Sandra Nauwelaerts onbezoldigd medewerker

Onderzoek Sandra Nauwelaerts

Onderzoeksgroep

Vergelijkende functionele en ecologische morfologie van de perissodactyl ledemaat: inzicht in de adaptieve evolutie van de paardachtigen. 01/10/2016 - 30/09/2018

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Evolutie van monodactyly in de Equidae (Perissodactyla). 01/10/2015 - 30/09/2019

Abstract

Een van de meest bekende evolutielijn is de paardensequentie. Deze reeks wordt dikwijls voorgesteld als een opeenvolging van overgangsfossielen van een viertenig paard ter grootte van een hond tot de huidige gedomesticeerde vorm. Echter, de reeks is eigenlijk afkomstig van informatie van verschillende vormen van fossielen verdeeld over de verschillende vertakkingen van de evolutionaire stamboom van het paard. De huidige hypothese is dat de reductie van het aantal tenen nodig was voor een cursoriale (lopend) levenswijze. De verlenging van de distale segmenten en het lopen op de tip van de tenen zorgden voor grotere staplengtes and dat had grotere loopsnelheden tot gevolg. Om de langere benen lichter te maken zodat ze gemakkelijker naar voren konden worden gebracht, werd het aantal tenen gereduceerd. De middelste teen werd versterkt om stabiliteit te behouden. Nadelen van het lopen op de middelste teen is een afname in behendigheid en in de mogelijk tot het lopen over zachte substraten. Dit project stelt voor om het beschreven scenario te doorgronden via een gedetailleerde vergelijkende studie op paarden en hun nog levende verwanten. Door de anatomie en bewegingen van ezels, zebra's en andere paardachtigen te bestuderen krijgen we inzicht in de mechanismes verantwoordelijk voor de reductie in het aantal tenen. De bewegingen van de poot zullen worden geregistreerd met behulp van twee hoge snelheidscameras. Tegelijkertijd worden de krachten en de drukken onder de hoeven gemeten zodat we een totaalbeeld krijgen van de de mechanica van de poot. Deze informatie kan vervolgend worden geanalyseerd in een zogenaamde inverse dynamische analyse. Die geeft voor elk gewricht het verloop van het vermogen in de tijd, een indicatie voor de motor controle verantwoordelijk voor de beweging. Deze patronen kunnen we dan vergelijken tussen de soorten en we kunnen een link tussen de anatomie en de motor controle leggen. De experimenten op de levende dieren zullen gebeuren in samenwerking met Europese zoos. Uiteindelijk zullen dan simulaties gedaan worden waarbij de bewegingen van fossiele soorten zullen worden voorspeld op basis van de resultaten op de nog levende soorten. Evolutionare modellen zullen worden gebruikt om na te gaan hoe pootanatomie en motor controle binnen de perissodactyli zijn gelinkt. Dit deel van het project noodzaakt de integratie van de resultaten van het werk van Jamie MacLaren en Sandra Nauwelaerts, beiden momenteel gefinancierd door FWO-Fl ).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Vergelijkende functionele en ecologische morfologie van de perissodactyl ledemaat: inzicht in de adaptieve evolutie van de paardachtigen. 01/10/2014 - 30/09/2016

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Biomechanische analyse van hedendaagse Perissodactyli soorten: inzage in de evolutie van de morfologie van de poot van paardachtigen. 01/10/2013 - 30/09/2014

Abstract

Een van de meest bekende evolutielijnen is deze van de paardachtigen. Deze wordt dikwijls voorgesteld als een opeenvolging van overgangsfossielen van een viertenig dier ter grootte van een hond tot het huidige gedomesticeerde paard. Echter, deze reeks van overgangsfossielen zit verspreid over de fylogenetische boom. De huidige hypothese is dat de reductie van het aantal tenen voordelig is voor een cursoriale (lopend) levenswijze. De verlenging van de distale pootsegmenten en het lopen op de tip van de tenen zorgen voor grotere staplengtes met grotere loopsnelheden tot gevolg. Om de langere poten lichter te maken zodat ze gemakkelijker naar voren kunnen worden gebracht, werd het aantal tenen gereduceerd. De middelste teen werd versterkt om stabiliteit te behouden. Nadelen van het lopen op de middelste teen is een afname in behendigheid en in de mogelijk tot het lopen over zachte substraten. Dit project stelt voor om het beschreven scenario te doorgronden via een gedetailleerde vergelijkende studie op paarden en hun nog levende verwanten. Door de anatomie en bewegingen van ezels, zebra's, paarden en de verwante tapirs en neushoorns te bestuderen krijgen we inzicht in de mechanismen verantwoordelijk voor de reductie in het aantal tenen. De pootbewegingen zullen worden geregistreerd met behulp van twee hoge snelheidscameras. Tegelijkertijd worden de krachten en de drukken onder de hoeven gemeten. Deze informatie kan dan vervolgens gecombineerd worden met massadistributie-data in een zogenaamde inverse dynamische analyse. Dit geeft voor elk gewricht het verloop van het netto moment en vermogen in de tijd, een indicatie voor de motor controle verantwoordelijk voor de beweging. Deze patronen kunnen we dan vergelijken tussen de soorten waarna we een link tussen de anatomie en de motor controle leggen. De experimenten op de levende dieren zullen gebeuren in samenwerking met Europese zoos. Een ander luik is de anatomie van de poot. Gedetailleerde informatie over gewrichtsoppervlakken en rotatieassen zullen worden geëxtraheerd uit 3D scans van de botten van de poten van de soorten waarvan we ook bewegingsanalyses hebben. De experimenten op de osteologische specimens zullen gebeuren in samenwerking met Europese musea. Evolutionare modellen zullen worden gebruikt om na te gaan hoe pootanatomie en motor controle binnen de Perissodactyli zijn gelinkt. Dit werk zal een basis vormen voor toekomstig werk op de fossiele voorouders van het genus Equus.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Vergelijkende studie van de functionele morfologie van de voortbeweging bij de Perissodactyla. 01/10/2012 - 22/06/2016

Abstract

Dit project stelt voor om gedetailleerd onderzoek uit te voeren naar het gedomesticeerde paard, dit om een vereenvoudigd protocol te verkrijgen dat gebruikt is om de voortbeweging bij paarden en hun familieleden te onderzoeken. Door het bestuderen van ezels, zebra's, paarden en de nauw verwante rinoceros en tapir willen we evolutionaire patronen binnen deze groep detecteren, die we dan verder hopen te kunnen extrapoleren naar uitgestorven soorten. Door gebruik te maken van virtuele modellen van de anatomie van deze uitgestorven soorten, gebaseerd op museummateriaal, willen we deze soorten 'tot leven' brengen en willen we afleiden hoe zij zich in hun omgeving verplaatsten. Daarmee kunnen we testen of de huidige leden van het genus Equus konden overleven doordat ze sneller en/of efficiënter konden voortbewegen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Een musculoskeletaal model van het paard ontwikkeld met als primair doel de studie van motor controle van de voorpoten tijdens de voortbeweging. 01/10/2009 - 30/09/2012

Abstract

De globale doelstelling van dit project is het definiëren van biomechanische controle van de voorpootbewegingen gebruik makend van musculosketaal modelleren gecombineerd met empirische data. De hypotheses van het onderzoek zijn: (1) omdat de pezen in de distale gewrichten passief werken, kunnen ze de toegenomen lading niet weerstaan en worden ze systematisch meer uitgerekt, (2) hyperextensie kan worden voorkomen door meer spierkracht ter hoogte van de actieve gewrichten, (3) gewrichtsreactiekrachten nemen toe onder toenemende lading en (4) veranderen van richting.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Individuele variatie in morfologie, morfometrie en prestatie in locomotie bij Rana esculanta. 01/01/2002 - 31/12/2003

Abstract

De evolutie van de amphibia is gekenmerkt door vele grote radiaties. Opvallend hierbij is dat al deze radiaties hun oorsprong kennen in een terrestrische voorouder. Sommige lijnen bleven terrestrisch, terwijl anderen terugkeerden naar een aquatische levenswijze. Bij kikkers heeft deze voorouderlijke levenswijze een stempel gedrukt op de evolutie van zijn voortbewegingswijze: in elke kikker-groep vinden we morfologische adaptaties aan een springende voortbeweging terug. Ondanks de duidelijk conflicterende eisen die zwemmen en springen aan het voortbewegingsapparaat stellen, werd de energetische consequenties ervan nooit verder bestudeerd. Zwemmen kan bijvoorbeeld beschouwd worden als een inefficiënte aktiviteit omdat het een onderbroken, niet-continue beweging is. Traagzwemmende kikkers gebruiken een andere zwemtechniek, wat hen in staat stelt wél aan een constante snelheid te zwemmen. Samenvattend kan men de doelstelling van deze studie beschrijven als het quantificeren van de energetische kosten verbonden aan zwemmen en springen en hun mechanische verschillen bij een modelsoort (Rana esculenta). Deze gegevens zullen inzicht verschaffen in de oorsprong van een mogelijke trade-off tussen zwemmen en springen bij Anura.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Individuele variatie in morfologie, morfometrie en prestatie in locomotie bij Rana esculanta. 01/01/2000 - 31/12/2001

Abstract

De evolutie van de amphibia is gekenmerkt door vele grote radiaties. Opvallend hierbij is dat al deze radiaties hun oorsprong kennen in een terrestrische voorouder. Sommige lijnen bleven terrestrisch, terwijl anderen terugkeerden naar een aquatische levenswijze. Bij kikkers heeft deze voorouderlijke levenswijze een stempel gedrukt op de evolutie van zijn voortbewegingswijze: in elke kikker-groep vinden we morfologische adaptaties aan een springende voortbeweging terug. Ondanks de duidelijk conflicterende eisen die zwemmen en springen aan het voortbewegingsapparaat stellen, werd de energetische consequenties ervan nooit verder bestudeerd. Zwemmen kan bijvoorbeeld beschouwd worden als een inefficiënte aktiviteit omdat het een onderbroken, niet-continue beweging is. Traagzwemmende kikkers gebruiken een andere zwemtechniek, wat hen in staat stelt wél aan een constante snelheid te zwemmen. Samenvattend kan men de doelstelling van deze studie beschrijven als het quantificeren van de energetische kosten verbonden aan zwemmen en springen en hun mechanische verschillen bij een modelsoort (Rana esculenta). Deze gegevens zullen inzicht verschaffen in de oorsprong van een mogelijke trade-off tussen zwemmen en springen bij Anura.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Project type(s)

    • Onderzoeksproject

    Neuromechanica van de voortbeweging bij kikkers : historisch of ecologisch bepaald ? 01/01/1999 - 30/09/1999

    Abstract

    De evolutie van de amphibia is gekenmerkt door vele grote radiaties. Opvallend hierbij is dat al deze radiaties hun oorsprong kennen in een terrestrische voorouder. Sommige lijnen bleven terrestrisch, terwijl anderen terugkeerden naar een aquatische levenswijze. Bij kikkers heeft deze voorouderlijke levenswijze een stempel gedrukt op de evolutie van zijn voortbewegingswijze: in elke kikker-groep vinden we morfologische adaptaties aan een springende voortbeweging terug. Ondanks de duidelijk conflicterende eisen die zwemmen en springen aan het voortbewegingsapparaat stellen, werd de energetische consequenties ervan nooit verder bestudeerd. Zwemmen kan bijvoorbeeld beschouwd worden als een inefficiënte aktiviteit omdat het een onderbroken, niet-continue beweging is. Traagzwemmende kikkers gebruiken een andere zwemtechniek, wat hen in staat stelt wél aan een constante snelheid te zwemmen. Samenvattend kan men de doelstelling van deze studie beschrijven als het quantificeren van de energetische kosten verbonden aan zwemmen en springen en hun mechanische verschillen bij een modelsoort (Rana esculenta). Deze gegevens zullen inzicht verschaffen in de oorsprong van een mogelijke trade-off tussen zwemmen en springen bij Anura.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

      Project type(s)

      • Onderzoeksproject