Dankon pro vizito de Nature.com.La versio de retumilo, kiun vi uzas, havas limigitan CSS-subtenon.Por plej bonaj rezultoj, ni rekomendas uzi pli novan version de via retumilo (aŭ malŝalti kongruecreĝimon en Internet Explorer).Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stilo aŭ JavaScript.
Tiu studo taksis regionan diversecon en homa krania morfologio uzante geometrian homologiomodelon bazitan sur skandatenoj de 148 etnoj ĉirkaŭ la mondo.Tiu metodo uzas ŝablon-konvenan teknologion por generi homologajn maŝojn elfarante ne-rigidajn transformojn uzantajn ripetan plej proksiman punktan algoritmon.Aplikante ĉefkomponentan analizon al la 342 elektitaj homologaj modeloj, la plej granda ŝanĝo en totala grandeco estis trovita kaj klare konfirmita por malgranda kranio de Sudazio.La due plej granda diferenco estas la longo al larĝproporcio de la neŭrokranio, montrante la kontraston inter la longformaj kranioj de afrikanoj kaj la konveksaj kranioj de nordorientaj azianoj.Indas noti, ke ĉi tiu ingredienco malmulte rilatas al vizaĝa konturo.Bonkonataj vizaĝtrajtoj kiel elstaraj vangoj ĉe nordorientaj azianoj kaj kompaktaj makzelaj ostoj ĉe eŭropanoj estis reasertitaj.Ĉi tiuj vizaĝaj ŝanĝoj estas proksime rilataj al la konturo de la kranio, precipe al la grado de inklino de la alfrontaj kaj okcipitaj ostoj.Alometriaj padronoj estis trovitaj en vizaĝaj proporcioj relative al totala kraniograndeco;en pli grandaj kranioj la vizaĝaj konturoj tendencas esti pli longaj kaj pli mallarĝaj, kiel estis pruvita en multaj indianoj kaj nordorientaj azianoj.Kvankam nia studo ne inkludis datumojn pri mediaj variabloj, kiuj povas influi kranian morfologion, kiel klimato aŭ dietaj kondiĉoj, granda datuma aro de homologaj kraniaj ŝablonoj estos utila por serĉi malsamajn klarigojn pri skeletaj fenotipaj trajtoj.
Geografiaj diferencoj en la formo de la homa kranio estas delonge studitaj.Multaj esploristoj taksis la diversecon de media adapto kaj/aŭ natura selektado, precipe klimataj faktoroj1,2,3,4,5,6,7 aŭ masticacia funkcio depende de nutraj kondiĉoj5,8,9,10, 11,12.13. .Krome, kelkaj studoj koncentriĝis pri botelkolo-efikoj, genetika drivo, gena fluo aŭ stokastikaj evoluaj procezoj kaŭzitaj de neŭtralaj genaj mutacioj14,15,16,17,18,19,20,21,22,23.Ekzemple, la sfera formo de pli larĝa kaj pli mallonga krania volbo estis klarigita kiel adapto al selektema premo laŭ la regulo de Allen24, kiu postulas ke mamuloj minimumigas varmoperdon reduktante korpsurfacareon relative al volumeno2,4,16,17,25. .Aldone, kelkaj studoj uzantaj la regulon de Bergmann26 klarigis la rilaton inter kraniograndeco kaj temperaturo3,5,16,25,27, sugestante ke totala grandeco tendencas esti pli granda en pli malvarmaj regionoj por malhelpi varmoperdon.La mekanisma influo de masticatoria streso sur la kreskopadrono de la krania volbo kaj vizaĝaj ostoj estis diskutita rilate al manĝkondiĉoj rezultiĝantaj el kuirarta kulturo aŭ porvivaj diferencoj inter farmistoj kaj ĉasistoj-kolektistoj8,9,11,12,28.La ĝenerala klarigo estas, ke malpliigita maĉa premo reduktas la malmolecon de la vizaĝaj ostoj kaj muskoloj.Pluraj tutmondaj studoj ligis kranioformdiversecon ĉefe al la fenotipaj sekvoj de neŭtrala genetika distanco prefere ol al media adapto21,29,30,31,32.Alia klarigo por ŝanĝoj en kranioformo baziĝas sur la koncepto de izometria aŭ alometria kresko6,33,34,35.Ekzemple, pli grandaj cerboj tendencas havi relative pli larĝajn fruntlobojn en la tielnomita "Broca's ĉapo" regiono, kaj la larĝo de la fruntloboj pliiĝas, evolua procezo kiu estas konsiderita bazita sur alometria kresko.Aldone, studo ekzamenanta longperspektivajn ŝanĝojn en kranioformo trovis alometrian tendencon al brakicefalio (la tendenco de la kranio fariĝi pli sfera) kun kreskanta alteco33.
Longa historio de esplorado en kranian morfologion inkludas provojn identigi la subestajn faktorojn respondecajn por diversaj aspektoj de la diverseco de kraniaj formoj.Tradiciaj metodoj uzitaj en multaj fruaj studoj estis bazitaj sur duvariaj liniaj mezurdatenoj, ofte uzante Martin aŭ Howell-difinojn36,37.Samtempe, multaj el la supre menciitaj studoj uzis pli altnivelajn metodojn bazitajn sur spaca 3D geometria morfometrio (GM) teknologio5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38.39. Ekzemple, la glita duonorientiga metodo, bazita sur fleksa energio minimumigo, estis la plej ofte uzata metodo en transgena biologio.Ĝi projekcias duonorientaĵojn de la ŝablono sur ĉiu specimeno glitante laŭ kurbo aŭ surfaco38,40,41,42,43,44,45,46.Inkluzive de tiaj supermetaj metodoj, la plej multaj 3D GM-studoj uzas ĝeneraligitan Procrustes-analizon, la ripetan plej proksiman punkton (ICP) algoritmon 47 por permesi rektan komparon de formoj kaj kapton de ŝanĝoj.Alternative, la maldika plato spline (TPS) 48,49 metodo ankaŭ estas vaste utiligita kiel ne-rigida transformmetodo por mapado de duonorientiĝaj paraleligoj al maŝ-bazitaj formoj.
Kun la evoluo de praktikaj 3D-tutkorpaj skaniloj ekde la malfrua 20-a jarcento, multaj studoj uzis 3D-tutkorpajn skaniloj por grandecmezuradoj50,51.Skanaj datenoj estis utiligitaj por ĉerpi korpodimensiojn, kio postulas priskribi surfacformojn kiel surfacojn prefere ol punktonuboj.Padrono estas tekniko evoluigita tiucele en la kampo de komputila grafiko, kie la formo de surfaco estas priskribita per plurlatera maŝmodelo.La unua paŝo en padrono estas prepari maŝmodelon por uzi kiel ŝablonon.Kelkaj el la verticoj kiuj konsistigas la ŝablonon estas famaĵoj.La ŝablono tiam estas misformita kaj konformigita al la surfaco por minimumigi la distancon inter la ŝablono kaj la punktonubo konservante la lokajn formajn trajtojn de la ŝablono.Famaĵoj en la ŝablono respondas al famaĵoj en la punktonubo.Uzante ŝablonkongruon, ĉiuj skandatenoj povas esti priskribitaj kiel maŝmodelo kun la sama nombro da datenpunktoj kaj la sama topologio.Kvankam preciza homologio ekzistas nur en la gravaj pozicioj, oni povas supozi ke ekzistas ĝenerala homologio inter la generitaj modeloj ĉar la ŝanĝoj en la geometrio de la ŝablonoj estas malgrandaj.Tial, kradmodeloj kreitaj per ŝablonadaptigo estas foje nomitaj homologiomodeloj52.La avantaĝo de ŝablonadaptigo estas ke la ŝablono povas esti misformita kaj adaptita al malsamaj partoj de la celobjekto kiuj estas space proksimaj al la surfaco sed malproksime de ĝi (ekzemple, la zigomata arko kaj la temporala regiono de la kranio) sen influado de ĉiu. alia.deformado.Tiamaniere, la ŝablono povas esti sekurigita al disbranĉiĝantaj objektoj kiel la torso aŭ brako, kun la ŝultro en staranta pozicio.La malavantaĝo de ŝablonadaptigo estas la pli alta komputa kosto de ripetaj ripetoj, tamen, dank' al signifaj plibonigoj en komputila agado, tio ne plu estas problemo.Analizante la koordinatajn valorojn de la verticoj, kiuj konsistigas la maŝmodelon, uzante multvariajn analizteknikojn kiel ekzemple ĉefkomponenta analizo (PCA), eblas analizi ŝanĝojn en la tuta surfaca formo kaj virtuala formo ĉe ajna pozicio en la distribuo.povas esti ricevita.Kalkuli kaj bildigu53.Nuntempe, maŝmodeloj generitaj per ŝablona alĝustigo estas vaste uzataj en formanalizo en diversaj kampoj52,54,55,56,57,58,59,60.
Progresoj en fleksebla retregistra teknologio, kunligita kun la rapida evoluo de porteblaj 3D-skanaj aparatoj kapablaj skani je pli alta rezolucio, rapideco kaj moviĝeblo ol CT, faciligas registri 3D-surfacajn datumojn sendepende de loko.Tiel, en la kampo de biologia antropologio, tiaj novaj teknologioj plibonigas la kapablon kvantigi kaj statistike analizi homajn specimenojn, inkluzive de kraniaj specimenoj, kio estas la celo de ĉi tiu studo.
En resumo, ĉi tiu studo uzas altnivelan 3D-homologian modeligan teknologion bazitan sur ŝablona kongruo (Figuro 1) por taksi 342 kraniajn specimenojn elektitajn el 148 populacioj tutmonde per geografiaj komparoj tra la globo.Diverseco de krania morfologio (Tablo 1).Por kalkuli ŝanĝojn en krania morfologio, ni aplikis analizojn de PCA kaj ricevilaj operaciaj karakterizaĵoj (ROC) al la datuma aro de la homologia modelo, kiun ni generis.La trovoj kontribuos al pli bona kompreno de tutmondaj ŝanĝoj en krania morfologio, inkluzive de regionaj padronoj kaj malkreskanta ordo de ŝanĝo, korelaciitaj ŝanĝoj inter kraniaj segmentoj, kaj la ĉeesto de alometriaj tendencoj.Kvankam ĉi tiu studo ne traktas datumojn pri eksteraj variabloj reprezentitaj de klimato aŭ dietaj kondiĉoj, kiuj povas influi kranian morfologion, la geografiaj ŝablonoj de krania morfologio dokumentitaj en nia studo helpos esplori la mediajn, biomekanikajn kaj genetikajn faktorojn de krania variado.
Tablo 2 montras la proprajn valorojn kaj PCA-kontribuajn koeficientojn aplikitajn al nenormigita datumaro de 17,709 verticoj (53,127 XYZ-koordinatoj) de 342 homologaj kraniaj modeloj.Kiel rezulto, 14 ĉefaj komponantoj estis identigitaj, kies kontribuo al la totala varianco estis pli ol 1%, kaj la totala parto de varianco estis 83.68%.La ŝarĝaj vektoroj de la 14 ĉefaj komponentoj estas registritaj en Suplementa Tabelo S1, kaj la komponentopoentaroj kalkulitaj por la 342 kraniaj specimenoj estas prezentitaj en Suplementa Tabelo S2.
Ĉi tiu studo taksis naŭ gravajn komponentojn kun kontribuoj pli ol 2%, kelkaj el kiuj montras grandan kaj signifan geografian varion en krania morfologio.Figuro 2 prezentas kurbojn generitajn de ROC-analizo por ilustri la plej efikajn PCA-komponentojn por karakterizi aŭ apartigi ĉiun kombinaĵon de specimenoj tra ĉefaj geografiaj unuoj (ekz., inter afrikaj kaj ne-afrikaj landoj).La polinezia kombinaĵo ne estis testita pro la malgranda specimena grandeco uzita en ĉi tiu testo.Datumoj pri la signifo de diferencoj en AUC kaj aliaj bazaj statistikoj kalkulitaj per ROC-analizo estas montritaj en Suplementa Tabelo S3.
ROC-kurboj estis aplikitaj al naŭ ĉefkomponentaj taksoj bazitaj sur vertica datumaro konsistanta el 342 masklaj homologaj kraniaj modeloj.AUC: Areo sub la kurbo ĉe 0.01% signifo uzata por distingi ĉiun geografian kombinaĵon de aliaj totalaj kombinaĵoj.TPF estas vera pozitiva (efika diskriminacio), FPF estas falsa pozitiva (nevalida diskriminacio).
La interpreto de la ROC-kurbo estas resumita malsupre, temigante nur la komponentojn kiuj povas diferencigi kompargrupojn havante grandan aŭ relative grandan AUC kaj altnivelan de signifo kun verŝajneco sub 0.001.La sudazia komplekso (Fig. 2a), konsistanta ĉefe el specimenoj el Barato, signife diferencas de aliaj geografie miksitaj specimenoj, ke la unua komponanto (PC1) havas signife pli grandan AUC (0.856) kompare kun la aliaj komponantoj.Karakterizaĵo de la afrika komplekso (Fig. 2b) estas la relative granda AUC de PC2 (0.834).Aŭstro-Melanesians (Fig. 2c) montris similan tendencon al subsaharaj afrikanoj per PC2 kun relative pli granda AUC (0.759).Eŭropanoj (Fig. 2d) klare diferencas en la kombinaĵo de PC2 (AUC = 0.801), PC4 (AUC = 0.719) kaj PC6 (AUC = 0.671), la Nordorienta Azia specimeno (Fig. 2e) signife diferencas de PC4, kun relative relative. pli granda 0.714, kaj la diferenco de PC3 estas malforta (AUC = 0.688).La sekvaj grupoj ankaŭ estis identigitaj kun pli malaltaj AUC-valoroj kaj pli altaj signifoniveloj: Rezultoj por PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) kaj PC1 (AUC = 0.649) montris, ke indianoj (Fig. 2f) kun specifaj grupoj. karakterizaĵoj asociitaj kun ĉi tiuj komponantoj, Sudorientaj Azianoj (Fig. 2g) diferenciĝis tra PC3 (AUC = 0.660) kaj PC9 (AUC = 0.663), sed la ŝablono por specimenoj de Mezoriento (Fig. 2h) (inkluzive de Nordafriko) korespondis.Kompare kun aliaj ne estas multe da diferenco.
En la sekva paŝo, por vide interpreti tre korelaciitajn verticojn, areoj de la surfaco kun altaj ŝarĝvaloroj pli grandaj ol 0,45 estas kolorigitaj kun X, Y, kaj Z-koordinataj informoj, kiel montrite en Figuro 3. La ruĝa areo montras altan korelacion kun X-aksaj koordinatoj, kiuj respondas al la horizontala transversa direkto.La verda regiono estas tre korelaciita kun la vertikala koordinato de la Y-akso, kaj la malhelblua regiono estas altagrade korelaciita kun la sagitala koordinato de la Z-akso.La helblua regiono estas rilata al la Y-koordinataj aksoj kaj la Z-koordinataj aksoj;rozkolora - miksita areo asociita kun la X kaj Z koordinataksoj;flava - areo asociita kun la X kaj Y koordinataj aksoj;La blanka areo konsistas el la X, Y kaj Z koordinata akso reflektita.Tial, ĉe ĉi tiu ŝarĝvalorsojlo, PC 1 estas ĉefe rilata al la tuta surfaco de la kranio.La 3 SD virtuala kranioformo ĉe la kontraŭa flanko de ĉi tiu komponenta akso ankaŭ estas prezentita en ĉi tiu figuro, kaj disformaj bildoj estas prezentitaj en Suplementa Video S1 por vide konfirmi, ke PC1 enhavas faktorojn de ĝenerala kraniograndeco.
Frekvencdistribuo de PC1-poentoj (normala konvena kurbo), kolormapo de la kraniosurfaco estas tre korelaciita kun PC1-verticoj (klarigo de koloroj relative al La grandeco de kontraŭaj flankoj de ĉi tiu akso estas 3 SD. La skalo estas verda sfero kun diametro. de 50 mm.
Figuro 3 montras frekvencan distribuan intrigon (normala konvena kurbo) de individuaj PC1-poentoj kalkulitaj aparte por 9 geografiaj unuoj.Aldone al la taksoj de la kurbo de ROC (Figuro 2), la taksoj de sudazianoj estas iagrade signife misformitaj maldekstren ĉar iliaj kranioj estas pli malgrandaj ol tiuj de aliaj regionaj grupoj.Kiel indikite en Tabelo 1, tiuj Sud-Azianoj reprezentas etnojn en Hindio inkluzive de la Andamanaj kaj Nikobaraj Insuloj, Sri-Lanko kaj Bangladeŝo.
La dimensia koeficiento estis trovita sur PC1.La eltrovo de tre korelaciitaj regionoj kaj virtualaj formoj rezultigis la klarigon de formfaktoroj por komponentoj krom PC1;tamen, grandfaktoroj ne estas ĉiam tute forigitaj.Kiel montrite komparante la ROC-kurbojn (Figuro 2), PC2 kaj PC4 estis la plej diskriminaciaj, sekvitaj de PC6 kaj PC7.PC3 kaj PC9 estas tre efikaj ĉe dividado de la specimena populacio en geografiajn unuojn.Tiel, ĉi tiuj paroj de komponaj aksoj skeme prezentas disvastigojn de komputilaj partituroj kaj koloraj surfacoj tre korelaciitaj kun ĉiu komponanto, kaj ankaŭ virtualajn formajn deformadojn kun dimensioj de kontraŭaj flankoj de 3 SD (Fig. 4, 5, 6).La konveksa karenpriraportado de provaĵoj de ĉiu geografia unuo reprezentita en tiuj intrigoj estas ĉirkaŭ 90%, kvankam ekzistas iom da grado da interkovro ene de la aretoj.Tablo 3 provizas klarigon pri ĉiu PCA-komponento.
Disvastigiloj de PC2 kaj PC4-poentoj por kraniaj individuoj de naŭ geografiaj unuoj (supro) kaj kvar geografiaj unuoj (malsupro), intrigoj de krania surfackoloro de verticoj altagrade korelaciis kun ĉiu komputilo (rilate al X, Y, Z).Kolora klarigo de la aksoj: vidu tekston), kaj la deformado de la virtuala formo sur kontraŭaj flankoj de tiuj aksoj estas 3 SD.La skalo estas verda sfero kun diametro de 50 mm.
Disvastigiloj de PC6 kaj PC7-poentoj por kraniaj individuoj de naŭ geografiaj unuoj (supro) kaj du geografiaj unuoj (malsupro), kraniaj surfacaj kolorintrigoj por verticoj tre korelaciitaj kun ĉiu komputilo (rilate al X, Y, Z).Kolora klarigo de la aksoj: vidu tekston), kaj la deformado de la virtuala formo sur kontraŭaj flankoj de tiuj aksoj estas 3 SD.La skalo estas verda sfero kun diametro de 50 mm.
Disvastigiloj de PC3 kaj PC9-poentoj por kraniaj individuoj de naŭ geografiaj unuoj (supro) kaj tri geografiaj unuoj (malsupro), kaj kolorintrigoj de la kraniosurfaco (relative al X, Y, Z-aksoj) de verticoj altagrade korelaciitaj kun ĉiu komputila kolorinterpreto : cm .teksto), same kiel virtualajn formformiĝojn sur kontraŭaj flankoj de tiuj aksoj kun magnitudo de 3 SD.La skalo estas verda sfero kun diametro de 50 mm.
En la grafikaĵo montranta la poentarojn de PC2 kaj PC4 (Fig. 4, Suplementaj Videoj S2, S3 montrante misformitajn bildojn), la surfaca kolormapo ankaŭ montriĝas kiam la ŝarĝvalora sojlo estas agordita pli alta ol 0.4, kiu estas pli malalta ol en PC1 ĉar PC2-valoro la totala ŝarĝo estas malpli ol en PC1.
Plilongigo de la frontaj kaj okcipitaj loboj en la sagitala direkto laŭ la Z-akso (malhelblua) kaj la parietala lobo en la korona direkto (ruĝa) sur rozo), la Y-akso de la okcipito (verda) kaj la Z-akso de la frunto (malhelblua).Ĉi tiu grafikaĵo montras la poentarojn por ĉiuj homoj tra la mondo;tamen, kiam ĉiuj specimenoj konsistantaj el granda nombro da grupoj estas montritaj kune samtempe, la interpreto de disvastigaj ŝablonoj estas sufiĉe malfacila pro la granda kvanto de interkovro;tial, de nur kvar ĉefaj geografiaj unuoj (t.e., Afriko, Aŭstralazio-Melanezio, Eŭropo kaj Nordorienta Azio), specimenoj estas disigitaj sub la grafeo kun 3 SD virtuala krania deformado ene de ĉi tiu gamo de komputilaj poentoj.En la figuro, PC2 kaj PC4 estas paroj de partituroj.Afrikanoj kaj aŭstro-melanezianoj pli interkovras kaj estas distribuitaj direkte al la dekstra flanko, dum eŭropanoj estas disigitaj direkte al la supra maldekstro kaj nordorientazianoj tendencas grupiĝi direkte al malsupra maldekstro.La horizontala akso de PC2 montras ke afrikaj/aŭstraliaj melanezianoj havas relative pli longan neŭrokranio ol aliaj homoj.PC4, en kiu la eŭropaj kaj nordorientaziaj kombinaĵoj estas loze apartigitaj, estas rilata al la relativa grandeco kaj projekcio de la zigomaj ostoj kaj la laterala konturo de la kalvario.La poentadskemo montras, ke eŭropanoj havas relative mallarĝajn makzelajn kaj zigomatajn ostojn, pli malgrandan tempan fosan spacon limigitan per la zigomata arko, vertikale levita frunto osto kaj plata, malalta okcipita osto, dum nordorientazianoj tendencas havi pli larĝajn kaj pli elstarajn zigomatajn ostojn. .La fruntlobo estas klinita, la bazo de la okcipita osto estas levita.
Kiam vi fokusiĝas al PC6 kaj PC7 (Fig. 5) (Suplementaj Videoj S4, S5 montrante misformitajn bildojn), la kolorintrigo montras ŝarĝvaloran sojlon pli grandan ol 0.3, indikante, ke PC6 estas asociita kun makzela aŭ alveola morfologio (ruĝa: X-akso kaj verda).Y-akso), temporala osta formo (blua: Y kaj Z-aksoj) kaj okcipitala osta formo (rozkolora: X kaj Z-aksoj).Krom fruntlarĝo (ruĝa: X-akso), PC7 ankaŭ korelacias kun la alteco de la antaŭaj makzelaj alveoloj (verda: Y-akso) kaj Z-aksa kapoformo ĉirkaŭ la parietotemporal regiono (malhelblua).En la supra panelo de Figuro 5, ĉiuj geografiaj specimenoj estas distribuitaj laŭ la PC6 kaj PC7-komponentopoentaroj.Ĉar ROC indikas ke PC6 enhavas ecojn unikajn al Eŭropo kaj PC7 reprezentas indianajn ecojn en tiu analizo, tiuj du regionaj provaĵoj estis selekteme intrigitaj sur tiu paro de komponentaksoj.Indianoj, kvankam vaste inkluzivitaj en la specimeno, estas disaj en la supra maldekstra angulo;male, multaj eŭropaj provaĵoj tendencas situi en la malsupra dekstra angulo.La paro PC6 kaj PC7 reprezentas la mallarĝan alveolaran procezon kaj relative larĝan neŭrokranion de eŭropanoj, dum amerikanoj estas karakterizitaj per mallarĝa frunto, pli granda makzelo, kaj pli larĝa kaj pli alta alveolara proceso.
ROC-analizo montris, ke PC3 kaj/aŭ PC9 estis oftaj en sudorientaj kaj nordorient-aziaj populacioj.Sekve, la poentarparoj PC3 (verda supra vizaĝo sur la y-akso) kaj PC9 (verda malsupra vizaĝo sur la y-akso) (Fig. 6; Suplementaj Videoj S6, S7 provizas morphed bildojn) reflektas la diversecon de orientazianoj., kiu akre kontrastas al la altaj vizaĝproporcioj de nordorientaj azianoj kaj la malalta vizaĝformo de sudorientaj azianoj.Krom tiuj vizaĝtrajtoj, alia karakterizaĵo de kelkaj nordorientaj azianoj estas la lambda kliniĝo de la okcipitala osto, dum kelkaj sudorientaj azianoj havas mallarĝan kraniobazon.
La supra priskribo de la ĉefaj komponentoj kaj la priskribo de PC5 kaj PC8 estis preterlasitaj ĉar neniuj specifaj regionaj karakterizaĵoj estis trovitaj inter la naŭ ĉefaj geografiaj unuoj.PC5 rilatas al la grandeco de la mastoida procezo de la temporala osto, kaj PC8 reflektas la malsimetrion de totala kranioformo, ambaŭ montrante paralelajn variojn inter la naŭ geografiaj provaĵkombinaĵoj.
Krom disvastigoj de individu-nivelaj PCA-poentoj, ni ankaŭ provizas disvastigojn de grupaj rimedoj por ĝenerala komparo.Tiucele, meza krania homologiomodelo estis kreita de vertica datumaro de individuaj homologiomodeloj de 148 etnoj.Duvariaj intrigoj de la poentaro aroj por PC2 kaj PC4, PC6 kaj PC7, kaj PC3 kaj PC9 estas montritaj en Suplementa Figuro S1, ĉiuj kalkulitaj kiel la averaĝa kraniomodelo por la specimeno de 148 individuoj.Laŭ tiu maniero, disaj intrigoj kaŝas individuajn diferencojn ene de ĉiu grupo, enkalkulante pli klaran interpreton de kranisimilecoj pro subestaj regionaj distribuoj, kie padronoj egalas tiujn prezentitajn en individuaj intrigoj kun malpli interkovro.Suplementa Figuro S2 montras la totalan averaĝan modelon por ĉiu geografia unuo.
Krom PC1, kiu estis asociita kun totala grandeco (Suplementa Tabelo S2), alometriaj rilatoj inter totala grandeco kaj kranioformo estis ekzamenitaj uzante centroidajn dimensiojn kaj arojn de PCA-taksoj de ne-normaligitaj datumoj.Alometriaj koeficientoj, konstantaj valoroj, t-valoroj kaj P-valoroj en la signifo-testo estas montritaj en Tabelo 4. Neniuj signifaj alometrikaj ŝablonoj komponantoj asociitaj kun ĝenerala kraniograndeco estis trovitaj en iu krania morfologio ĉe la P <0.05-nivelo.
Ĉar iuj grandecaj faktoroj povas esti inkluzivitaj en komputilaj taksoj bazitaj sur ne-normaligitaj datumserioj, ni plue ekzamenis la alometrian tendencon inter centroida grandeco kaj komputilaj poentoj kalkulitaj per datumaj aroj normaligitaj per centroida grandeco (PCA-rezultoj kaj poentaroj estas prezentitaj en Suplementaj Tabeloj S6. )., C7).Tabelo 4 montras la rezultojn de la alometria analizo.Tiel, signifaj alometriaj tendencoj estis trovitaj ĉe la 1%-nivelo en PC6 kaj ĉe la 5%-nivelo en PC10.Figuro 7 montras la regresajn deklivojn de ĉi tiuj log-liniaj rilatoj inter komputilaj poentoj kaj centroida grandeco kun imitaĵoj (± 3 SD) ĉe ambaŭ finoj de la logcentroida grandeco.La PC6-poentaro estas la rilatumo de la relativa alteco kaj larĝo de la kranio.Ĉar la grandeco de la kranio pliiĝas, la kranio kaj vizaĝo iĝas pli altaj, kaj la frunto, okulkavoj kaj nazotruoj tendencas esti pli proksime kune flanke.La padrono de provaĵdisvastigo indikas ke tiu proporcio estas tipe trovita en Nordorientaj azianoj kaj indianoj.Plie, PC10 montras tendencon al proporcia redukto en mezvizaĝa larĝo sendepende de geografia regiono.
Por la signifaj alometriaj rilatoj listigitaj en la tabelo, la deklivo de la log-linia regreso inter la komputila proporcio de la formokomponento (akirita de la normaligitaj datenoj) kaj la centroida grandeco, la virtuala forma deformado havas grandecon de 3 SD sur la kontraŭa flanko de la linio de 4.
La sekva padrono de ŝanĝoj en krania morfologio estis montrita tra la analizo de datenserioj de homologaj 3D surfacmodeloj.La unua komponento de PCA rilatas al totala kraniograndeco.Oni longe opiniis, ke la pli malgrandaj kranioj de sud-azianoj, inkluzive de specimenoj de Hindio, Sri-Lanko kaj la Andamanaj Insuloj, Bangladeŝo, ŝuldiĝas al sia pli malgranda korpograndeco, kongrua kun la ekogeografia regulo aŭ insula regulo de Bergmann613,5,16,25, 27,62 .La unua rilatas al temperaturo, kaj la dua dependas de la disponeblaj spacoj kaj manĝaĵoj de la ekologia niĉo.Inter la komponantoj de formo, la plej granda ŝanĝo estas la rilatumo de la longo kaj larĝo de la krania volbo.Tiu trajto, nomumita PC2, priskribas la proksiman rilaton inter la proporcie longformaj kranioj de aŭstro-melanesianoj kaj afrikanoj, same kiel diferencojn de la sferaj kranioj de kelkaj eŭropanoj kaj nordorientaj azianoj.Ĉi tiuj karakterizaĵoj estis raportitaj en multaj antaŭaj studoj bazitaj sur simplaj liniaj mezuradoj37,63,64.Krome, tiu trajto estas rilata al brakicefalio en ne-afrikanoj, kiu estis longe diskutita en antropometriaj kaj osteometriaj studoj.La ĉefa hipotezo malantaŭ ĉi tiu klarigo estas ke malpliigita masticado, kiel maldensiĝo de la temporalis muskolo, reduktas premon sur la ekstera skalpo5,8,9,10,11,12,13.Alia hipotezo implikas adaptadon al malvarmaj klimatoj reduktante kapsurfacareon, sugestante ke pli sfera kranio minimumigas surfacareon pli bone ol sfera formo, laŭ la reguloj de Allen16,17,25.Surbaze de la rezultoj de la nuna studo, ĉi tiuj hipotezoj nur povas esti taksitaj surbaze de la kruckorelacio de kraniaj segmentoj.Resume, niaj PCA-rezultoj ne plene subtenas la hipotezon, ke krania longo-larĝa rilatumo estas grave influita de maĉkondiĉoj, ĉar PC2 (longa/brakicefala komponanto) ŝarĝo ne estis signife rilata al vizaĝaj proporcioj (inkluzive de relativaj makzelaj dimensioj).kaj la relativa spaco de la temporala foso (reflektante la volumenon de la temporalismuskolo).Nia nuna studo ne analizis la rilaton inter kranioformo kaj geologiaj mediaj kondiĉoj kiel temperaturo;tamen, klarigo bazita sur la regulo de Allen povas esti konsiderata kiel kandidathipotezo por klarigi brakicefalon en malvarmklimataj regionoj.
Signifa vario tiam estis trovita en PC4, sugestante ke nordorientaj azianoj havas grandajn, elstarajn zigomatajn ostojn sur la makzelo kaj zigomataj ostoj.Tiu ĉi trovo kongruas kun konata specifa karakterizaĵo de siberianoj, kiuj supozeble adaptiĝis al ekstreme malvarmaj klimatoj per antaŭenmovo de la zigomataj ostoj, rezultigante pliigitan volumenon de la sinusoj kaj pli plata vizaĝo 65 .Nova trovo de nia homologa modelo estas, ke vango kliniĝo ĉe eŭropanoj estas rilata al reduktita alfronta deklivo, same kiel platigitaj kaj mallarĝaj okcipitaj ostoj kaj nuka konkavaĵo.En kontrasto, nordorientazianoj tendencas havi deklivajn fruntojn kaj levitajn okcipitalajn regionojn.Studoj de la okcipitala osto uzante geometriajn morfometriajn metodojn35 montris, ke aziaj kaj eŭropaj kranioj havas pli platan nukan kurbon kaj pli malaltan pozicion de la okcipito kompare kun afrikanoj.Tamen, niaj disvastigoj de PC2 kaj PC4 kaj PC3 kaj PC9-paroj montris pli grandan varion en azianoj, dum eŭropanoj estis karakterizitaj per plata bazo de la okcipito kaj pli malalta okcipito.Nekonsekvencoj en aziaj trajtoj inter studoj povas ŝuldiĝi al diferencoj en la etnaj specimenoj uzataj, ĉar ni provis grandan nombron da etnoj el larĝa spektro de Nordorienta kaj Sudorienta Azio.Ŝanĝoj en la formo de la okcipitala osto ofte estas rilataj al muskola evoluo.Tamen, ĉi tiu adapta klarigo ne respondecas pri la korelacio inter frunto kaj okcipita formo, kiu estis pruvita en ĉi tiu studo sed verŝajne ne estis plene pruvita.Ĉi-rilate, indas konsideri la rilaton inter korpa pezo-ekvilibro kaj la centro de gravito aŭ cervika krucvojo (foramen magnum) aŭ aliaj faktoroj.
Alia grava komponento kun granda ŝanĝebleco estas rilata al la evoluo de la masticatoria aparato, reprezentita per la makzelaj kaj tempaj fosoj, kiu estas priskribita per kombinaĵo de partituroj PC6, PC7 kaj PC4.Tiuj konsiderindaj reduktoj en kraniaj segmentoj karakterizas eŭropajn individuojn pli ol iu alia geografia grupo.Ĉi tiu trajto estis interpretita kiel rezulto de malkreskinta stabileco de vizaĝa morfologio pro la frua evoluo de agrikulturaj kaj manĝpretaj teknikoj, kiuj siavice reduktis la mekanikan ŝarĝon sur la masticatoria aparato sen potenca masticatoria aparato9,12,28,66.Laŭ la hipotezo de masticacia funkcio, 28 ĉi tio estas akompanata de ŝanĝo en la fleksado de la krania bazo al pli akuta krania angulo kaj pli sfera krania tegmento.De tiu perspektivo, agrikulturaj populacioj tendencas havi kompaktajn vizaĝojn, malpli protrusion de la mandiblo, kaj pli globformajn meningojn.Tial, ĉi tiu deformado povas esti klarigita per la ĝenerala skizo de la flanka formo de la kranio de eŭropanoj kun reduktitaj masticaj organoj.Tamen, laŭ ĉi tiu studo, ĉi tiu interpreto estas kompleksa ĉar la funkcia signifo de la morfologia rilato inter la globosa neŭrokranio kaj la evoluo de la masticatoria aparato estas malpli akceptebla, kiel oni konsideras en antaŭaj interpretoj de PC2.
La diferencoj inter Nordorientaj Azianoj kaj Sudorientaj Azianoj estas ilustritaj per la kontrasto inter alta vizaĝo kun dekliva okcipitala osto kaj mallonga vizaĝo kun mallarĝa kraniobazo, kiel montrite en PC3 kaj PC9.Pro la manko de geoekologiaj datumoj, nia studo provizas nur limigitan klarigon por ĉi tiu trovo.Ebla klarigo estas adaptiĝo al malsama klimato aŭ nutraj kondiĉoj.Aldone al ekologia adaptado, lokaj diferencoj en la historio de populacioj en Nordorienta kaj Sudorienta Azio ankaŭ estis enkalkulitaj.Ekzemple, en orienta Eŭrazio, du-tavola modelo estis hipotezita por kompreni la disvastigon de anatomie modernaj homoj (AMH) bazita sur kraniaj morfometriaj datenoj67,68.Laŭ tiu ĉi modelo, la "unua nivelo", tio estas, la originaj grupoj de Malfrupleistoceno AMH-koloniigistoj, havis pli-malpli rektan devenon de la indiĝenaj loĝantoj de la regiono, kiel la modernaj aŭstro-melanezianoj (p. Unua tavolo)., kaj poste spertis grandskalan miksaĵon de nordaj agrikulturaj popoloj kun nordorientaziaj trajtoj (dua tavolo) en la regionon (antaŭ proksimume 4,000 jaroj).Genfluo mapita uzante "du-tavolan" modelon estos bezonata por kompreni sudorient azian kranian formon, pro tio, ke sudorient azia krania formo povas dependi parte de loka unuanivela genetika heredo.
Taksante kranian similecon uzante geografiajn unuojn mapitajn uzante homologajn modelojn, ni povas konkludi la subestan loĝantarhistorion de AMF en scenaroj ekster Afriko.Multaj malsamaj "el Afriko" modeloj estis proponitaj por klarigi la distribuadon de AMF bazita sur skeletaj kaj genomaj datenoj.El tiuj, lastatempaj studoj indikas ke AMH-koloniigo de areoj ekster Afriko komenciĝis antaŭ proksimume 177,000 jaroj69,70.Tamen, la longdistanca distribuado de AMF en Eŭrazio dum tiu periodo restas necerta, ĉar la vivejoj de tiuj fruaj fosilioj estas limigitaj al la Proksima Oriento kaj Mediteranea Maro proksime de Afriko.La plej simpla kazo estas ununura setlejo laŭ migra vojo de Afriko ĝis Eŭrazio, preterirante geografiajn barojn kiel Himalajo.Alia modelo sugestas multoblajn ondojn de migrado, la unua el kiuj disvastiĝis de Afriko laŭ la Hinda Oceana marbordo ĝis Sudorienta Azio kaj Aŭstralio, kaj tiam disvastiĝis en nordan Eŭrazion.La plej multaj el tiuj studoj konfirmas ke AMF disvastiĝis multe preter Afriko antaŭ proksimume 60,000 jaroj.Ĉi-rilate, la aŭstralazia-melaneziaj (inkluzive de Papuo) provaĵoj montras pli grandan similecon al afrikaj provaĵoj ol al iu ajn alia geografia serio en ĉefkomponentanalizo de homologiomodeloj.Ĉi tiu trovo subtenas la hipotezon, ke la unuaj AMF-distribugrupoj laŭ la suda rando de Eŭrazio ekestis rekte en Afriko22,68 sen signifaj morfologiaj ŝanĝoj en respondo al specifaj klimatoj aŭ aliaj signifaj kondiĉoj.
Koncerne alometrian kreskon, analizo uzanta formajn komponentojn derivitajn de malsama datumaro normaligita per centroida grandeco montris signifan alometrian tendencon en PC6 kaj PC10.Ambaŭ komponentoj rilatas al la formo de la frunto kaj partoj de la vizaĝo, kiuj iĝas pli mallarĝaj kiam la grandeco de la kranio pliiĝas.Nordorientaj azianoj kaj amerikanoj tendencas havi ĉi tiun trajton kaj havi relative grandajn kraniojn.Ĉi tiu trovo kontraŭdiras antaŭe raportitajn alometrajn ŝablonojn en kiuj pli grandaj cerboj havas relative pli larĝajn fruntlobojn en la tielnomita "Broca's ĉapo" regiono, rezultigante pliigitan fruntloban larĝon34.Tiuj diferencoj estas klarigitaj per diferencoj en specimenaj aroj;Nia studo analizis alometrajn ŝablonojn de ĝenerala krania grandeco uzante modernajn populaciojn, kaj komparaj studoj traktas longperspektivajn tendencojn en homa evoluo rilate al cerba grandeco.
Koncerne vizaĝan alometrion, unu studo uzante biometrikajn datumojn78 trovis, ke vizaĝformo kaj grandeco povas esti iomete korelaciitaj, dum nia studo trovis, ke pli grandaj kranioj tendencas esti asociitaj kun pli altaj, pli mallarĝaj vizaĝoj.Tamen, la konsistenco de biometrikaj datenoj estas neklara;Regresaj testoj komparantaj ontogenetikan alometrion kaj senmovan alometrion montras malsamajn rezultojn.Alometria tendenco al sfera kranioformo pro pliigita alteco ankaŭ estis raportita;tamen, ni ne analizis altecdatenojn.Nia studo montras, ke ne ekzistas alometriaj datumoj montrantaj korelacion inter kraniaj globformaj proporcioj kaj ĝenerala krania grandeco en si mem.
Kvankam nia nuna studo ne traktas datumojn pri eksteraj variabloj reprezentitaj de klimato aŭ dietaj kondiĉoj, kiuj verŝajne influos kranian morfologion, la granda datuma aro de homologaj 3D kraniaj surfacaj modeloj uzataj en ĉi tiu studo helpos taksi korelacian fenotipan morfologian variadon.Mediaj faktoroj kiel ekzemple dieto, klimato kaj nutraj kondiĉoj, same kiel neŭtralaj fortoj kiel ekzemple migrado, genfluo kaj genetika drivo.
Ĉi tiu studo inkludis 342 specimenojn de masklaj kranioj kolektitaj de 148 populacioj en 9 geografiaj unuoj (Tablo 1).La plej multaj grupoj estas geografie indiĝenaj specimenoj, dum kelkaj grupoj en Afriko, Nordorienta/Sudorienta Azio kaj la Amerikoj (listigitaj en kursivo) estas etne difinitaj.Multaj kraniaj specimenoj estis elektitaj el la krania mezurdatumbazo laŭ la Martin krania mezurdifino disponigita fare de Tsunehiko Hanihara.Ni elektis reprezentajn virajn kraniojn el ĉiuj etnoj en la mondo.Por identigi membrojn de ĉiu grupo, ni kalkulis eŭklidajn distancojn surbaze de 37 kraniaj mezuradoj de la grupmezuro por ĉiuj individuoj apartenantaj al tiu grupo.Plejofte, ni elektis la 1-4 specimenojn kun la plej malgranda distanco de la meznombro (Aldona Tabelo S4).Por ĉi tiuj grupoj, kelkaj specimenoj estis hazarde elektitaj se ili ne estis listigitaj en la mezurdatumbazo de Hahara.
Por statistika komparo, la 148 loĝantarprovaĵoj estis grupigitaj en ĉefaj geografiaj unuoj, kiel montrite en Tabelo 1. La "afrika" grupo konsistas nur el specimenoj de la subsahara regiono.Specimenoj de Nordafriko estis inkluditaj en la "Mezoriento" kune kun specimenoj de Okcidenta Azio kun similaj kondiĉoj.La nordorient-azia grupo inkluzivas nur homojn de ne-eŭropa deveno, kaj la amerika grupo inkluzivas nur indianojn.Aparte, ĉi tiu grupo estas distribuita sur vasta areo de la nordaj kaj sudamerikaj kontinentoj, en ampleksa vario de medioj.Tamen, ni konsideras la usonan specimenon ene de ĉi tiu ununura geografia unuo, konsiderante la demografian historion de indianoj konsiderataj kiel nordorientaziaj originoj, sendepende de multoblaj migradoj 80 .
Ni registris 3D-surfacajn datumojn de ĉi tiuj kontrastaj kraniaj specimenoj per alt-rezolucia 3D-skanilo (EinScan Pro de Shining 3D Co Ltd, minimuma rezolucio: 0.5 mm, https://www.shining3d.com/) kaj poste generis maŝon.La maŝmodelo konsistas el proksimume 200,000-400,000 verticoj, kaj la inkluzivita programaro estas uzata por plenigi truojn kaj glatigi randojn.
En la unua paŝo, ni uzis skanajn datumojn de iu ajn kranio por krei unu-ŝablonan maŝan kraniomodelon konsistantan el 4485 verticoj (8728 plurlateraj edroj).La bazo de la kranioregiono, konsistanta el la sfenoida osto, petroza temporalosto, palato, makzelaj alveoloj, kaj dentoj, estis forigita de la ŝablono maŝmodelo.La kialo estas ke tiuj strukturoj foje estas nekompletaj aŭ malfacile kompletigeblaj pro maldikaj aŭ maldikaj akraj partoj kiel ekzemple pterigoidaj surfacoj kaj stiloidaj procezoj, dentoeluziĝo kaj/aŭ malkonsekvenca dentaro.La kraniobazo ĉirkaŭ la foramen magnum, inkluzive de la bazo, ne estis forigita ĉar tio estas anatomie grava loko por la loko de la cervikaj artikoj kaj la alteco de la kranio devas esti taksita.Uzu spegulajn ringojn por formi ŝablonon, kiu estas simetria ambaŭflanke.Faru izotropan meshing por konverti plurlaterajn formojn por esti kiel egallateraj kiel eble.
Poste, 56 famaĵoj estis asignitaj al la anatomie respondaj verticoj de la ŝablonmodelo uzante HBM-Rugle-programaron.Famaj agordoj certigas la precizecon kaj stabilecon de orientilo-poziciigo kaj certigas la homologion de ĉi tiuj lokoj en la generita homologiomodelo.Ili povas esti identigitaj surbaze de siaj specifaj trajtoj, kiel montrite en Suplementa Tabelo S5 kaj Suplementa Figuro S3.Laŭ la difino de Bookstein81, la plej multaj el tiuj famaĵoj estas Tipo I-orientiloj situantaj ĉe la intersekciĝo de tri strukturoj, kaj kelkaj estas Tipo II-orientiloj kun punktoj de maksimuma kurbeco.Multaj famaĵoj estis translokigitaj de punktoj difinitaj por liniaj kraniaj mezuradoj en la difino de Martin 36. Ni difinis la samajn 56 famaĵojn por skanitaj modeloj de 342 kraniaj specimenoj, kiuj estis mane asignitaj al anatomie respondaj verticoj por generi pli precizajn homologiomodelojn en la sekva sekcio.
Kap-centra koordinatsistemo estis difinita por priskribi la skanajn datumojn kaj ŝablonon, kiel montrite en Suplementa Figuro S4.La XZ-ebeno estas la Frankfurta horizontala ebeno kiu pasas tra la plej alta punkto (difino de Martin: parto) de la supra rando de la maldekstra kaj dekstra ekstera aŭdkanalo kaj la plej malsupra punkto (difino de Martin: orbito) de la malsupra rando de la maldekstra orbito. ..La X-akso estas la linio liganta la maldekstrajn kaj dekstrajn flankojn, kaj X+ estas la dekstra flanko.La YZ-ebeno pasas tra la mezo de la maldekstra kaj dekstra partoj kaj la radiko de la nazo: Y+ supren, Z+ antaŭen.La referencpunkto (deveno: nula koordinato) estas fiksita ĉe la intersekco de la YZ-ebeno (mezebeno), XZ-ebeno (Frankfort-aviadilo) kaj XY-ebeno (korona ebeno).
Ni uzis HBM-Rugle-programaron (Medic Engineering, Kioto, http://www.rugle.co.jp/) por krei homologan maŝmodelon per ŝablona agordo uzante 56 orientpunktojn (maldekstra flanko de Figuro 1).La kerna programaro, origine evoluigita de la Centro por Cifereca Homa Esploro ĉe la Instituto de Altnivela Industria Scienco kaj Teknologio en Japanio, nomiĝas HBM kaj havas funkciojn por alĝustigi ŝablonojn uzantajn famaĵojn kaj kreante bonajn maŝmodelojn uzante dispartigajn surfacojn82.La posta softvarversio (mHBM) 83 aldonis trajton por padronĝustigo sen famaĵoj por plibonigi konvenan efikecon.HBM-Rugle kombinas mHBM-softvaron kun aldonaj uzant-amikaj funkcioj inkluzive de agordado de koordinatsistemoj kaj regrandigo de enirdatumoj.La fidindeco de la akurateco de programaro estis konfirmita en multaj studoj52,54,55,56,57,58,59,60.
Dum konvenado de HBM-Rugle-ŝablono uzanta famaĵojn, la maŝmodelo de la ŝablono estas supermetita al la celskanaddatenoj per rigida registrado bazita sur ICP-teknologio (minimigante la sumon de la distancoj inter la famaĵoj egalrilatantaj al la ŝablono kaj la celskanaddatenoj), kaj tiam per ne-rigida deformado de la maŝo adaptas la ŝablonon al la celaj skandatenoj.Ĉi tiu konvena procezo estis ripetita trifoje uzante malsamajn valorojn de la du konvenaj parametroj por plibonigi la precizecon de la konveno.Unu el ĉi tiuj parametroj limigas la distancon inter la ŝablonkradmodelo kaj la celaj skanaj datumoj, kaj la alia punas la distancon inter ŝablonaj famaĵoj kaj celaj famaĵoj.La misformita ŝablonmaŝmodelo tiam estis subdividita uzante la ciklan surfacsubdividadalgoritmon 82 por krei pli delikatan maŝmodelon konsistantan el 17,709 verticoj (34,928 pluranguloj).Finfine, la dividita ŝablonkradmodelo estas taŭga al la celskanaddatenoj por generi homologiomodelon.Ĉar la gravaj lokoj estas iomete diferencaj de tiuj en la celaj skandatenoj, la homologiomodelo estis fajnagordita por priskribi ilin uzante la kap-orientiĝan koordinatsistemon priskribitan en la antaŭa sekcio.La averaĝa distanco inter ekvivalentaj homologaj modelorientiĝoj kaj celskanaddatenoj en ĉiuj provaĵoj estis <0.01 mm.Kalkulite per la funkcio HBM-Rugle, la averaĝa distanco inter homologiaj modelaj datumpunktoj kaj celskanadaj datumoj estis 0.322 mm (Suplementa Tabelo S2).
Por klarigi ŝanĝojn en krania morfologio, 17,709 verticoj (53,127 XYZ-koordinatoj) de ĉiuj homologaj modeloj estis analizitaj per ĉefkomponentanalizo (PCA) uzanta HBS-softvaron kreitan fare de la Centro por Cifereca Homa Scienco ĉe la Instituto de Altnivela Industria Scienco kaj Teknologio., Japanio (distribuokomercisto: Medic Engineering, Kioto, http://www.rugle.co.jp/).Ni tiam provis apliki PCA al la nenormaligita datumaro kaj la datumaro normaligita per centroida grandeco.Tiel, PCA bazita sur nenormigitaj datenoj povas pli klare karakterizi la kranian formon de la naŭ geografiaj unuoj kaj faciligi komponentinterpreton ol PCA uzante normigitajn datenojn.
Ĉi tiu artikolo prezentas la nombron da detektitaj ĉefkomponentoj kun kontribuo de pli ol 1% de la totala varianco.Por determini la ĉefajn komponantojn plej efikajn por diferencigi grupojn tra ĉefaj geografiaj unuoj, analizo de ricevilo funkcianta karakterizaĵo (ROC) estis aplikita al ĉefaj komponantoj (PC) poentoj kun kontribuo pli granda ol 2% 84 .Ĉi tiu analizo generas probablan kurbon por ĉiu PCA-komponento por plibonigi klasifikefikecon kaj ĝuste kompari intrigojn inter geografiaj grupoj.La grado de diskriminacia potenco povas esti taksita per la areo sub la kurbo (AUC), kie PCA-komponentoj kun pli grandaj valoroj pli bone kapablas diskriminacii inter grupoj.Ĉi-kvadrata testo tiam estis farita por taksi la nivelon de signifo.ROC-analizo estis farita en Microsoft Excel uzante Bell Curve por Excel-programaro (versio 3.21).
Por bildigi geografiajn diferencojn en krania morfologio, displotoj estis kreitaj uzante komputilajn poentarojn kiuj plej efike distingis grupojn de gravaj geografiaj unuoj.Por interpreti ĉefkomponentojn, uzu kolormapon por bildigi modelverticojn kiuj estas tre korelaciitaj kun ĉefkomponentoj.Krome, virtualaj reprezentoj de la finoj de la ĉefaj komponaj aksoj situantaj je ± 3 normaj devioj (SD) de la ĉefaj komponentaj poentoj estis kalkulitaj kaj prezentitaj en la suplementa video.
Alometrio estis uzita por determini la rilaton inter kranioformo kaj grandecfaktoroj taksitaj en la PCA-analizo.La analizo validas por ĉefaj komponantoj kun kontribuoj >1%.Unu limigo de tiu PCA estas ke formkomponentoj ne povas individue indiki formon ĉar la ne-normaligita datumaro ne forigas ĉiujn dimensiajn faktorojn.Krom uzi nenormaligitajn datumajn arojn, ni ankaŭ analizis alometrajn tendencojn uzante komputilajn frakciajn arojn bazitajn sur normaligitaj centroidaj grandeco datumoj aplikitaj al ĉefaj komponantoj kun kontribuoj > 1%.
Alometriaj tendencoj estis testitaj uzante la ekvacion Y = aXb 85 kie Y estas la formo aŭ proporcio de forma komponanto, X estas la centroida grandeco (Suplementa Tabelo S2), a estas konstanta valoro, kaj b estas la alometria koeficiento.Ĉi tiu metodo esence enkondukas alometriajn kreskstudojn en geometrian morfometrion78,86.La logaritma transformo de ĉi tiu formulo estas: log Y = b × log X + log a.Regresanalizo uzante la metodon de malplej kvadrataj estis aplikita por kalkuli a kaj b.Kiam Y (centroida grandeco) kaj X (PC-poentoj) estas logaritme transformitaj, ĉi tiuj valoroj devas esti pozitivaj;tamen, la aro de taksoj por X enhavas negativajn valorojn.Kiel solvo, ni aldonis rondigon al la absoluta valoro de la plej malgranda frakcio plus 1 por ĉiu frakcio en ĉiu komponento kaj aplikis logaritman transformon al ĉiuj konvertitaj pozitivaj frakcioj.La signifo de alometriaj koeficientoj estis taksita uzante duvostan t-teston de Studento.Ĉi tiuj statistikaj kalkuloj por testi alometrian kreskon estis faritaj per Bell Curves en Excel-programaro (versio 3.21).
Wolpoff, MH Klimataj efikoj al la nazotruoj de la skeleto.Jes.J. Fiziko.Homaro.29, 405–423.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, KL Kapformo kaj klimata streso.Jes.J. Fiziko.Homaro.37, 85–92.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Afiŝtempo: Apr-02-2024