Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.De ferzje fan 'e browser dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe.Foar bêste resultaten riede wy oan om in nijere ferzje fan jo browser te brûken (of kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer út te skeakeljen).Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder styling of JavaScript.
Dizze stúdzje beoardiele regionale ferskaat yn minsklike kraniale morfology mei in geometrysk homologymodel basearre op scangegevens fan 148 etnyske groepen oer de hiele wrâld.Dizze metoade brûkt sjabloanpassende technology om homologe mazen te generearjen troch net-stive transformaasjes út te fieren mei in iteratyf algoritme foar it tichtste punt.Troch it tapassen fan haadkomponintanalyse op 'e 342 selekteare homologe modellen, waard de grutste feroaring yn' e totale grutte fûn en dúdlik befêstige foar in lyts skedel út Súd-Aazje.It op ien nei grutste ferskil is de ferhâlding fan lingte oant breedte fan it neurocranium, wat it kontrast oanwize tusken de langwerpige skulls fan Afrikanen en de konvex skulls fan Noardeast-Aziaten.It is de muoite wurdich op te merken dat dit yngrediïnt net folle te krijen hat mei gesichtskonturing.Bekende gesichtsfunksjes lykas útstekke wangen yn Noardeast-Aziaten en kompakte maxillary-bonken yn Europeanen waarden opnij befêstige.Dizze gesichtsferoaringen binne nau besibbe oan 'e kontoeren fan' e skedel, benammen de graad fan oanstriid fan 'e frontale en occipitale bonken.Allometric patroanen waarden fûn yn facial proporsjes relatyf oan totale skull grutte;by gruttere skulls binne de gesichtskonturen langer en smeller, sa't oantoand is by in protte lânseigen Amerikanen en Noardeast-Aziaten.Hoewol ús stúdzje gjin gegevens omfette oer miljeufariabelen dy't de kraniale morfology kinne beynfloedzje, lykas klimaat of dieetbetingsten, sil in grutte dataset fan homologe kraniale patroanen nuttich wêze by it sykjen fan ferskate ferklearrings foar skeletale fenotypyske skaaimerken.
Geografyske ferskillen yn 'e foarm fan' e minsklike skedel binne lang ûndersocht.In protte ûndersikers hawwe it ferskaat fan miljeu-oanpassing en / of natuerlike seleksje beoardiele, yn 't bysûnder klimaatfaktoren1,2,3,4,5,6,7 of mastikfunksje ôfhinklik fan fiedingsbetingsten5,8,9,10, 11,12.13. .Dêrnjonken hawwe guon stúdzjes rjochte op knelpunt-effekten, genetyske drift, genstream, of stochastyske evolúsjonêre prosessen feroarsake troch neutrale genmutaasjes14,15,16,17,18,19,20,21,22,23.Bygelyks, de sfearyske foarm fan in breder en koartere kraniale ferwulft is ferklearre as in oanpassing oan selektive druk neffens Allen's regel24, dy't postulearret dat sûchdieren waarmteferlies minimalisearje troch it ferminderjen fan lichemsoerflak relatyf oan folume2,4,16,17,25 .Derneist hawwe guon stúdzjes mei Bergmann's regel26 de relaasje tusken skullgrutte en temperatuer3,5,16,25,27 útlein, wat suggerearret dat de totale grutte neigeraden grutter is yn kâldere regio's om waarmteferlies te foarkommen.De meganistyske ynfloed fan masticatory stress op it groei patroan fan it cranial ferwulft en gesicht bonken is debattearre yn relaasje ta dieet betingsten dy't resultearje út kulinêre kultuer of bestean ferskillen tusken boeren en jager-samlers8,9,11,12,28.De algemiene ferklearring is dat fermindere kauwdruk de hurdens fan 'e gesichtsbonken en spieren ferminderet.Ferskate wrâldwide ûndersiken hawwe it ferskaat oan skedelfoarmen primêr keppele oan de fenotypyske konsekwinsjes fan neutrale genetyske ôfstân ynstee fan oanpassing oan omjouwing21,29,30,31,32.In oare ferklearring foar feroaringen yn 'e skulfoarm is basearre op it konsept fan isometryske of allometryske groei6,33,34,35.Bygelyks, gruttere harsens hawwe de neiging om relatyf bredere frontale lobben te hawwen yn 'e saneamde "Broca's cap" regio, en de breedte fan 'e frontale lobes nimt ta, in evolúsjonêr proses dat wurdt beskôge basearre op allometryske groei.Dêrnjonken fûn in stúdzje dy't lange termyn feroaringen yn 'e skulfoarm ûndersocht in allometryske oanstriid nei brachycephaly (de oanstriid fan' e sfear om mear sfearysk te wurden) mei tanimmende hichte33.
In lange skiednis fan ûndersyk nei kraniale morfology omfettet besykjen om de ûnderlizzende faktoaren te identifisearjen dy't ferantwurdlik binne foar ferskate aspekten fan it ferskaat oan kraniale foarmen.Tradysjonele metoaden brûkt yn in protte iere stúdzjes waarden basearre op bivariate lineêre mjitting gegevens, faak mei help fan Martin of Howell definysjes36,37.Tagelyk brûkten in protte fan 'e boppeneamde stúdzjes mear avansearre metoaden basearre op romtlike 3D geometryske morfometrie (GM) technology5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38.39. Bygelyks, de sliding semilandmark metoade, basearre op bending enerzjy minimization, hat west de meast brûkte metoade yn transgene biology.It projektearret semy-landmarks fan it sjabloan op elke stekproef troch te gliden lâns in kromme of oerflak38,40,41,42,43,44,45,46.Ynklusyf sokke superposysjemetoaden brûke de measte 3D GM-stúdzjes generalisearre Procrustes-analyze, it iterative algoritme foar it tichtste punt (ICP) 47 om direkte fergeliking fan foarmen en it fêstlizzen fan feroaringen mooglik te meitsjen.As alternatyf wurdt de metoade fan tinne plaat spline (TPS) 48,49 ek in soad brûkt as in net-stive transformaasjemetoade foar it yn kaart bringen fan semilandmark-ôfstimmingen nei mesh-basearre foarmen.
Mei de ûntwikkeling fan praktyske 3D-scanners foar it hiele lichem sûnt de lette 20e ieu, hawwe in protte stúdzjes 3D-scanners foar it hiele lichem brûkt foar grutte mjittingen50,51.Scangegevens waarden brûkt om lichemsdimensjes te ekstrahearjen, wat fereasket om oerflakfoarmen te beskriuwen as oerflakken ynstee fan puntwolken.Patternpassing is in technyk dy't foar dit doel ûntwikkele is op it mêd fan kompjûtergrafyk, wêrby't de foarm fan in oerflak beskreaun wurdt troch in polygonaal gaasmodel.De earste stap yn patroanpassen is it tarieden fan in gaasmodel om te brûken as sjabloan.Guon fan 'e hoekpunten dy't it patroan foarmje binne landmarks.It sjabloan wurdt dan misfoarme en oanpast oan it oerflak om de ôfstân tusken it sjabloan en de puntwolk te minimalisearjen, wylst de lokale foarmfunksjes fan it sjabloan behâlde.Landmarks yn it sjabloan oerienkomme mei landmarks yn 'e puntwolk.Mei help fan sjabloanpassen kinne alle scangegevens wurde omskreaun as in gaasmodel mei itselde oantal gegevenspunten en deselde topology.Hoewol't krekte homology bestiet allinnich yn de landmark posysjes, It kin oannommen wurde dat der algemiene homology tusken de oanmakke modellen sûnt de feroarings yn de mjitkunde fan de sjabloanen binne lyts.Dêrom wurde rastermodellen makke troch sjabloanpassen soms homologymodellen neamd52.It foardiel fan sjabloanpassen is dat it sjabloan ferfoarme wurde kin en oanpast wurde oan ferskate dielen fan it doelobjekt dy't romtlik tichtby it oerflak lizze, mar fier fan it (bygelyks de zygomatic bôge en de tydlike regio fan 'e skedel) sûnder dat elk beynfloedet. oar.ferfoarming.Op dizze manier kin it sjabloan befeilige wurde oan fertakkende objekten lykas de romp of earm, mei it skouder yn in steande posysje.It neidiel fan template fitting is de hegere computational kosten fan werhelle iteraasjes, lykwols, tank oan wichtige ferbetterings yn kompjûter prestaasjes, dit is net langer in probleem.Troch it analysearjen fan de koördinaatwearden fan 'e hoekpunten dy't it meshmodel útmeitsje mei multivariate analysetechniken lykas haadkomponintanalyse (PCA), is it mooglik om feroaringen te analysearjen yn' e heule oerflakfoarm en firtuele foarm op elke posysje yn 'e distribúsje.ûntfange kinne.Berekkenje en fisualisearje53.Tsjintwurdich wurde gaasmodellen generearre troch sjabloanpassing in soad brûkt yn foarmanalyse yn ferskate fjilden52,54,55,56,57,58,59,60.
Foarútgongen yn fleksibele mesh-opnametechnology, tegearre mei de rappe ûntwikkeling fan draachbere 3D-skennenapparaten dy't by steat binne om te skennen mei hegere resolúsje, snelheid en mobiliteit dan CT, meitsje it makliker om 3D-oerflakgegevens op te nimmen, nettsjinsteande lokaasje.Sa ferbetterje sokke nije technologyen op it mêd fan biologyske antropology de mooglikheid om minsklike eksimplaren te kwantifisearjen en statistysk te analysearjen, ynklusyf skedeleksimplaren, wat it doel is fan dizze stúdzje.
Gearfetsjend brûkt dizze stúdzje avansearre 3D-homology-modelleringstechnology basearre op sjabloan-oerienkomst (figuer 1) om 342 skull-eksimplaren te evaluearjen út 148-populaasjes wrâldwiid troch geografyske fergelikingen oer de heule wrâld.Ferskaat fan kraniale morfology (tabel 1).Om rekken te hâlden mei feroaringen yn 'e skullmorfology, tapasten wy PCA en ûntfanger operearjende karakteristike (ROC) analyzes oan op de gegevensset fan it homologymodel dat wy genereare.De befinings sille bydrage oan in better begryp fan globale feroaringen yn kraniale morfology, ynklusyf regionale patroanen en ôfnimmende folchoarder fan feroaring, korrelearre feroaringen tusken kraniale segminten, en de oanwêzigens fan allometryske trends.Hoewol dizze stúdzje gjin gegevens oanpakt oer ekstrinsike fariabelen fertsjintwurdige troch klimaat of dieetbetingsten dy't de kraniale morfology kinne beynfloedzje, sille de geografyske patroanen fan kraniale morfology dokuminteare yn ús stúdzje helpe om de miljeu-, biomechanyske en genetyske faktoaren fan kraniale fariaasje te ferkennen.
Tabel 2 toant de eigenwearden en PCA-bydraekoeffisienten tapast op in net-standerdisearre dataset fan 17,709 hoekpunten (53,127 XYZ-koördinaten) fan 342 homologe skullmodellen.As resultaat waarden 14 haadkomponinten identifisearre, wêrfan de bydrage oan 'e totale fariânsje mear as 1% wie, en it totale diel fan fariânsje wie 83,68%.De ladenvektors fan 'e 14 haadkomponinten wurde opnommen yn oanfoljende tabel S1, en de komponintenskoares berekkene foar de 342 skullmonsters wurde presintearre yn oanfoljende tabel S2.
Dizze stúdzje beoardiele njoggen wichtige komponinten mei bydragen grutter dan 2%, wêrfan guon substansjele en signifikante geografyske fariaasje yn kraniale morfology sjen litte.Ofbylding 2 plots krommes oanmakke út ROC-analyze om de meast effektive PCA-komponinten te yllustrearjen foar it karakterisearjen of skieden fan elke kombinaasje fan samples oer grutte geografyske ienheden (bygelyks tusken Afrikaanske en net-Afrikaanske lannen).De Polynesyske kombinaasje waard net hifke fanwegen de lytse stekproefgrutte brûkt yn dizze test.Gegevens oangeande de betsjutting fan ferskillen yn AUC en oare basisstatistiken berekkene mei ROC-analyse wurde werjûn yn oanfoljende tabel S3.
ROC-kurven waarden tapast op njoggen skattings fan haadkomponinten basearre op in vertex-dataset besteande út 342 manlike homologe skullmodellen.AUC: Gebiet ûnder de kromme op 0,01% betsjutting brûkt om te ûnderskieden elke geografyske kombinaasje fan oare totale kombinaasjes.TPF is wier posityf (effektyf diskriminaasje), FPF is falsk posityf (ûnjildich diskriminaasje).
De ynterpretaasje fan 'e ROC-kromme wurdt hjirûnder gearfette, allinich rjochte op' e komponinten dy't fergelikingsgroepen ûnderskiede kinne troch in grutte of relatyf grutte AUC te hawwen en in heech nivo fan betsjutting mei in kâns ûnder 0.001.It Súd-Aziatyske kompleks (fig. 2a), dat benammen bestiet út samples út Yndia, ferskilt signifikant fan oare geografysk mingde samples trochdat de earste komponint (PC1) in signifikant gruttere AUC (0,856) hat yn ferliking mei de oare komponinten.In skaaimerk fan it Afrikaanske kompleks (fig. 2b) is de relatyf grutte AUC fan PC2 (0,834).Austro-Melanesians (Fig. 2c) lieten in fergelykbere trend oan Sub-Sahara Afrikanen fia PC2 mei in relatyf grutter AUC (0,759).Europeanen (Fig. 2d) dúdlik ferskille yn 'e kombinaasje fan PC2 (AUC = 0.801), PC4 (AUC = 0.719) en PC6 (AUC = 0.671), de Noardeast-Aziatyske stekproef (Fig. 2e) ferskilt signifikant fan PC4, mei in relatyf grutter 0,714, en it ferskil fan PC3 is swak (AUC = 0,688).De folgjende groepen waarden ek identifisearre mei legere AUC-wearden en hegere betsjuttingsnivo's: Resultaten foar PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) en PC1 (AUC = 0.649) lieten sjen dat Native Americans (Fig. 2f) mei spesifike skaaimerken ferbûn mei dizze komponinten, Súdeast-Aziaten (figuer 2g) differinsjearre oer PC3 (AUC = 0,660) en PC9 (AUC = 0,663), mar it patroan foar samples út it Midden-Easten (figuer 2h) (ynklusyf Noard-Afrika) oerienkommen.Yn ferliking mei oaren is der net folle ferskil.
Yn 'e folgjende stap, om heechkorrelearre hoekpunten visueel te ynterpretearjen, wurde gebieten fan it oerflak mei hege loadwearden grutter dan 0,45 kleure mei X-, Y- en Z-koördinaatynformaasje, lykas werjûn yn figuer 3. It reade gebiet toant hege korrelaasje mei X-as koördinaten, dy't oerienkomt mei de horizontale transversale rjochting.It griene gebiet is tige korrelearre mei de fertikale koördinaat fan 'e Y-as, en it donkerblauwe gebiet is tige korrelearre mei de sagittale koördinaat fan 'e Z-as.It ljochtblauwe gebiet is ferbûn mei de Y-koördinaatassen en de Z-koordinaatassen;rôze - mingd gebiet ferbûn mei de X- en Z-koördinaatassen;giel - gebiet ferbûn mei de X- en Y-koördinaatassen;It wite gebiet bestiet út de X-, Y- en Z-koördinaatas reflektearre.Dêrom, op dizze load wearde drompel, PC 1 wurdt foaral assosjearre mei it hiele oerflak fan 'e skedel.De 3 SD firtuele skull foarm oan 'e tsjinoerstelde kant fan dizze komponint as wurdt ek ôfbylde yn dizze figuer, en warped bylden wurde presintearre yn Supplementary Video S1 foar in fisueel befêstigje dat PC1 befettet faktoaren fan totale skull grutte.
Frekwinsje ferdieling fan PC1 skoares (normale fit curve), kleur kaart fan de skedel oerflak is tige korrelearre mei PC1 hoekpunten (ferklearring fan kleuren relatyf oan De grutte fan tsjinoerstelde kanten fan dizze as is 3 SD. De skaal is in griene bol mei in diameter fan 50 mm.
figuer 3 toant in frekwinsje distribúsje plot (normale fit curve) fan yndividuele PC1 skoares berekkene apart foar 9 geografyske ienheden.Njonken de rûzings fan 'e ROC-kromme (figuer 2) binne skattingen fan Súd-Aziaten yn guon mjitte signifikant skew nei links, om't har skulls lytser binne as dy fan oare regionale groepen.Lykas oanjûn yn Tabel 1, fertsjintwurdigje dizze Súd-Aziaten etnyske groepen yn Yndia, ynklusyf de Andaman- en Nicobar-eilannen, Sry Lanka en Bangladesh.
De dimensjekoëffisjint waard fûn op PC1.De ûntdekking fan tige korrelearre regio's en firtuele foarmen resultearre yn 'e opheldering fan foarmfaktoaren foar oare komponinten as PC1;lykwols, grutte faktoaren wurde net altyd hielendal eliminearre.Lykas oanjûn troch it fergelykjen fan de ROC-kurven (figuer 2), wiene PC2 en PC4 de meast diskriminearjende, folge troch PC6 en PC7.PC3 en PC9 binne tige effektyf by it ferdielen fan de stekproefpopulaasje yn geografyske ienheden.Sa, dizze pearen fan komponint assen skematysk ôfbyldzjen fan scatterplots fan PC skoares en kleur oerflakken tige korrelearre mei eltse komponint, likegoed as firtuele foarm deformations mei ôfmjittings fan wjerskanten fan 3 SD (fig. 4, 5, 6).De konvexe rompdekking fan samples fan elke geografyske ienheid fertsjintwurdige yn dizze perselen is sawat 90%, hoewol d'r in bepaalde graad fan oerlaap is binnen de klusters.Tabel 3 jout in útlis fan eltse PCA komponint.
Scatterplots fan PC2- en PC4-skoares foar craniale yndividuen fan njoggen geografyske ienheden (boppe) en fjouwer geografyske ienheden (ûnder), plots fan skull-oerflakkleur fan hoekpunten heech korrelearre mei elke PC (relatyf oan X, Y, Z).Kleur útlis fan de assen: sjoch tekst), en de deformation fan de firtuele foarm oan wjerskanten fan dizze assen is 3 SD.De skaal is in griene bol mei in diameter fan 50 mm.
Scatterplots fan PC6- en PC7-skoares foar kraniale yndividuen fan njoggen geografyske ienheden (boppe) en twa geografyske ienheden (ûnder), craniale oerflakkleurplots foar hoekpunten heech korrelearre mei elke PC (relatyf oan X, Y, Z).Kleur útlis fan de assen: sjoch tekst), en de deformation fan de firtuele foarm oan wjerskanten fan dizze assen is 3 SD.De skaal is in griene bol mei in diameter fan 50 mm.
Scatterplots fan PC3- en PC9-skoares foar craniale yndividuen fan njoggen geografyske ienheden (boppe) en trije geografyske ienheden (ûnder), en kleurplots fan it skull-oerflak (relatyf oan X-, Y-, Z-assen) fan hoekpunten sterk korrelearre mei elke PC-kleurinterpretaasje :cm.tekst), lykas firtuele foarmfoarmingen oan wjerskanten fan dizze assen mei in grutte fan 3 SD.De skaal is in griene bol mei in diameter fan 50 mm.
Yn 'e grafyk dy't de skoares fan PC2 en PC4 sjen litte (figuer 4, Oanfoljende fideo's S2, S3 dy't misfoarme ôfbyldings sjen litte), wurdt de oerflakkleurkaart ek werjûn as de drompel foar loadwearde heger is ynsteld as 0,4, wat leger is as yn PC1 omdat PC2 wearde de totale lading is minder as yn PC1.
Ferlinging fan 'e frontale en occipitale lobes yn' e sagittale rjochting lâns de Z-as (donkerblau) en de parietale lobe yn 'e koronale rjochting (read) op roze), de Y-as fan 'e occiput (grien) en de Z-as fan 'e foarholle (donkerblau).Dizze grafyk toant de skoares foar alle minsken om 'e wrâld;lykwols, as alle samples besteande út in grut oantal groepen wurde werjûn tegearre tagelyk, de ynterpretaasje fan fersprieding patroanen is frij lestich fanwege de grutte hoemannichte oerlaap;dêrom, út mar fjouwer grutte geografyske ienheden (ie, Afrika, Australasia-Melanesia, Europa en Noardeast-Aazje), samples wurde ferspraat ûnder de grafyk mei 3 SD firtuele cranial deformation binnen dit berik fan PC skoares.Yn 'e figuer binne PC2 en PC4 pearen fan skoares.Afrikanen en Austro-Melanesiërs oerlappe mear en wurde ferdield nei de rjochterkant, wylst Jeropeanen ferspraat binne nei de boppeste lofts en Noardeast-Aziaten tendearje te klusterjen nei de legere lofts.De horizontale as fan PC2 lit sjen dat Afrikaanske / Australyske Melanesians in relatyf langer neurocranium hawwe as oare minsken.PC4, wêryn't de Jeropeeske en noardeast-Aziatyske kombinaasjes los skieden binne, is ferbûn mei de relative grutte en projeksje fan 'e zygomatyske bonken en de laterale kontoer fan' e kalvarium.It skoareskema lit sjen dat Jeropeanen relatyf smelle maxillary en zygomatic bonken hawwe, in lytsere tydlike fossa romte beheind troch de zygomatic bôge, in fertikaal ferhege frontale bonke en in platte, lege occipital bonke, wylst Noardeast-Aziaten de neiging hawwe om bredere en mear promininte zygomatic bonken te hawwen .De frontale lobe is oanstriid, de basis fan 'e occipital bonke wurdt ferhege.
As jo rjochtsje op PC6 en PC7 (figuer 5) (Supplementary Videos S4, S5 showing misfoarme bylden), de kleur plot toant in load wearde drompel grutter as 0,3, wat oanjout dat PC6 is assosjearre mei maxillary of alveolar morfology (read: X-as en grien).Y-as), tydlike bonkefoarm (blau: Y- en Z-assen) en occipitale bonkefoarm (rôze: X- en Z-assen).Neist foarholle breedte (read: X-as), PC7 korrelearret ek mei de hichte fan de anterior maxillary alveoli (grien: Y-as) en Z-as holle foarm om de parietotemporal regio (donkerblau).Yn it boppeste paniel fan figuer 5 wurde alle geografyske samples ferdield neffens de PC6- en PC7-komponintenskoares.Om't ROC oanjout dat PC6 unike funksjes befettet foar Jeropa en PC7 fertsjintwurdiget Native American funksjes yn dizze analyze, waarden dizze twa regionale samples selektyf útset op dit pear komponint assen.Native Americans, hoewol't in soad opnommen yn 'e stekproef, binne ferspraat yn' e boppeste linker hoeke;oarsom, in protte Europeeske samples tend in v're leit yn de legere rjochter hoeke.It pear PC6 en PC7 fertsjintwurdigje it smelle alveolêre proses en relatyf breed neurocranium fan Europeanen, wylst Amerikanen wurde karakterisearre troch in smelle foarholle, gruttere maxilla, en in breder en heger alveolêr proses.
ROC-analyze liet sjen dat PC3 en / of PC9 gewoan wiene yn Súdeast- en Noardeast-Aziatyske populaasjes.Accordingly, de skoare pearen PC3 (griene boppeste gesicht op 'e y-as) en PC9 (griene legere gesicht op' e y-as) (figuer 6; Oanfoljende Videos S6, S7 jouwe morphed bylden) wjerspegelje it ferskaat fan East-Aziaten., dy't skerp kontrastearret mei de hege gesichtsproportions fan Noardeast-Aziaten en de lege gesichtsfoarm fan Súdeast-Aziaten.Njonken dizze gesichtskenmerken is in oar karakteristyk fan guon Noardeast-Aziaten de lambda-tilt fan 'e occipitale bonke, wylst guon Súdeast-Aziaten in smelle skedelbasis hawwe.
De boppesteande beskriuwing fan 'e haadkomponinten en de beskriuwing fan PC5 en PC8 binne weilitten om't gjin spesifike regionale skaaimerken fûn binne ûnder de njoggen haadgeografyske ienheden.PC5 ferwiist nei de grutte fan it mastoid proses fan 'e tydlike bonke, en PC8 wjerspegelet de asymmetry fan totale skull foarm, beide sjen litte parallelle fariaasjes tusken de njoggen geografyske stekproef kombinaasjes.
Neist scatterplots fan PCA-skoares op yndividueel nivo, leverje wy ek scatterplots fan groepsmiddels foar algemiene fergeliking.Foar dit doel waard in trochsneed cranial homology model makke út in vertex gegevens set fan yndividuele homology modellen út 148 etnyske groepen.Bivariate plots fan 'e skoaresets foar PC2 en PC4, PC6 en PC7, en PC3 en PC9 wurde werjûn yn Supplementary Figure S1, allegear berekkene as it gemiddelde skullmodel foar de stekproef fan 148-persoanen.Op dizze manier ferbergje scatterplots yndividuele ferskillen binnen elke groep, wêrtroch dúdliker ynterpretaasje fan skull-oerienkomsten mooglik is troch ûnderlizzende regionale distribúsjes, wêrby't patroanen oerienkomme mei dy ôfbylde yn yndividuele perselen mei minder oerlaap.Oanfoljende figuer S2 toant it totale gemiddelde model foar elke geografyske ienheid.
Neist PC1, dy't ferbûn wie mei totale grutte (oanfoljende tabel S2), waarden allometryske relaasjes tusken algemiene grutte en skullfoarm ûndersocht mei centroid-dimensjes en sets fan PCA-skattingen fan net-normalisearre gegevens.Allometryske koeffizienten, konstante wearden, t-wearden, en P-wearden yn 'e betsjuttingstest wurde werjûn yn Tabel 4. Gjin signifikante allometryske patroankomponinten ferbûn mei totale skulgrutte waarden fûn yn elke kraniale morfology op it P <0.05-nivo.
Om't guon gruttefaktoaren kinne wurde opnommen yn PC-skattingen basearre op net-normalisearre datasets, ûndersochten wy fierder de allometryske trend tusken centroidgrutte en PC-skoares berekkene mei gegevenssets normalisearre troch centroidgrutte (PCA-resultaten en skoaresets wurde presintearre yn oanfoljende tabellen S6 )., C7).Tabel 4 toant de resultaten fan de allometryske analyze.Sa waarden signifikante allometryske trends fûn op it 1% nivo yn PC6 en op it 5% nivo yn PC10.Figuer 7 toant de regression hellingen fan dizze log-lineêre relaasjes tusken PC skoares en centroid grutte mei dummies (± 3 SD) oan beide ein fan de log centroid grutte.De PC6-skoare is de ferhâlding fan 'e relative hichte en breedte fan' e skedel.As de grutte fan 'e skull tanimt, wurde de skull en it gesicht heger, en de foarholle, eachhûnen en noasters tendearje lateraal tichter byinoar te wêzen.It patroan fan stekproeffersprieding suggerearret dat dit oanpart typysk fûn wurdt yn Noardeast-Aziaten en Native Americans.Boppedat, PC10 toant in trend nei proporsjonele reduksje yn midface breedte nettsjinsteande geografyske regio.
Foar de signifikante allometryske relaasjes neamd yn 'e tabel, de helling fan' e log-lineêre regression tusken it PC-oanpart fan 'e foarmkomponint (ferkrigen út' e normalisearre gegevens) en de sintrumgrutte, hat de firtuele foarmfoarming in grutte fan 3 SD op 'e tsjinoerstelde kant fan de line fan 4.
It folgjende patroan fan feroaringen yn kraniale morfology is oantoand troch de analyze fan datasets fan homologe 3D oerflakmodellen.De earste komponint fan PCA hat betrekking op totale skullgrutte.It is al lang tocht dat de lytsere skulls fan Súd-Aziaten, ynklusyf eksimplaren út Yndia, Sry Lanka en de Andaman-eilannen, Bangladesh, binne troch har lytsere lichemsgrutte, yn oerienstimming mei Bergmann's ekogeografyske regel of eilânregel613,5,16,25, 27,62 .De earste is relatearre oan temperatuer, en de twadde hinget ôf fan 'e beskikbere romte en fiedingsboarnen fan' e ekologyske niche.Under de komponinten fan foarm is de grutste feroaring de ferhâlding fan 'e lingte en breedte fan' e kraniale ferwulft.Dizze funksje, oantsjutten PC2, beskriuwt de nauwe relaasje tusken de proporsjoneel langwerpige skulls fan Austro-Melanesians en Afrikanen, likegoed as ferskillen fan de sfearyske skulls fan guon Europeanen en Noardeast-Aziaten.Dizze skaaimerken binne rapportearre yn in protte eardere stúdzjes basearre op ienfâldige lineêre mjittingen37,63,64.Boppedat is dizze eigenskip ferbûn mei brachycephaly by net-Afrikanen, dy't al lang besprutsen is yn antropometryske en osteometryske stúdzjes.De wichtichste hypoteze efter dizze ferklearring is dat fermindere mastikaasje, lykas fertinjen fan 'e temporalis spier, de druk op' e bûtenste skalp5,8,9,10,11,12,13 fermindert.In oare hypoteze omfettet oanpassing oan kâlde klimaten troch it ferminderjen fan it oerflak fan 'e holle, wat suggerearret dat in mear sfearyske skedel it oerflak better minimearret as in sfearyske foarm, neffens Allen's regels16,17,25.Op grûn fan 'e resultaten fan' e hjoeddeistige stúdzje kinne dizze hypotezen allinich beoardiele wurde op basis fan 'e krúskorrelaasje fan kraniale segminten.Gearfetsjend stypje ús PCA-resultaten de hypoteze net folslein dat de ferhâlding fan 'e kraniale lingte-breedte signifikant beynfloede wurdt troch kauwbetingsten, om't PC2 (lange / brachycephalic komponint) laden net signifikant besibbe wie oan gesichtsproportyen (ynklusyf relative maxillary dimensjes).en de relative romte fan 'e tydlike fossa (reflektearje it folume fan' e temporalis spier).Us hjoeddeistige stúdzje hat net analysearre de relaasje tusken skull foarm en geologyske omjouwingsomstannichheden lykas temperatuer;lykwols, in útlis basearre op Allen syn regel kin wêze wurdich beskôgje as in kandidaat hypoteze te ferklearjen brachycephalon yn kâld klimaat regio.
Wichtige fariaasje waard doe fûn yn PC4, wat suggerearret dat Noardeast-Aziaten grutte, promininte zygomatic bonken hawwe op 'e maxilla en zygomatic bonken.Dizze fynst komt oerien mei in bekende spesifike skaaimerk fan Sibeariërs, dy't nei alle gedachten oanpast hawwe oan ekstreem kâlde klimaten troch foarút beweging fan de zygomatic bonken, resultearret yn ferhege folume fan de sinussen en in platter gesicht 65 .In nije fynst út ús homolooch model is dat wang drooping yn Europeanen wurdt assosjearre mei fermindere frontale helling, likegoed as plat en smelle occipital bonken en nuchal concavity.Yn tsjinstelling, Noardeast-Aziaten hawwe de neiging om slingerjende foarholle en ferhege occipitale regio's te hawwen.Stúdzjes fan 'e occipital bonke mei help fan geometryske morphometryske metoaden35 hawwe sjen litten dat Aziatyske en Jeropeeske skulls hawwe in platter nuchal kromme en in legere posysje fan it occiput yn ferliking mei Afrikanen.Us scatterplots fan PC2- en PC4- en PC3- en PC9-pearen lieten lykwols gruttere fariaasje yn Aziaten sjen, wylst Europeanen karakterisearre waarden troch in platte basis fan 'e occiput en in legere occiput.Inkonsistinsjes yn Aziatyske skaaimerken tusken stúdzjes kinne wêze fanwege ferskillen yn 'e etnyske samples dy't brûkt wurde, om't wy in grut oantal etnyske groepen út in breed spektrum fan Noardeast- en Súdeast-Aazje probearre hawwe.Feroaringen yn 'e foarm fan' e occipital bonke wurde faak ferbûn mei spierûntwikkeling.Dizze adaptive ferklearring hâldt lykwols gjin rekken mei de korrelaasje tusken foarholle en occiputfoarm, dy't yn dizze stúdzje oantoand waard, mar is wierskynlik net folslein oantoand.Yn dit ferbân is it wurdich te beskôgjen de relaasje tusken lichemsgewicht lykwicht en it swiertepunt of cervical junction (foramen magnum) of oare faktoaren.
In oare wichtige komponint mei grutte fariabiliteit is besibbe oan de ûntwikkeling fan de masticatory apparaat, fertsjintwurdige troch de maxillary en tydlike fossae, dat wurdt beskreaun troch in kombinaasje fan skoares PC6, PC7 en PC4.Dizze markearre reduksjes yn kraniale segminten karakterisearje Jeropeeske yndividuen mear as hokker oare geografyske groep.Dizze funksje is ynterpretearre as gefolch fan fermindere stabiliteit fan gesichtsmorfology troch de iere ûntwikkeling fan agraryske en fiedingsbereidingstechniken, dy't op syn beurt de meganyske lêst op 'e mastaasjeapparatuer fermindere sûnder in krêftige mastysk apparaat9,12,28,66.Neffens de masticatory funksje hypoteze, 28 dit wurdt beselskippe troch in feroaring yn 'e flexion fan' e skedel basis nei in mear skerpe cranial hoeke en in mear bolfoarmige cranial dak.Fanút dit perspektyf hawwe agraryske populaasjes de neiging om kompakte gesichten te hawwen, minder protrusion fan 'e mandibel, en in mear globulêre meninges.Dêrom kin dizze deformaasje ferklearre wurde troch de algemiene skets fan 'e laterale foarm fan' e skull fan Europeanen mei fermindere masticatory organen.Neffens dizze stúdzje is dizze ynterpretaasje lykwols kompleks, om't de funksjonele betsjutting fan 'e morfologyske relaasje tusken it globose neurocranium en de ûntwikkeling fan' e masticatory apparatus minder akseptabel is, lykas beskôge yn eardere ynterpretaasjes fan PC2.
De ferskillen tusken Noardeast-Aziaten en Súdeast-Aziaten wurde yllustrearre troch it kontrast tusken in heech gesicht mei in skeante occipitalbonke en in koart gesicht mei in smelle skedelbasis, lykas werjûn yn PC3 en PC9.Troch it gebrek oan geoekologyske gegevens jout ús stúdzje mar in beheinde ferklearring foar dizze fynst.In mooglike ferklearring is oanpassing oan in oar klimaat of fiedingsomstannichheden.Neist ekologyske oanpassing waarden ek rekken holden mei lokale ferskillen yn 'e skiednis fan populaasjes yn Noardeast- en Súdeast-Aazje.Bygelyks, yn it easten fan Eurasia is in twa-laach model hypoteze makke om de fersprieding fan anatomysk moderne minsken (AMH) te begripen basearre op kraniale morfometric gegevens67,68.Neffens dit model, de "earste tier", dat is, de oarspronklike groepen fan let Pleistoseen AMH kolonisatoren, hie min of mear direkte komôf fan 'e lânseigen ynwenners fan' e regio, lykas de moderne Austro-Melanesians (s. Earste stratum)., en belibbe letter grutskalige bymenging fan noardlike agraryske folken mei noardeast-Aziatyske skaaimerken (twadde laach) yn 'e regio (sawat 4.000 jier lyn).Genestream yn kaart brocht mei in "twa-laach" model sil nedich wêze om Súdeast-Aziatyske kraniale foarm te begripen, jûn dat Súdeast-Aziatyske kraniale foarm foar in part ôfhinklik kin fan lokale genetyske erfskip op earste nivo.
Troch it beoardieljen fan kraniale oerienkomst mei geografyske ienheden yn kaart brocht mei homologe modellen, kinne wy de ûnderlizzende befolkingsskiednis fan AMF yn senario's bûten Afrika ôfliede.In protte ferskillende "út Afrika" modellen binne foarsteld om de ferdieling fan AMF te ferklearjen basearre op skeletale en genomyske gegevens.Dêrfan suggerearje resinte stúdzjes dat AMH-kolonisaasje fan gebieten bûten Afrika sawat 177,000 jier lyn begon69,70.De ferdieling fan AMF op lange ôfstân yn Eurasia yn dizze perioade bliuwt lykwols ûnwis, om't de habitats fan dizze iere fossilen beheind binne ta it Midden-Easten en de Middellânske See by Afrika.It ienfâldichste gefal is in inkele delsetting lâns in migraasjerûte fan Afrika nei Eurasia, dy't geografyske barriêres lykas de Himalaya omgiet.In oar model suggerearret meardere weagen fan migraasje, wêrfan de earste ferspraat fan Afrika lâns de kust fan 'e Yndyske Oseaan nei Súdeast-Aazje en Austraalje, en dan ferspraat nei noardlik Eurazië.De measte fan dizze stúdzjes befêstigje dat AMF sa'n 60.000 jier lyn fier bûten Afrika ferspraat.Wat dat oanbelanget litte de Australasian-Melanesian (ynklusyf Papoea) samples gruttere oerienkomst sjen mei Afrikaanske samples dan mei elke oare geografyske searje yn haadkomponintenanalyse fan homologymodellen.Dizze fynst stipet de hypoteze dat de earste AMF-distribúsjegroepen lâns de súdlike râne fan Eurasia direkt yn Afrika ûntstienen22,68 sûnder signifikante morfologyske feroaringen yn reaksje op spesifike klimaten of oare wichtige betingsten.
Wat allometryske groei oanbelanget, toande analyse mei help fan foarmkomponinten ôflaat fan in oare dataset normalisearre troch centroidgrutte in wichtige allometryske trend yn PC6 en PC10.Beide komponinten binne besibbe oan de foarm fan 'e foarholle en dielen fan it gesicht, dy't smeller wurde as de grutte fan' e skull ferheget.Noardeast-Aziaten en Amerikanen hawwe de neiging om dizze funksje te hawwen en hawwe relatyf grutte skulls.Dizze fynst tsjinsprekt earder rapporteare allometryske patroanen wêryn gruttere harsens relatyf bredere frontale lobben hawwe yn 'e saneamde "Broca's cap" regio, wat resulteart yn ferhege frontale lobe breedte34.Dizze ferskillen wurde ferklearre troch ferskillen yn sample sets;Us stúdzje analysearre allometryske patroanen fan totale kraniale grutte mei moderne populaasjes, en ferlykjende stúdzjes rjochtsje lange termyn trends yn minsklike evolúsje yn ferbân mei harsensgrutte.
Oangeande facial allometry, ien stúdzje mei help fan biometryske gegevens78 fûn dat gesicht foarm en grutte meie wêze in bytsje korrelearre, wylst ús stúdzje fûn dat gruttere skulls tend to wurde assosjearre mei hegere, smeller gesichten.De gearhing fan biometryske gegevens is lykwols ûndúdlik;Regressiontests dy't ontogenetyske allometry en statyske allometry fergelykje litte ferskillende resultaten sjen.In allometryske oanstriid nei in bolfoarmige skullfoarm troch ferhege hichte is ek rapportearre;lykwols, wy net analysearje hichte gegevens.Us stúdzje docht bliken dat d'r gjin allometryske gegevens binne dy't in korrelaasje demonstrearje tusken kraniale globulêre proporsjes en totale kraniale grutte per se.
Hoewol ús hjoeddeistige stúdzje net omgiet mei gegevens oer ekstrinsike fariabelen fertsjintwurdige troch klimaat of dieetbetingsten dy't wierskynlik de kraniale morfology beynfloedzje, sil de grutte dataset fan homologe 3D kraniale oerflakmodellen dy't yn dizze stúdzje brûkt wurde, helpe om korrelearre fenotypyske morfologyske fariaasje te evaluearjen.Omjouwingsfaktoaren lykas dieet, klimaat en fiedingsomstannichheden, lykas neutrale krêften lykas migraasje, genflow en genetyske drift.
Dizze stúdzje befette 342 eksimplaren fan manlike skulls sammele út 148 populaasjes yn 9 geografyske ienheden (tabel 1).De measte groepen binne geografysk lânseigen eksimplaren, wylst guon groepen yn Afrika, Noardeast/Súdeast-Aazje en Amearika (kursyf oanjûn) etnysk definiearre binne.In protte kraniale eksimplaren waarden selektearre út 'e cranial mjitting databank neffens de Martin cranial mjitting definysje levere troch Tsunehiko Hanihara.Wy selektearre represintative manlike skulls út alle etnyske groepen yn 'e wrâld.Om leden fan elke groep te identifisearjen, hawwe wy Euklidyske ôfstannen berekkene op basis fan 37 kraniale mjittingen fan 'e groep betsjutte foar alle yndividuen dy't ta dy groep hearre.Yn 'e measte gefallen hawwe wy de 1-4-samples selektearre mei de lytste ôfstân fan' e gemiddelde (oanfoljende tabel S4).Foar dizze groepen waarden guon samples willekeurich selekteare as se net yn 'e Hahara-mjittingsdatabase wiene.
Foar statistyske fergeliking waarden de 148-befolkingsproblemen groepearre yn grutte geografyske ienheden, lykas werjûn yn Tabel 1. De "Afrikaanske" groep bestiet allinich út samples út 'e sub-Sahara-regio.Eksimplaren út Noard-Afrika waarden opnommen yn it "Midden-Easten" tegearre mei eksimplaren út West-Aazje mei ferlykbere betingsten.De Noardeast-Aziatyske groep omfettet allinnich minsken fan net-Jeropeesk komôf, en de Amerikaanske groep omfettet allinnich lânseigen Amerikanen.Benammen dizze groep is ferdield oer in grut gebiet fan 'e Noard- en Súd-Amerikaanske kontininten, yn in grut ferskaat oan omjouwings.Wy beskôgje lykwols de Amerikaanske stekproef binnen dizze ienige geografyske ienheid, sjoen de demografyske skiednis fan Native Americans dy't beskôge wurde as fan Noardeast-Aziatyske komôf, nettsjinsteande meardere migraasjes 80 .
Wy hawwe 3D-oerflakgegevens fan dizze kontrastearjende skull-eksimplaren opnommen mei in 3D-scanner mei hege resolúsje (EinScan Pro troch Shining 3D Co Ltd, minimale resolúsje: 0,5 mm, https://www.shining3d.com/) en genereare doe in gaas.It gaasmodel bestiet út sawat 200.000–400.000 hoekpunten, en de ynbegrepen software wurdt brûkt om gatten en glêde rânen te foljen.
Yn 'e earste stap brûkten wy scangegevens fan elke skedel om in single-sjabloan mesh-skedelmodel te meitsjen besteande út 4485 hoekpunten (8728 polygonale gesichten).De basis fan 'e skedelregio, besteande út' e sphenoidbone, petrous temporale bonke, ferwulft, maxillary alveoli en tosken, waard fuortsmiten fan it sjabloanmesh-model.De reden is dat dizze struktueren soms net kompleet of dreech te foltôgjen binne troch tinne of tinne skerpe dielen lykas pterygoide oerflakken en styloïde prosessen, toskenslijtage en/of inkonsistente toskenset.De skedelbasis om it foramen magnum hinne, ynklusyf de basis, waard net ôfsnien, om't dit in anatomysk wichtige lokaasje is foar de lokaasje fan de cervikale gewrichten en de hichte fan 'e skedel moat beoardiele wurde.Brûk spegelringen om in sjabloan te foarmjen dy't oan beide kanten symmetrysk is.Utfiere isotropyske meshing om polygonale foarmen te konvertearjen om sa gelyk mooglik te wêzen.
Dêrnei waarden 56 landmarks tawiisd oan 'e anatomysk oerienkommende hoekpunten fan it sjabloanmodel mei help fan HBM-Rugle software.Landmark-ynstellingen soargje foar de krektens en stabiliteit fan landmark-posisjonearring en soargje foar de homology fan dizze lokaasjes yn it genereare homologymodel.Se kinne wurde identifisearre basearre op harren spesifike skaaimerken, lykas werjûn yn oanfoljende tabel S5 en oanfoljende figuer S3.Neffens Bookstein's definysje81 binne de measte fan dizze landmarks Type I landmarks dy't lizze op 'e krusing fan trije struktueren, en guon binne Type II landmarks mei punten fan maksimale kromming.In protte landmarks waarden oerdroegen fan punten definiearre foar lineêre cranial mjittingen yn Martin syn definysje 36. Wy definiearre deselde 56 landmarks foar skansearre modellen fan 342 skull eksimplaren, dy't mei de hân waarden tawiisd oan anatomysk oerienkommende hoekpunten te generearjen krekter homology modellen yn de folgjende paragraaf.
In kop-sintraal koördinaatsysteem waard definiearre om de scangegevens en sjabloan te beskriuwen, lykas werjûn yn oanfoljende figuer S4.It XZ-fleantúch is it horizontale fleantúch fan Frankfurt dat troch it heechste punt (Martin syn definysje: diel) fan 'e bopperâne fan' e lofter en rjochter eksterne gehoarkanalen en it leechste punt (Martin syn definysje: baan) fan 'e legere râne fan' e lofterbaan giet ..De X-as is de line dy't de linker- en rjochterkant ferbynt, en X+ is de rjochterkant.It YZ-fleantúch giet troch it midden fan 'e linker en rjochter dielen en de woartel fan' e noas: Y+ omheech, Z+ foarút.It referinsjepunt (oarsprong: nulkoördinaat) wurdt ynsteld op de krusing fan it YZ-fleantúch (middenfleantúch), XZ-fleantúch (Frankfort-fleantúch) en XY-fleantúch (koronaalflean).
Wy brûkten HBM-Rugle-software (Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/) om in homolooch mesh-model te meitsjen troch sjabloanpassing út te fieren mei 56 landmarkpunten (linkerkant fan figuer 1).De kearnsoftwarekomponint, oarspronklik ûntwikkele troch it Sintrum foar Digital Human Research oan it Ynstitút foar Avansearre Yndustriële Wittenskip en Technology yn Japan, hjit HBM en hat funksjes foar it oanpassen fan sjabloanen mei help fan landmarks en it meitsjen fan fyn gaasmodellen mei partitionearjende oerflakken82.De folgjende softwareferzje (mHBM) 83 hat in funksje tafoege foar patroanpassen sûnder landmarks om de passende prestaasjes te ferbetterjen.HBM-Rugle kombinearret mHBM-software mei ekstra brûkerfreonlike funksjes, ynklusyf it oanpassen fan koördinaatsystemen en it feroarjen fan grutte fan ynfiergegevens.De betrouberens fan 'e krektens fan softwarepassing is befêstige yn ferskate stúdzjes52,54,55,56,57,58,59,60.
By it oanpassen fan in HBM-Rugle-sjabloan mei help fan landmarks, wurdt it gaasmodel fan 'e sjabloan boppe op 'e doelscangegevens troch rigide registraasje basearre op ICP-technology (minimalisearje de som fan 'e ôfstannen tusken de landmarks dy't oerienkomme mei it sjabloan en de doelscangegevens), en dan troch net-stive deformation fan it gaas past it sjabloan oan it doel scan gegevens.Dit oanpassingsproses waard trije kear werhelle mei ferskate wearden fan 'e twa oanpassingsparameters om de krektens fan' e oanpassing te ferbetterjen.Ien fan dizze parameters beheint de ôfstân tusken de sjabloan raster model en de doel scan gegevens, en de oare penalizes de ôfstân tusken sjabloan landmarks en doel landmarks.De misfoarme sjabloan mesh model waard doe ûnderferdield mei help fan de cyclic oerflak subdivision algoritme 82 foar in meitsje in mear ferfine gaas model besteande út 17.709 hoekpunten (34.928 polygons).Uteinlik is it ferdielde sjabloanrastermodel geskikt foar de doelscangegevens om in homologymodel te generearjen.Sûnt de landmark lokaasjes binne wat oars as dy yn 'e doel scan gegevens, it homology model waard fyn ôfstimd om se te beskriuwen mei help fan de kop oriïntaasje koördinaat systeem beskreaun yn de foarige seksje.De gemiddelde ôfstân tusken korrespondearjende homologe model landmarks en doel scan gegevens yn alle samples wie <0.01 mm.Berekkene mei de HBM-Rugle-funksje, wie de gemiddelde ôfstân tusken homologymodelgegevenspunten en doelscangegevens 0.322 mm (oanfoljende tabel S2).
Om feroaringen yn 'e kraniale morfology te ferklearjen, waarden 17,709 hoekpunten (53,127 XYZ-koordinaten) fan alle homologe modellen analysearre troch haadkomponintanalyse (PCA) mei HBS-software makke troch it Sintrum foar Digital Human Science oan it Ynstitút foar Avansearre Yndustriële Wittenskip en Technology., Japan (distribúsjehanneler: Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/).Wy besochten doe PCA oan te passen op 'e unnormalisearre dataset en de gegevensset normalisearre troch centroidgrutte.Sa kin PCA basearre op net-standerdisearre gegevens de kraniale foarm fan 'e njoggen geografyske ienheden dúdliker karakterisearje en komponint ynterpretaasje fasilitearje as PCA mei standerdisearre gegevens.
Dit artikel presintearret it oantal ûntdutsen haadkomponinten mei in bydrage fan mear as 1% fan 'e totale fariânsje.Om de wichtichste komponinten te bepalen dy't it meast effektyf binne yn it differinsjearjen fan groepen oer grutte geografyske ienheden, waard analyze fan ûntfanger operearjend karakteristyk (ROC) tapast op skoares foar haadkomponint (PC) mei in bydrage grutter dan 2% 84 .Dizze analyse genereart in kânsskromme foar elke PCA-komponint om klassifikaasjeprestaasjes te ferbetterjen en plots korrekt te fergelykjen tusken geografyske groepen.De graad fan diskriminearjende krêft kin wurde beoardiele troch it gebiet ûnder de kromme (AUC), wêr't PCA-komponinten mei gruttere wearden better yn steat binne om te diskriminearjen tusken groepen.In chi-kwadraattest waard doe útfierd om it nivo fan betsjutting te beoardieljen.ROC-analyze waard útfierd yn Microsoft Excel mei Bell Curve foar Excel-software (ferzje 3.21).
Om geografyske ferskillen yn kraniale morfology te visualisearjen, waarden scatterplots makke mei PC-skoares dy't groepen it meast effektyf ûnderskiede fan grutte geografyske ienheden.Om haadkomponinten te ynterpretearjen, brûk in kleurkaart om modelhoekpunten te visualisearjen dy't heul korrelearre binne mei haadkomponinten.Derneist waarden firtuele foarstellings fan 'e úteinen fan' e haadkomponintassen dy't op ± 3 standertdeviaasjes (SD) fan 'e haadkomponintenskoares lizze, berekkene en presintearre yn' e oanfoljende fideo.
Allometry waard brûkt om de relaasje te bepalen tusken skullfoarm en grutte faktoaren beoardiele yn 'e PCA-analyse.De analyze is jildich foar haadkomponinten mei bydragen > 1%.Ien beheining fan dizze PCA is dat foarm komponinten kinne net yndividueel oanjaan foarm omdat de net-normalisearre dataset net fuortsmite alle dimensionale faktoaren.Neist it brûken fan unnormalisearre gegevenssets, analysearren wy ek allometryske trends mei PC-fraksjesets basearre op normalisearre gegevens fan 'e centroidgrutte tapast op haadkomponinten mei bydragen> 1%.
Allometric trends waarden hifke mei help fan de fergeliking Y = aXb 85 dêr't Y is de foarm of oanpart fan in foarm komponint, X is de centroid grutte (Supplementary Table S2), a is in konstante wearde, en b is de allometric koeffizient.Dizze metoade yntroduseart yn prinsipe allometryske groeistúdzjes yn geometryske morfometrie78,86.De logaritmyske transformaasje fan dizze formule is: log Y = b × log X + log a.Regression-analyze mei de lytste kwadraten metoade waard tapast om a en b te berekkenjen.As Y (centroidgrutte) en X (PC-skoares) logaritmysk wurde transformearre, moatte dizze wearden posityf wêze;lykwols, de set fan skattings foar X befettet negative wearden.As oplossing hawwe wy foar elke fraksje yn elke komponint ôfrûning tafoege oan 'e absolute wearde fan 'e lytste fraksje plus 1 en in logaritmyske transformaasje tapast op alle konvertearre positive fraksjes.De betsjutting fan allometryske koeffizienten waard beoardiele mei in twa-tailed Student's t-test.Dizze statistyske berekkeningen om allometryske groei te testen waarden útfierd mei Bell Curves yn Excel-software (ferzje 3.21).
Wolpoff MH Klimatyske effekten op 'e noasters fan it skelet.Ja.J. Phys.Minskdom.29, 405–423.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, KL Head foarm en klimaat stress.Ja.J. Phys.Minskdom.37, 85–92.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Post tiid: Apr-02-2024