased tibia length relative to body mass. We combined analyses of 3D shape and cross-sectional geometry of the tibia, with mechanical testing and bone composition assays, to compare bone strength, elastic properties and mineral composition in Longshanks mice and randomly bred controls. Our data show that, despite being more slender, cortical geometry and predicted bending strength of the Longshanks tibia were similar to controls. In whole bone bending tests, measures of bone bending strength were similar across groups; however, Longshanks tibiae were significantly more rigid, more brittle, and required less than half the energy to fracture. Tissue-level elastic properties were also altered in Longshanks mice, but the bones did not differ from the control in water content, ash content or density. These results indicate that while Longshanks bones are as strong as control tibiae, selection for increased tibia length has altered its elastic properties, possibly through changes in organic bony matrix composition. We conclude that selection for certain limb morphologies, and/or selection for rapid skeletal growth, can lead to tissue-level changes that can increase the risk of skeletal fracture, which in turn may favor the correlated evolution of compensatory mechanisms to mitigate increased fracture risk, such as delayed skeletal maturity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».