Matur nuwun kanggo Visiting Nature.com. Versi Browser sing digunakake wis diwatesi dhukungan CSS. Kanggo asil sing paling apik, disaranake nggunakake versi anyar browser (utawa mateni mode kompatibilitas ing Internet Explorer). Ing sawetoro wektu, kanggo njamin dhukungan, kita nuduhake situs tanpa gaya utawa JavaScript.
Panaliten iki wis dinilai bhinéka regional ing morfologi kranian manungsa nggunakake model homologi geometris adhedhasar data scan saka 148 kelompok etnik ing saindenging jagad. Cara iki nggunakake teknologi pas templat kanggo ngasilake meshen homolog kanthi nindakake transformasi non-kaku kanthi nggunakake algoritma titik sing paling cedhak. Kanthi ngetrapake analisis analisis komponen utama ing 342 Model homolog sing dipilih, pangowahan paling gedhe ing ukuran umume ditemokake lan dikonfirmasi kanthi tengkorak cilik saka Asia Kidul. Bentenane nomer loro paling gedhe yaiku dawane jembar jembar neurocranium, nuduhake kontras ing antarane tengkorak sing elongated saka wong Afrika lan tengkorak Cembana ing sisih lor-wetan Asia. Perlu dicathet yen bahan iki ora ana gandhengane karo kontur rai. Fitur rai sing kondhang kayata pipi protruding ing Asia sisih lor-wetan lan balung makson msxillary ing Eropa sing ditunjuk. Owah-owahan rai iki gegandhengan karo kontur tengkorak, utamane tingkat ketinggalan balung ngarep lan occipital. Pola allometri ditemokake ing proporing rai sing ukurane ukuran tengkorak; Ing tengkorak sing luwih gedhe, garis-garis rai luwih suwe lan sempit, kaya sing dituduhake ing wong Amerika Amerika lan Asia Asia. Sanajan panaliten kita ora kalebu data babagan variabel lingkungan sing bisa mengaruhi morfologi kritik, kayata iklim, kahanan panganan pola pola pola sing akeh banget bakal migunani kanggo nggoleki ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek karakteristik fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek karakteristik fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo nggambarake ciri fenototik balung kanggo nggolek karakteristik fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung kanggo nggambarake karakteristik fenototik balung kanggo golek ciri fenototik balung.
Bedane geografis kanthi bentuk tengkorak manungsa wis diteliti. Akeh peneliti sing wis dinilai macem-macem adaptasi lingkungan lan / utawa pilihan alami, utamane faktor iklim1,2,3,4,7,7 utawa fungsi masticatory gumantung karo nutrisi nutrisi. 13... In addition, some studies have focused on bottleneck effects, genetic drift, gene flow, or stochastic evolutionary processes caused by neutral gene mutations14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Contone, bentuk bundher sing luwih amba lan luwih cendhek wis diterangno minangka adaptasi kanggo tekanan sing dipilih miturut aturan mamalia kanthi nyuda wilayah permukaan kanthi volume2,2,16,17,25 Waca rangkeng-. Kajaba iku, sawetara panaliten nggunakake aturan Bergmann ing ukuran antara ukuran tengkorak lan suhu3,16,25,27, menehi saran manawa ukuran umume luwih gedhe ing wilayah sing luwih adhem kanggo nyegah kerugian panas. Pengaruh mekanisme stres masticatory ing pola wutah vault lan balung rai wis debat sing ana hubungane karo kahanan sing diet lan bedane ing antarane petani lan hunter-gatherers8,9,11,12,28. Panjelasan umum yaiku tekanan ngunyah nyuda kekerasan balung rai lan otot. Several global studies have linked skull shape diversity primarily to the phenotypic consequences of neutral genetic distance rather than to environmental adaptation21,29,30,31,32. Panjelasan liyane kanggo owah-owahan ing bentuk tengkorak adhedhasar konsep wutah isometrik utawa allometric3,33,34,35. Contone, otak sing luwih gedhe cenderung duwe lobus ngarep sing luwih akeh ing wilayah sing diarani "tutup Braca sing diarani, lan jembaré lobus ngarep mundhak, proses evolusi sing dianggep adhedhasar pertumbuhan allometri. Kajaba iku, panaliten mriksa owah-owahan tengkorak ing bentuk tengkorak nemokake kecenderungan allometric menyang brachycephaly (kecenderungan tengkorak kanggo dadi luwih bundher) kanthi nambah dhuwur33.
Sajarah panjang kanggo morfologi kranial kalebu upaya kanggo ngenali faktor sing ora tanggung jawab kanggo macem-macem aspek macem-macem bentuk kranial. Cara tradisional sing digunakake ing pirang-pirang panaliten awal adhedhasar data pangukuran linear bivariate, asring nggunakake definisi 5,37. Ing wektu sing padha, akeh panaliten sing kasebut ing ndhuwur nggunakake cara sing luwih maju adhedhasar morfometri 3d geometri spihetrik 3D (GM) ing Morophetry 3D geometrid 3D spasial 3D (GM) 39. Contone, metode geser semandat Semilandmark, adhedhasar minimalisasi energi sing mbengkongake, wis dadi metode sing paling umum digunakake ing biologi transgenik. It projects semi-landmarks of the template onto each sample by sliding along a curve or surface38,40,41,42,43,44,45,46. Kalebu Cara Superposition, Umume Studi GM 3D nggunakake analisis procrustes sing umum, sing paling cedhak (ICP) sing paling cedhak (ICP) sing paling cedhak (ICP) sing paling cedhak (ICP) sing paling cedhak (ICP) 47 kanggo ngidini perbandingan langsung saka bentuk lan njupuk pangowahan. Utawa, cara plutasi plase tipis (TPS) 48,49 metode uga digunakake kanggo metode transformasi non-kaku kanggo pemetaan gumpalan kanggo mathemmark.
Kanthi pangembangan scanner awak 3D praktis wiwit pungkasan abad kaping-20, akeh panaliten sing duwe scanner 3D-awak kanthi ukuran 3D. Data pindai digunakake kanggo ngekstrak dimensi awak, sing mbutuhake nggambarake bentuk permukaan minangka permukaan tinimbang awan. Pola sing cocog yaiku teknik sing dikembangake kanggo tujuan iki ing lapangan grafis komputer, ing endi permukaan kasebut diterangake model bolgonal. Langkah pertama ing pola sing cocog yaiku nyiyapake model bolong sing bakal digunakake minangka template. Sawetara vertikal sing nggawe pola kasebut yaiku landmark. Cithakan kasebut banjur cacat lan cocog karo permukaan kanggo nyilikake jarak ing antarane template lan titik titik nalika njaga fitur wujud lokal. Landmarks ing template cocog karo landmark ing titik awan. Nggunakake Fitting Cithakan, kabeh data scan bisa diterangake minangka model bolong kanthi nilai data sing padha lan topologi sing padha. Sanajan homologi sing tepat mung ana ing posisi landmark, bisa dianggep manawa ana homologi umum ing antarane model sing digawe wiwit owah-owahan geometri kasebut sithik. Mula, model Grid sing digawe kanthi pas template yaiku diarani Modelologi Homologi52. Kauntungan template yaiku template bisa cacat lan diatur kanggo macem-macem bagean target target sing cedhak karo permukaan (umpamane, wilayah archomatik) tanpa mengaruhi saben tengkoral Liyane. deformasi. Kanthi cara iki, cithakan kasebut bisa dijamin kanggo ngepang barang kayata torso utawa lengen, kanthi pundhak ing posisi sing ngadeg. Kerugian Fitting Cithakan minangka biaya komputasi bathi sing luwih dhuwur, nanging, thanks kanggo dandan sing signifikan ing kinerja komputer, iki ora ana masalah. Kanthi nganalisa nilai koordinasi saka vertikal sing nggawe model bolong nggunakake teknik analisis kayata analisis komponen analisa (PCA), bisa uga kanggo nganalisa owah-owahan lumahing lan bentuk virtual ing distribusi. bisa ditampa. Ngetung lan visualize53. Saiki, model bolong sing digawe dening Fitting template digunakake kanthi wujud ing macem-macem lapangan ing macem-macem lapangan ing macem-macem lapangan ing macem-macem lapangan57.56,59,58,,59,60.
Maju ing teknologi rekaman bolong fleksibel, ditambah karo pangembangan piranti scanning 3D portebel sing bisa kanggo mindhah kanthi resolusi sing luwih dhuwur, supaya bisa luwih gampang ngrekam data permukaan 3D preduli lokasi. Mangkono, ing bidang antropologi biologis, teknologi anyar kasebut ningkatake kemampuan kanggo ngukur spesimen manungsa, kalebu spesimen tengkorak, yaiku tujuane panaliten iki.
Ringkesan, panliten iki nggunakake teknologi modeling homologi 3D sing luwih maju adhedhasar pertandhingan template (Gambar 1) kanggo ngevaluasi spesimen 342 Skull sing dipilih saka 148 populasi ing saindenging global. Bhinéka morfologi kranian (Tabel 1). Kanggo ngganti owah-owahan morfologi tengkorak, kita ngetrapake karakteristik PCA lan panrima (ROC) kanthi nganalisa data ing model model homologi sing digawe. Temuan kasebut bakal menehi kontribusi kanggo luwih akeh babagan owah-owahan global ing morfologi kranial, kalebu pola regional lan nyuda urutan pangowahan, owah-owahan perubahan antara kranial. Sanajan panaliten iki ora ngatasi data babagan variabel ekstrinsik sing diwakili dening iklim utawa panganan sing bisa magepokan ing panaliten sing bisa mbantu njelajah variasi lingkungan, lan genetik.
Tabel 2 nuduhake Kofisien kontribusi PCA sing ditrapake ing Dataset sing ora stabil saka 17,709 Vertikal (53,127 XYZ koordinat) 342 model tengkorak homologis. Akibaté, 14 komponen utama dikenalake, kontribusi sing kanggo total varian luwih saka 1%, lan jumlah varian total yaiku 83,68%. Vektor loading 14 komponen kepala sekolah sing kacathet ing meja tambahan S1, lan skor komponen komponen kanggo conto tengkorak 342 ditampilake ing meja S2.
Panaliten iki nganakake sanga komponen utama kanthi kontribusi luwih saka 2%, sawetara sing nuduhake variasi geografis sing substansial lan signifikan ing morfologi kranial. Gambar 2 kurva plot sing digawe saka analisis ROC kanggo nggambarake komponisi PCA sing paling efektif kanggo menehi ciri utawa misahake saben negara geografis utama (kayata, antarane negara-negara geografis utama). Kombinasi Polynesian ora diuji amarga ukuran sampel cilik sing digunakake ing tes iki. Data babagan pentinge bedane ing AUC lan statistik dhasar liyane sing diwilang nggunakake analisis ROC ditampilake ing Tabel S3.
Roc Kurva ditrapake kanggo ngira-ngiseni komponen komponen utama adhedhasar data vertex sing dumadi saka 342 model tengkorak homologi lanang. AUC: Area ing ngisor kurva ing 0,01% sing digunakake kanggo mbedakake saben gabungan geografis saka kombinasi total liyane. TPF bener positif (diskriminasi sing efektif), FPF minangka palsu (diskriminasi ora sah).
Tafsiran kurva ROC diringkes ing ngisor iki, mung fokus ing komponen sing bisa beda-beda klompok sing bisa duwe AUC sing gedhe utawa penting banget karo kemungkinan ngisor 0,001. Komplek Asia Kidul (Fig. 2a), sing kalebu conto saka India, sing beda karo conto campuran geografis liyane ing komponen pisanan (PC1) duwe AUC (PC1) dibandhingake karo komponen liyane. Fitur saka komplek Afrika (Fig. 2b) minangka AUC PC2 sing cukup gedhe (0.834). Austro-Melanesia (Gbr. 2C) nuduhake tren sing padha karo Sub-Saharan Afrika liwat PC2 kanthi AUC sing cukup gedhe (0.759). Eropa (1D) kanthi jelas beda karo kombinasi PC2 (AUC = 0.719) lan PC6 (FIG. 2E) beda karo PC4 Greater 0.714, lan prabédan saka PC3 lemah (AUC = 0.688). Klompok ing ngisor iki uga diidentifikasi kanthi nilai AUC sing luwih murah lan tingkat makna sing luwih dhuwur: asil PC7 (AUC = 0.654), PC4 (AUC = 0.649) nuduhake manawa Amerika Serikat Karakteristik sing ana gandhengane karo komponen kasebut, Asia Tenggara (Gambar) dibedakake karo PC3 (AUC = 0.663), nanging pola ing Timur saka Timur Tengah (kalebu Afrika Lor). Dibandhingake karo wong liya ora ana bedane.
Ing langkah sabanjure, kanggo interpretasi kanthi viste kanthi viste, wilayah ing lumahing kanthi nilai beban sing luwih gedhe luwih saka 0.45 diwarisake karo X, Y, lan z koordinasi informasi, kaya sing ditampilake ing Gambar 3. Tlatah abang nuduhake korélasi sing dhuwur X-Axis koordinat, sing cocog karo arah transversal horisontal. Wilayah ijo kasebut diatasi banget karo koordinat vertikal sumbu y, lan wilayah biru gelap banget ditanduri kanthi koordinat sagittal saka sumbu z. Wilayah biru cahya digandhengake karo paksi koordinat y lan z koordinat za; Pink - area campuran sing ana gandhengane karo pondho x lan z koordinate; Kuning - wilayah sing ana gandhengane karo sumbu X lan y; Wilayah putih kasebut kalebu sumbu X, Y lan Z dibayangke. Mula, ing ambang nilai beban iki, PC 1 umume digandhengake karo kabeh lumahing tengkorak. Wangun Tengkorak Virtual Virtual Virtual ing sisih ngelawan sumbu komponen iki uga digambarake ing tokoh iki, lan perang gambar ditampilake ing visleme kanggo negesake faktor tambahan sing ukurane skill.
Distribusi frekuensi skor PC1 (kurva normal normal), peta warna lumahing tengkorak banget karo vertikal PC1 (panjelasan warna sing beda karo diameter ijo saka 50 mm.
Gambar 3 nuduhake plot distribusi frekuensi (kurva fit normal) skor PC1 individu sing diitung kanthi kapisah kanggo 9 unit geografis. Saliyane perkiraan kurva ROC (Gambar 2), prakiraan Asia Kidul yaiku sawetara ambane kanthi sacara sacara rame ing sisih kiwa amarga tengkorak luwih cilik tinimbang klompok-klompok daérangan liyane. Kaya sing dituduhake ing Tabel 1, wong-wong kidul iki makili kelompok etnik ing India kalebu Kepulauan Andaman lan Nicobar, Sri Lanka lan Bangladesh.
Koefisional dimensi ditemokake ing PC1. Panemuan wilayah lan bentuk virtual sing akeh banget nyebabake faktor formulir kanggo komponen liyane saka PC1; Nanging, faktor ukuran ora mesthi diilangi kanthi lengkap. Kaya sing dituduhake kanthi mbandhingake kurva Roc (Gambar 2), PC2 lan PC4 minangka diskriminasi sing paling akeh, diikuti PC6 lan PC7. PC3 lan PC9 efektif banget ing misahake conto conto menyang unit geografis. Mangkono, pasangan iki sumbu komponen skatik skor lan permukaan warna sing diatasi kanthi akeh komponen, uga cacat bentuk virtual karo ukuran sisih sing ngelawan 3. Convex Hull Liputan conto saka saben unit geografis sing dituduhake ing plot kasebut udakara 90%, sanajan ana sawetara tingkat tumpang tindih ing kluster kasebut. Tabel 3 nyedhiyakake panjelasan saben komponen Pca.
Skor pc2 lan PC4 PC4 kanggo individu kranial saka sangang unit geografis (ndhuwur) lan papat unit geografis (ngisor), plot saka warna lumahing tengkorak sing diduweni karo saben PC (relatif z). Panjelasan warna saka pondhok: Deleng teks), lan ubah bentuk formulir virtual ing sisih ngelawan poros kasebut yaiku 3 SD. Skala kasebut minangka papan ijo kanthi diameter 50 mm.
Skor pc6 lan PC7 kanggo individu kranial saka sangang unit geografis (sisih ndhuwur) lan rong unit geografis (titik geografis), plot geografis (dlangan warna lumahing krenjang kanggo saben pc (relatif z). Panjelasan warna saka pondhok: Deleng teks), lan ubah bentuk formulir virtual ing sisih ngelawan poros kasebut yaiku 3 SD. Skala kasebut minangka papan ijo kanthi diameter 50 mm.
Skor pc3 lan PC9 PC9 kanggo individu kranial saka sangang unit geografis (ndhuwur) lan telung unit geografis (rele karo x, lan plot warnis) saka vertikal sing diatasi karo saben interpretasi warna : cm. Teks), uga cacat wujud virtual ing sisih ngelawan saka poros iki kanthi gedhene 3 SD. Skala kasebut minangka papan ijo kanthi diameter 50 mm.
Ing grafik sing nuduhake skor PC2 lan PC4 (Gambar. 4, video tambahan, S3 nuduhake gambar cacat), peta warna lumahing uga ditampilake luwih dhuwur tinimbang 0,4, sing luwih murah tinimbang ing PC1 amarga PC2 nilai total beban kurang saka PC1.
Elongation saka lobus ngarep lan occipital ing arah sagittal ing sadawane Z-Axis (biru peteng) lan cuping parietal ing arah Coronal (abang) lan zax) lan zax saka bathuk (biru peteng). Grafik iki nuduhake skor kanggo kabeh wong ing saindenging jagad; Nanging, nalika kabeh conto sing kalebu pirang-pirang klompok ditampilake bebarengan, interpretasi pola nyebarake pola cukup angel amarga jumlah tumpang tindih; Mula, saka mung papat unit geografis utama (yaiku, Afrika, Australasia-Melanesia, Eropah ing Asia sing sumebar ing ngisor grafit virtual virtual ing macem-macem skor PC. Ing tokoh kasebut, PC2 lan PC4 minangka pasangan skor. Afrika lan Austro-Melanans tumpang tindih maneh lan disebar ing sisih tengen, dene wong Eropa kasebar menyang sisih kiwa kiwa lan sisih lor-wetan canggih. Sumbu horisontal PC2 nuduhake manawa Melanesia Afrika / Australia duwe neurocranium sing luwih dawa tinimbang wong liya. PC4, sing kombinasi Asia lan sisih lor-wétan sing dipisah, digandhengake karo ukuran lan ramalan relatif saka balung zygomatik lan kontur mengko saka Calvarium. Skema Scoring nuduhake manawa wong Eropa duwe balung maksimal lan zygomatik, ruang fossa temporal sing luwih cilik diwatesi, balung occipital sing luwih dhuwur, nalika Asia sisih lor-wetan, sing paling wetan Waca rangkeng-. Lobus ngarep cenderung, dhasar balung occipital diangkat.
Nalika fokus ing PC6 lan PC7 (Gambar 5) ijo). Y sumbu), bentuk balung temporal (biru: y lan z ax) lan bentuk balung occipital (jambon: x lan z ax). Saliyane jembaré bathuk (abang: x-sumbu), PC7 uga korelates kanthi dhuwur alveoli (ijo: y-sumbu) lan bentuk z-axis ing saindenging wilayah parietotemporal (biru peteng). Ing panel ndhuwur tokoh 5, kabeh conto geografis disebar miturut skor komponen PC6 lan PC7. Amarga ROC nuduhake manawa PC6 ngemot fitur Eropa sing unik kanggo Eropa nampilake fitur Amerika Native ing analisa iki, loro conto kasebut dipilih ing poros komponen iki. Pribumi Amerika, sanajan kalebu ing sampel, kasebar ing sudhut kiwa ndhuwur; Kosok baline, akeh conto Eropa sing cenderung ing pojok sisih ngisor. Pasangan PC6 lan PC7 makili proses alveolar sing sempit lan neurocranium saka Eropa, Amerika luwih gedhe, lan proses alveolar sing luwih gedhe lan luwih gedhe.
Analisis ROC nuduhake yen PC3 lan / utawa PC9 umume ana ing sisih kidul-wetan lan sisih wetan Asia. Patut, pasangan pasangan PC3 (sisih ndhuwur ijo ing sumbu) lan PC9 (rai ijo ing s6, s7 nyedhiyakake gambar morphed) nggambarake macem-macem asian wétan. , sing kontras kanthi cetha karo proporsi rai sing dhuwur saka Asia Asia sisih lor-wetan lan bentuk rai sing kurang saka Asia Tonese Tenggara. Kejabi fitur rai kasebut, karakteristik liyane ing sisih lor-wetan yaiku lambda miring balung occipital, nalika Asia Timur Tenggara duwe basis tengkorak sing sempit.
Katrangan ing ndhuwur komponen utama lan deskripsi PC5 lan PC8 wis diilangi amarga ora ana ciri khusus sing ditemokake ing sangang unit geografis utama. PC5 nuduhake ukuran proses mastoid balung temporal, lan PC8 nggambarake asimetri bentuk tengkorak sakabehe, loro nuduhake variasi paralel ing antarane kombinasi conto geografis.
Saliyane scatterplots skor PCA individu, kita uga menehi suat-balan klompok cara kanggo mbandhingake sakabèhé. Nganti iki, model homologi krenial rata-rata digawe saka data data vertex model homologi individu saka 148 kelompok etnik. Plot Bivariate set skor kanggo PC2 lan PC4, PC6 lan PC7, lan PC3 lan PC3 ditampilake ing tambahan tokoh S1, kabeh diitung minangka model tengkorak rata-rata kanggo 148 individu. Kanthi cara iki, Scatterplot ndhelikake prabédan individu ing saben klompok, saéngga kanggo interpretasi sing luwih jelas amarga persibatan tengkorak, ing endi pola kasebut cocog karo plot individu kanthi tumpang tindih. Tokoh tambahan S2 nuduhake model tegese tegese tegese kanggo saben unit geografis.
Saliyane PC1, sing ana gandhengane karo ukuran sakabèhé (Tabel tambahan S2), hubungan allometric ing antarane ukuran sakabèhé lan bentuk tengkorak ditliti nggunakake dimensi Centroid saka data sing ora normal. Koefisien allometric, nilai-nilai, lan nilai P PI ing Tabel 4. Ora ana komponen pola allometral sing ana gandhengane karo ukuran tengkorak ing pi <0,05.
Amarga sawetara ukuran ukuran bisa uga kalebu ing prakiraan PC adhedhasar set data sing ora normal, kita luwih mriksa tren sentro lan skor PC ngetung kanthi ukuran data lan skor diwenehi ing tabel tambahan S6 ). , C7). Tabel 4 nuduhake asil saka analisis allometrik. Mangkono, tren allometri sing signifikan ditemokake ing level 1% ing PC6 lan ing level 5% ing PC10. Gambar 7 nuduhake lereng regresi hubungan log-linear iki ing antarane skor PC lan ukuran sentrav kanthi dummies (± 3 SD) ing mburi ukuran sentasi log. Skor PC6 minangka rasio dhuwur relatif lan ambane tengkorak. Minangka ukuran tengkorak mundhak, tengkorak lan pasuryan dadi luwih dhuwur, lan bathuk, soket lan irung cenderung luwih cedhak mengko. Pola conto panyebaran nuduhake manawa proporsi iki biasane ditemokake ing sisih lor-Asia Asia lan Amerika pribumi. Kajaba iku, PC10 nuduhake tren tumrap nyuda proporsi ing jembar pertengahan pertengahan preduli saka wilayah geografis.
Kanggo hubungan allometri sing signifikan kadhaptar ing tabel, lereng regresi log-linear ing antarane PC komporensi pc (dipikolehi saka data normal) lan ukuran centroid virtual kasebut duwe ukuran 3 SD ing sisih ngelawan saka 4.
Pola saka owah-owahan morfologi kranial wis ditampilake liwat analisis dataseet model permukaan 3D homologis. Komponen pisanan PCA ana hubungane karo ukuran tengkorak sakabèhé. Wis suwe dikira yen tengkorak cilik ing Asia Kidul, kalebu spesimen saka India, Sri Lanka lan Kepulauan Andam, amarga ukuran Ecogmann, konsisten karo ukuran ekogmannografis, selaras karo ukuran Ecoogmann 27,62. Pisanan ana hubungane karo suhu, lan nomer loro gumantung ing papan lan sumber panganan sing kasedhiya ing ceruk ekologis. Antarane komponen bentuk, pangowahan paling gedhe yaiku rasio dawa lan ambane kolong kranial. Fitur iki, PC sing ditunjuk PC2, nggambarake hubungan sing cedhak antarane tengkorak sing proporsional saka Australia lan wong Afrika, uga beda saka tengkorak bundher ing sawetara wong Eropa lan Asia Asia. Karakteristik kasebut wis dilaporake ing pirang-pirang panaliten sadurunge adhedhasar pangukuran linear sing gampang37,63,64. Kajaba iku, sipat iki digandhengake karo brachycephaly ing non-Afrika, sing wis suwe dibahas ing pasinaon antropometri lan osteometri. The main hypothesis behind this explanation is that decreased mastication, such as thinning of the temporalis muscle, reduces pressure on the outer scalp5,8,9,10,11,12,13. Hipotesis liyane kalebu adaptasi kanggo iklim kadhemen kanthi nyuda wilayah permukaan sirah, nuduhake tengkorak sing luwih bundher luwih apik tinimbang aturan bundher, miturut aturan Allen16,25. Adhedhasar asil saka sinau saiki, hipotesis iki mung bisa ditaksir adhedhasar korélasi segmen kren. Ringkesan, asil pca ora ndhukung kanthi lengkap babagan rasio ambane krenjang sing dipengaruhi kanthi cemara kanthi cemara, minangka komponen PC2 (brachycephal) ora ana hubungane karo proporsi rai (kalebu dimensi maksimal). Lan ruang relevan saka fossa temporal (nggambarake volume otot semoralisasi). Pasinaon saiki ora nganalisa hubungan antara bentuk tengkorak lan kahanan lingkungan geologi kayata suhu; Nanging, panjelasan adhedhasar aturan Allen bisa uga dianggep minangka hipotesis calon kanggo nerangake brachycephalon ing wilayah iklim sing adhem.
Variasi sing signifikan banjur ditemokake ing PC4, menehi saran manawa Asia Asia duwe balung zygomatik sing misuwur ing balung maxilla lan zygomatik. Penemuan iki konsisten karo karakteristik Siberian sing kondhang, sing dikira wis dicocogake karo iklim sing adhem kanthi cepet kanthi obah-balung zygomatik sing arang banget, ngasilake volume sinus lan rai sing rata 65. Penemuan anyar saka model homolog sing anyar yaiku pipi sing dicelup ing wong Eropa sing ana hubungane karo slope ngarep sing suda, uga balung occipital sing diresiki lan sempit lan concavity. Beda, Asia Asia cenderung duwe bathuk sing miring lan diangkat ing wilayah occipital. Panaliten balung occipital nggunakake tengkorak morfometis geometri2 wis nuduhake yen tengkorak Asia lan Eropa duwe kurva nachal sing rata lan posisi sing luwih murah saka ocal. Nanging, pasangan pc2 lan PC4 lan PC3 lan PC3 lan PC9 lan PC9 nuduhake variasi luwih gedhe ing Asia, dene Eropa sing ditondoi dening pangkalan flat lan occiput sing luwih murah. Ora konsistensi ing karakteristik Asia ing antarane panaliten bisa amarga beda karo conto etnik sing digunakake, amarga kita duwe pirang-pirang kelompok etnik saka Asia sing wetan lan Asia Tenggara. Owah-owahan bentuk balung occipital asring digandhengake karo pangembangan otot. Nanging, panjelasan adaptif iki ora kanggo korélasi ing bathuk lan occiput bentuk, sing dituduhake ing panliten iki nanging ora mungkin dituduhake kanthi lengkap. Ing babagan iki, kudu dipikirake hubungan antara bobot bobot awak lan pusat gravitasi utawa junction cervical (foramen magnum) utawa faktor liyane.
Komponen penting liyane kanthi variasi gedhe sing ana gandhengane karo pangembangan apparatus sing ana rasukan, sing dituduhake dening maxillary appillary lan fossae maksimal, sing diterangake dening gabungan PC6, PC7 lan PC4. Pengurangan sing ditandhani iki ing segmen kranial menehi ciri karo individu Eropa liyane tinimbang klompok geografis liyane. Fitur iki wis diinterpretasi minangka asil saka morfologi rai amarga pangembangan teknik persiyapan pertanian lan awal, sing bisa ngilangi beban mekanik ing apparatus Masticatory.12,28,66 sing kuat. Miturut hipotesis fungsi masticatory, 28 iki diiringi owah-owahan saka fleksibel dhasar tengkorak menyang sudut kranial sing luwih akut lan atap kranial sing luwih seru. Saka perspektif, populasi pertanian iki cenderung duwe pasuryan kompak, kurang protrusi kanthi mandble, lan meninges globular sing luwih akeh. Mula, cacat iki bisa diterangno kanthi garis umum bentuk tengkorak saka Eropa kanthi organ masticatory. Nanging, miturut panaliten iki, interpretasi iki kompleks amarga fungsionalitas hubungan morfologis ing antarane neurocranium Global lan pangembangan ing interaksi PC2.
Bedane antara Asia Asia sing ana ing sisih lor-wetan lan Asia Tenggara digambar dening kontras ing antarane rai sing dhuwur kanthi basis occipital sing ana lan rai cekak kanthi pc3 lan PC9. Amarga kekurangan data geekologis, panaliten kita nyedhiyakake katrangan sing winates kanggo panemuan iki. Penjelasan kemungkinan adaptasi kanggo iklim utawa kahanan nutrisi sing beda. Saliyane adaptasi ekologis, bedane lokal ing sejarah populasi ing Asia Tenggara lan Tenggara uga digatekake. Contone, ing Eurasia wétan, model rong lapisan wis dipikirake para panyebaran manungsa (AMH) adhedhasar data morphometris kranial67,68. Miturut model iki, "undakan pertama", yaiku kelompok asli saka kolonizer Pleistocene Amh Pungkasan, duwe keturunan langsung saka pleistocene Amh, luwih akeh utawa kurang keturunan saka wilayah ing wilayah kasebut, kayata Australia modern (p. Tratum modern (p. Stratum modern). , lan mengko ngalami sistem pertanian legi gedhe-gedhe ing wong pertanian sisih lor kanthi karakteristik asia northeast (lapisan kapindho) menyang wilayah kasebut (udakara 4,000 taun kepungkur). Aliran gen nyiptakake model "rong lapisan" bakal dibutuhake kanggo ngerti bentuk kranial ing Tenggara, amarga wangun kranial ing sisih kidul-war ing sisih wetan ing sisih warisan tingkat tenggara tingkat lokal.
Kanthi netepke kesesuaian kranial nggunakake unit geografis kanthi nggunakake model homolog, kita bisa nyasar riwayat pedunung AMF ing skenario ing njaba Afrika. Akeh macem-macem "metu saka Afrika" model "sing beda-beda wis diusulake kanggo nerangake distribusi AMF adhedhasar kerangka lan data genomik. Saka iki, panaliten anyar nuduhake manawa kolonisasi AMH wilayah ing njaba Afrika diwiwiti udakara 177,000 taun kepungkur69,70. Nanging, distribusi AMF jarak sing dawa ing Eurasia sajrone periode kasebut tetep ora mesthi, amarga habitat fosil awal iki diwatesi ing Timur Tengah lan Mediterania sing cedhak karo Afrika. Kasus sing paling gampang yaiku pemukiman siji ing rute migrasi saka Afrika menyang Eurasia, nglumpukake alangan geografis kayata Himalaya. Model liyane nuduhake macem-macem ombak migrasi, sing pertama nyebar saka Afrika ing pesisir Samudra Hindia nganti Asia Tenggara lan Australia, banjur nyebar menyang Eurasia lor. Umume panaliten kasebut konfirmasi manawa AMF nyebar adoh ing Afrika sekitar 60.000 taun kepungkur. Ing babagan iki, conto Australia-Melanesia-Melanesia (kalebu Papua) nuduhake babagan conto geografis liyane ing seri geografis liyane ing analisis komponen modifikasi homologi. Ketemu iki ndhukung hipotesis sing klompok distribusi AMF sing pertama ing pinggir Eurasia sisih kidul Eurasia tangi ing Afrika22,68 tanpa ana owah-owahan morfologis sing signifikan.
Babagan pertumbuhan allometric, analisis nggunakake komponen wujud sing diwenehake saka set data sing beda-beda miturut ukuran centroid sing nuduhake tren allometri sing signifikan ing PC6 lan PC10. Kaloro komponen kasebut ana gandhengane karo bentuk bathuk lan bagean pasuryan, sing dadi luwih sempit minangka ukuran mundhak tengkorak. Wétan Asia lan Amerika cenderung duwe fitur iki lan tengkorak sing cukup gedhe. Iki nemokake kontroversi sadurunge nglaporake pola allometri sing luwih gedhe duwe lobus ngarep sing luwih akeh ing wilayah sing diarani "tutup BROCA" sing wis ditambahake ing Frontal Lobe. Bedane kasebut diterangake kanthi beda ing sampel set; Panaliten kita nganalisa pola allometric ukuran kranial kanthi nggunakake populasi modern, lan pasinaon komparatif alamat tren jangka panjang ing evolusi manungsa sing ana ing ukuran evolusi.
Babagan allometri rai, siji panaliten nggunakake data biometrik nemokake manawa bentuk rai lan ukuran bisa uga rada ana, dene panaliten sing ditemokake kanthi pasuryan sing luwih gedhe, luwih gedhe. Nanging, konsistensi data biometrik ora jelas; Tes regresi mbandhingake allometri lan allometri statis nuduhake asil sing beda. Tenaga allometrik menyang bentuk tengkorak birah amarga dhuwur tambah uga wis dilaporake; Nanging, kita ora nganalisa data sing dhuwur. Panaliten kita nuduhake manawa ora ana data allometric sing nuduhake korélasi antarane takeran globular kranial lan ukuran kranial sakabehe saben se.
Sanajan sinau saiki ora ngatasi data babagan variabel ekstrinsik sing diwakili dening iklim utawa panganan panganan sing ana pengaruh ing morfologi kranial sing digunakake ing panaliten kasebut bakal mbantu ngevaluasi variasi moripologis fenotipologis sing gedhe. Faktor lingkungan kayata kahanan diet, iklim lan nutrisi, uga pasukan netral kayata migrasi, aliran gen lan drift gen.
Panaliten iki kalebu 342 spesimen tengkorak lanang sing diklumpukake saka 148 populasi ing 9 unit geografis (Tabel 1). Umume klompok yaiku spesimen asli geografis, dene sawetara klompok ing Afrika, ing sisih lor-wetan lan Asia Kidul-Wétan lan Amerika (kadhaptar ing miring) minangka etnis. Akeh spesimen kranial dipilih saka database pangukuran kranium miturut definisi pangukuran Martin Krational sing diwenehake dening Tsunehiko Hanihara. Kita milih tengkorak lanang wakil saka kabeh kelompok etnik ing saindenging jagad. Kanggo ngenali anggota saben klompok, kita ngetung jarak Euclidean adhedhasar 37 pangukuran kranial saka klompok kasebut kanggo kabeh wong sing kalebu klompok kasebut. Umume kasus, kita milih conto 1-4 kanthi jarak sing paling cilik saka tegese (Tabel tambahan S4). Kanggo klompok kasebut, sawetara conto dipilih kanthi acak yen ora kadhaptar ing database Pangukuran Hahara.
Kanggo perbandingan statistik, 148 conto populasi diklompokake menyang unit geografis utama, kaya sing ditampilake ing Tabel 1. Klompok "Afrika" mung dumadi saka wilayah sub-Saharan. Spesialisasi saka Afrika Lor kalebu ing "Timur Tengah" karo spesimen saka Asia Kulon kanthi kahanan sing padha. Klompok Asia Northeast kalebu keturunan non-Eropa, lan klompok Amerika kalebu mung Amerika sing asli. Khususé, klompok iki disebar ing wilayah sing jembar ing sisih lor lan kidul benua Amerika, ing macem-macem lingkungan. Nanging, kita nimbang conto AS ing unit geografis siji iki, amarga sejarah demografi Amerika Serikat sing dianggep minangka asal Asia sing ana ing Asia, preduli saka pirang-pirang migran 80.
Kita nyathet data lumahing 3D khusus spesimen skull iki kanthi resolusi 3D kanthi resolusi dhuwur (Einscan Pro kanthi sumunar, resolusi minimal: 0,5 mm, https://www.shining3d.com/) banjur ngasilake bolong. Model bolong dumadi saka 200,000-400.0005, lan piranti lunak sing kalebu digunakake kanggo ngisi bolongan lan sudhut sing mulus.
Ing langkah pertama, kita nggunakake data pindai saka tengkorak apa wae kanggo nggawe model tengkorak templung template template siji sing dumadi saka 4485 Vertikal (8728 pasuryan poligonal). Dasar tengkorak wilayah tengkorak, dumadi saka balung sphenoid, balung temporus, palate, alveoli, lan untu maksimal, dicopot saka model bolong template. Alesan kasebut yaiku struktur kasebut asring ora lengkap utawa angel ngrampungake amarga bagian sing lancip utawa tipis kayata permukaan sing ana lan proses styloid lan / utawa untu unson. Basis tengkorak ing saubengé prinsip, kalebu dhasar, ora ditetepake amarga iki minangka lokasi penting anatomi kanggo lokasi sendi lan dhuwur tengkorak kudu dinilai. Gunakake cincin pangilon kanggo mbentuk template sing simetris ing sisih loro. Tindakake Mesotropik Mesotropik kanggo ngowahi bentuk polygonal supaya bisa ditindakake kanthi bisa.
Sabanjure, 56 landmarks ditugasake menyang vertikal model template sing cocog karo hbm-rugle software. Setelan landmark Mesthi akurasi lan stabilitas posisi landmark lan njamin homologi lokasi kasebut ing model homologi sing ngasilake. Dheweke bisa dingerteni adhedhasar karakteristik khusus, kaya sing ditampilake ing Tabel tambahan S5 lan tokoh tambahan S3. Miturut definisi toko, umume landmark kasebut yaiku ngetik landmark sing ana ing persimpangan telung struktur, lan sawetara yaiku Tipe lengkungan maksimal. Akeh landmark sing ditransfer saka pangukuran kranial linear ing definisi Martin 36. Kita nemtokake tandha-tandha ing model sing padha 342 tengkorak kanggo ngasilake model homologi sing padha kanggo ngasilake model homologi sing luwih akurat ing bagean sabanjure.
Sistem koordinat sirah ditetepake kanggo nerangake data scan lan template, kaya sing ditampilake ing tokoh suplemen S4. Plane XZ minangka pesawat horisontal Frankfurt sing ngliwati titik paling dhuwur (definisi Martin: Bagian) ing sisih kiwa unggul lan titik paling murah (definisi Martin: orbit) saka pinggir sisih kiwa orbit Waca rangkeng-. Waca rangkeng-. Axis X yaiku garis sing nyambungake sisih kiwa lan tengen, lan x + sisih tengen. Plane Yz ngliwati tengah-tengah bagean kiwa lan tengen lan oyod irung: Y + munggah, Z + Muruti. Titik referensi (Asal: koordinasi nol) disetel ing persimpangan pesawat yz (midplane), pesawat xz (pesawat flirbar) lan pesawat xy (pesawat koronal).
Kita nggunakake piranti lunak HBM-rugle (engineering, http://www.rugle.co.jp/) kanggo nggawe model bolong homologi kanthi nindakake cithakan kanthi nggunakake 56 poin landar (sisih kiwa 1). Komponen piranti lunak inti, wiwitane dikembangake dening Pusat Penelitian Manusia Digital ing Institut Ilmu lan Teknologi Industri Lancar ing Jepang, diarani HBM lan nduweni fungsi kanggo menehi tandha lan nggawe model pemisahan sing apik nggunakake pemisahan82. Versi software sakteruse (MHBM) sabanjure 83 ditambahake fitur pola kanggo pola sing cocog tanpa landasan kanggo nambah kinerja sing pas. HBM-Rugle nggabungake piranti lunak MHBM kanthi fitur sing ramah pangguna kalebu adat sistem koordinate lan menehi data input. Kasedhiyan akurasi piranti lunak akurasi wis dikonfirmasi ing pirang-pirang studi ing52,555.577,589,60.
Nalika pas template HBM-rugle nggunakake Landmark, Model bolong superimposed ing data scan target kanthi registrasi ing teknologi sing cocog karo template lan data scan target), lan Banjur dening cacat sing ora kaku saka bolong cocog karo template kasebut menyang data scan target. Proses pas iki diulang kaping telu nggunakake nilai sing beda saka loro parameter sing cocog kanggo nambah akurasi pas. Salah sawijining paramèter kasebut mbatesi jarak antarane model Grid template lan data scan target, lan liya-liyane ngitung jarak antara landmark target. Model bolong sing cacat banjur dipérang kanthi nggunakake algoritma subdivision sambungan CYCLIC 82 kanggo nggawe model bolong sing luwih dirampungake sing dumadi saka 17,709 vertikal (34,928 poligon). Pungkasan, model kothak template dipérang pas karo data scan target kanggo ngasilake model homologi. Wiwit lokasi landmark beda karo sing ana ing sistem pemindai target, model homologi sing disedhiyakake kanggo nggambarake sistem koordinat Orientasi sing diterangake ing bagean sadurunge. Jarak rata-rata antarane landmark model homologis lan data scan target ing kabeh conto yaiku <0.01 mm. Diitung nggunakake fungsi HBM-rugle, jarak rata-rata jarak antara titik data homologi lan data scan target yaiku 0.322 mm (Tabel Tambahan S2).
Kanggo nerangake owah-owahan morfologi kranial, 17,709 Vertices (53,127 xyz koordinat) kabeh model homolog sing dianalisa analisa analisis komponen hem (PCA) nggunakake piranti lunak hbs sing digawe ing Institut Ilmu Industri Lanjut ing Institut Ilmu Industri Lanjut ing Institut Ilmu Industri Lanjut , Jepang (Dealer Distribusi: Teknik Red, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/). Banjur kita nyoba ngetrapake PCA menyang set data sing ora umum lan dataran data sing normal kanthi ukuran centroid. Mangkono, PCA adhedhasar data sing ora ngerti bisa luwih jelas nuduhake bentuk kranial saka sangang unit geografis lan nggampangake interpretasi komponen tinimbang PCA nggunakake data standar.
Artikel iki nampilake jumlah komponen kepala sing dideteksi kanthi kontribusi luwih saka 1% saka total varian. Kanggo nemtokake komponen utama ing bedane klompok ing antarane unit geografis utama, Skor Operatingistik panrima ditrapake kanggo macem-macem komponen komponen (PC) kanthi kontribusi luwih saka 2% 84. Analisis iki ngasilake kurva kemungkinan kanggo saben komponen PCA kanggo nambah kinerja klasifikasi lan mbandhingake plot ing antarane kelompok geografis. Gelar kekuwatan diskriminasi bisa ditaksir ing wilayah kasebut ing ngisor kurva (AUC), ing ngendi komponen Pca kanthi nilai sing luwih gedhe luwih bisa mbedakake. Tes chi-square banjur ditindakake kanggo ngevaluasi tingkat penting. Analisis ROC ditindakake ing Microsoft Excel nggunakake kurva lonceng kanggo piranti lunak Excel (versi 3.21).
Kanggo nggambarake bedane geografis ing morfologi kranial, Scatterplots digawe nganggo skor PC sing umume dibedakake saka sumber geografis utama. Kanggo interpretasi komponen utama, gunakake warna peta kanggo nggambarake model vertikal sing diisi banget karo komponen utama. Kajaba iku, perwakilan aliran virtual ing ujung komponen utama ing ± 3 panyimpangan standar (SD) saka skor komponen utama diwilang lan dituduhake ing video tambahan.
Allometry digunakake kanggo nemtokake hubungan antara formulir tengkorak lan ukuran ukuran sing dinilai ing analisis PCA. Analisis kasebut bener kanggo komponen utama karo kontribusi> 1%. Siji watesan saka PCA iki yaiku komponen wujud kasebut ora bisa nuduhake formulir kanthi individu amarga set data sing ora normal ora ngilangi kabeh Faktor Dimensional. Saliyane nggunakake set data sing ora kena, kita uga nganalisa tren allometri nggunakake set fraksi PC adhedhasar data ukuran sentrozed normal sing ditrapake kanggo komponen utama kanggo Kontribusi> 1%.
Tren allometri dites nggunakake rumus y = axb 85 ing ngendi y iku wujud utawa proporsi komponen wujud, X yaiku ukuran sentra (tambahan Tandha S2), lan B yaiku koefisien allometri. Cara iki dhasar ngenalake pertambangan pertumbuhan allometric menyang morphometry geometri78,86. Transformasi logaritma formula iki yaiku: log y = b × log x + log a. Analisis regresi nggunakake metode alun-alun paling ora ditrapake kanggo ngetung a lan b. Nalika y (santroroid ukuran) lan x (skor pc) yaiku logarithmis, nilai-nilai kasebut kudu positif; Nanging, set prakiraan kanggo X ngemot nilai-nilai negatif. Minangka solusi, kita nambah babak kanggo nilai mutlak saka fraksi sing paling cilik ditambah 1 kanggo saben bagian sekedhik ing saben komponen lan aplikasi transformasi positif sing diowahi. Pentinge koefisien allometric ditaksir nggunakake tes siswa loro-lawas. Pitungan statistik iki kanggo nyoba wutah allometric ditindakake kanthi nggunakake kurva lonceng ing piranti lunak Excel (versi 3.21).
Wolpoff, efek iklim ing irung saka balung. Ya. J. FIK. Kamanungsan. 29, 405-423. https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beets, bentuk sirah kl kelas lan stres iklim. Ya. J. FIK. Kamanungsan. 37, 85-92. https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Wektu Pos: Apr-02-2024