A strong relationship between bone macrostructural morphology and bone mechanical function has been well documented and is an essential component of many vertebrate biomechanical studies. However, a vastly richer data set could be had if the relationship between bone microstructure and bone function were as well understood. This thesis enumerates the bone microstructure-function relationship in a statistically consistent manor in extant endotherms. / Phylogeny, physiology and function have been shown to independently contribute to bone microstructure morphology. However, rarely have two or more of these factors been examined in combination. In this work the author used various statistical and experimental techniques to quantify the contribution of each of these factors to bone microstructure. / This work is organized into four parts: First, a review of methods used to quantify bone microstructure is given and a new method for quantifying vascular orientation proposed. This method allows the researcher to observe vascular orientation as an unbiased continuous measure and therefore complete more extensive statistical testing. Second, an analysis of the use of skeletochronology for aging three species of extant carnivores is given. This technique, although rarely used in extant endotherms, is commonly used for aging specimens from palaeontological findings. Upon discovering a significant discordance between organismal age and skeletochronology in the carnivorans studied here, I discuss the validity of its use in palaeontology. Third, using a sample of seven carnivoran species, the impact of phylogeny, function and physiology on bone microstructure was tested using a variance partitioning method. It was found that phylogeny has a large and significant impact on bone microstructural characteristics but only in conjunction with functional and physiological variables. When considering the effects of the three "pure" factors I found that physiological factors are the major drivers of bone microstructure. To further explore these findings, the final chapter presents an experimental study on the effects of biomechanical function and repeated loading on the humerus and tibiotarsus in Helmeted GuineaFowl. It was found that the type of strain and the repetition of strain from exercise both significantly impact bone microstructure but the relationship between tensile, compressive and shear strains to microstructure is complex with no obvious correlation. / Il existe une forte relation entre la morphologie de la structure macroscopique des os et leurs caractéristiques fonctionnelles au niveau mécanique. Cette relation est bien documentée et est un aspect essentiel de plusieurs études sur la biomécanique des vertébrés. Cependant, un ensemble de données beaucoup plus étoffé serait disponible si la relation entre la morphologie de la microstructure des os et leur fonction était mieux comprise. La présente thèse comporte une énumération des relations entre la microstructure des os et leurs caractéristiques fonctionnelles chez certaines espèces actuelles d'endothermes, en suivant une approche statistique cohérente. / Il a été démontré que la phylogénie, la fonction et la physiologie contribuent séparément à la morphologie de la microstructure des os. Cependant, les effets combinés de deux ou plusieurs de ces facteurs ont rarement été examinés. Dans la présente étude, l'auteur a utilisé plusieurs méthodes statistiques et expérimentales afin de quantifier l'impact respectif de chacun de ces facteurs sur la microstructure des os. / Cette thèse est organisée en quatre parties. D'abord, une revue des méthodes utilisées pour quantifier la microstructure des os est présentée et une nouvelle méthode pour quantifier l'orientation vasculaire est proposée. Cette nouvelle méthode permet d'observer l'orientation vasculaire d'une manière continue et non-biaisée, et permet donc une analyse statistique plus approfondie. Ensuite, l'utilisation de la squelettochronologie pour la détermination de l'âge de trois espèces de carnivores est analysée. Cette technique, bien que rarement utilisée pour déterminer l'âge chez les endothermes actuels, est communément employée pour les espèces paléontologiques. À la suite de la découverte d'une discordance significative entre l'âge des organismes et la squelettochronologie chez les carnivores étudiés ici, la validité de cette technique en paléontologie est discutée. En troisième partie, à partir d'un échantillon de sept espèces de carnivores et au moyen d'une analyse de partition de variance, l'impact de la phylogénie, de la fonction et de la physiologie sur la microstructure des os a été testé. Il a été découvert que la phylogénie avait un impact important sur la microstructure des os, mais seulement en conjonction avec les variables liées à la fonction et à la physiologie. Lorsque les effets des trois facteurs « purs » étaient considérés, la physiologie était le facteur qui contribuait le plus à la variabilité observée dans la microstructure des os. Afin d'examiner ces résultats plus en détail, le chapitre final présente une expérience investiguant les effets d'une charge répétée et de la fonction biomécanique sur l'humérus et le tibiotarse de la pintade de Numidie (Numida meleagris). Le type d'effort et la répétition de l'effort imposé par l'exercice avaient tous les deux un impact significatif sur la microstructure des os, mais les relations entre les forces de tension, de compression et de cisai
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.86513 |
| Date | January 2010 |
| Creators | De Boef, Maria Elizabeth |
| Contributors | Hans Carl Larsson (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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