Scaling of long bones in ruminants with respect to the scapula

The significance of the scapula for locomotion is becoming more and more established. Studies of locomotion in small and medium-sized mammals show a considerable amplitude of the scapula and a large contribution to step length. Taking this into account, long bone studies of forelimb movement restricted to the ‘arm’ miss one important segment. A regression model (reduced major axis) was used for analysis of a sample of 77 species of ruminants. This sample was divided according to (1) phylogenetic relationships and (2) habitat. The proximal elements of the limbs, scapula and humerus in the anterior extremity, femur in the hindlimb, show a similar scaling in the different analyses. The changes to limb proportions in the different subsamples are caused by the variability of the distal segments. The anterior extremity scales with a higher coefficient than the hindlimb in all analyses. Concepts like elastic or geometric similarity are inadequate for long bone scaling when the full range of body size in the sample is used. Taking all analyses into account, the differences in limb proportions are due more to phylogenetic relationships than to habitat. Zusammenfassung Kinematische Untersuchungen in den letzten Jahren haben die Bedeutung der Scapulabewegung wahrend der Lokomotion nachgewiesen. In kleinen bis mittelgrosen Saugetieren weist die Scapula einen vergleichbaren Bewegungsumfang auf. Die Scapula tragt masgeblich zum Rumpfvortrieb bei. Bisherigen Proportionsanalysen, die sich ausschlieslich auf die Elemente des Armes beschranken, fehlt damit ein wesentlicher Teil der Vorderextremitat. Die Proportionsanalysen in dieser Arbeit beinhalten einen Datensatz von 77 Ruminantia-Arten und basieren auf dem Modell II (reduced major axis) der Regressionsanalyse. Der Datensatz wurde nach phylogenetischem Aspekt und Habitat aufgeteilt. Die proximalen Elemente der Extremitaten, Scapula und Humerus in der Vorderextremitat, Femur in der Hinterextremitat, skalieren in den unterschiedlichen Analysen jeweils einheitlich. Die Scapula verhalt sich positiv allometrisch zur Korpermasse. Sie weist zumeist auch den relativ hochsten Anteil an der Verlangerung der gesamten Vorderextremitat auf, den geringsten hat hier der Humerus. Bei Vernachlassigung der Scapula scheint innerhalb der Bovidae der relative Anteil des Humerus, ebenso wie der des Radius, an der Gesamtbeinlange mit steigendem Korpergewicht zuzunehmen. In den Cervidae hingegen, wird der jeweilige Trend der einzelnen Extremitaensegmente nur akzentuiert. Veranderungen der Extremitatenproportionen in den nach phylogenetischen und funktionellen Aspekten aufgeteilten Datensatzen ist durch die Variabilitat der distalen Elemente bedingt. Die Vorderextremitat skaliert in allen Untersuchungen mit einem hoheren Regressionskoeffizienten als die Hinterextremitat. Bei Berucksichtigung von Tieren des gesamten Massenspektrums der Ruminantia sind sowohl das Konzept der geometrischen als auch das der elastischen Ahnlichkeit fur eine Beschreibung der Skalierung von Langknochen inadequat. Unterschiede der Extremitatenproportionen sind starker durch die Phylogenie als durch das Habitat bedingt.