Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад.Барои натиҷаҳои беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки версияи навтари браузери худро истифода барем (ё хомӯш кардани ҳолати мувофиқат дар Internet Explorer).Дар ҳамин ҳол, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услуб ё JavaScript нишон медиҳем.
Ин тадқиқот гуногунрангии минтақавӣ дар морфологияи крании инсонро бо истифода аз модели гомологии геометрӣ дар асоси маълумоти скан аз 148 гурӯҳҳои этникӣ дар саросари ҷаҳон арзёбӣ кардааст.Ин усул технологияи васлкунии қолабро барои тавлиди торҳои гомологӣ тавассути иҷрои тағироти ғайримуқаррарӣ бо истифода аз алгоритми итеративии нуқтаи наздиктарин истифода мебарад.Бо татбиқи таҳлили ҷузъҳои асосӣ ба 342 модели гомологии интихобшуда, бузургтарин тағирот дар андозаи умумӣ барои косахонаи сар аз Осиёи Ҷанубӣ пайдо шуд ва ба таври возеҳ тасдиқ карда шуд.Тафовути дуввуми калонтарин таносуби дарозӣ ба паҳнои нейрокраниум аст, ки фарқияти косахонаҳои дарози африқоӣ ва косахонаҳои барҷастаи Осиёи Шимолу Шарқиро нишон медиҳад.Бояд қайд кард, ки ин компонент ба контуркунии чеҳра чандон рабте надорад.Хусусиятҳои маъруфи чеҳра, аз қабили рухсораҳои барҷаста дар Осиёи Шимолу Шарқӣ ва устухонҳои паймон дар аврупоиҳо бори дигар тасдиқ карда шуданд.Ин таѓйироти рўњї ба контури косахонаи сар, алалхусус, дараљаи майли устухонњои пешї ва оксипиталї зич алоќаманд аст.Намунаҳои аллометрӣ дар таносуби рӯй нисбат ба андозаи умумии косахонаи сар пайдо шуданд;дар косахонаи калонтар контурҳои чеҳра дарозтар ва тангтар мешаванд, тавре ки дар бисёре аз амрикоиҳои бумӣ ва Осиёи шимолу шарқӣ нишон дода шудааст.Гарчанде ки тадқиқоти мо маълумотро дар бораи тағирёбандаҳои муҳити зист, ки метавонанд ба морфологияи краниалӣ таъсир расонанд, ба монанди иқлим ё шароити парҳезӣ, дар бар нагирифт, маҷмӯи зиёди маълумотҳои намунаҳои гомологии краниалӣ барои ҷустуҷӯи шарҳҳои гуногун барои хусусиятҳои фенотипии скелет муфид хоҳад буд.
Тафовутҳои ҷуғрофии шакли косахонаи сари одам муддати тӯлонӣ омӯхта шудаанд.Бисёре аз муњаќќиќон гуногунрангии мутобиќшавии муњити зист ва/ё интихоби табииро, аз љумла омилњои иќлимї1,2,3,4,5,6,7 ё функсияи мастикиро вобаста ба шароити ѓизої5,8,9,10, 11,12 бањо додаанд.13. .Илова бар ин, баъзе тадқиқотҳо ба таъсири монеа, дрейфти генетикӣ, ҷараёни генҳо ё равандҳои эволютсионии стохастикӣ, ки дар натиҷаи мутатсияҳои генҳои нейтралӣ ба вуҷуд омадаанд, тамаркуз кардаанд14,15,16,17,18,19,20,21,22,23.Масалан, шакли кураи гаҳвораи васеътар ва кӯтоҳтари краниалӣ ҳамчун мутобиқшавӣ ба фишори интихобӣ тибқи қоидаи Аллен шарҳ дода шудааст24, ки он тахмин мекунад, ки ширхӯрон талафоти гармиро тавассути кам кардани майдони сатҳи бадан нисбат ба ҳаҷм кам мекунанд2,4,16,17,25 .Илова бар ин, баъзе тадқиқотҳо бо истифода аз қоидаи Бергман26 муносибати байни андозаи косахонаи сар ва ҳароратро шарҳ доданд3,5,16,25,27 ва нишон медиҳанд, ки андозаи умумӣ дар минтақаҳои хунуктар барои пешгирии талафоти гармӣ тамоюли калонтар аст.Таъсири механикии фишори мастикаторӣ ба шакли афзоиши устухонҳои косахонаи сар ва устухонҳои рӯй дар робита бо шароити ғизо, ки аз фарҳанги ошпазӣ ё фарқияти зиндагии байни деҳқонон ва шикорчиён ба вуҷуд омадааст, баҳс шудааст8,9,11,12,28.Шарҳи умумӣ ин аст, ки коҳиши фишори хоидан сахтии устухонҳо ва мушакҳои рӯйро коҳиш медиҳад.Якчанд таҳқиқоти ҷаҳонӣ гуногунрангии шакли косахонаи сарро пеш аз ҳама ба оқибатҳои фенотипии масофаи генетикии бетараф, на ба мутобиқшавии муҳити зист алоқаманд карданд21,29,30,31,32.Шарҳи дигари тағирот дар шакли косахонаи сар ба консепсияи афзоиши изометрӣ ё аллометрӣ асос ёфтааст6,33,34,35.Масалан, мағзи сарҳои калонтар одатан дар минтақаи ба истилоҳ "капи Брока" лобҳои пеши нисбатан васеътар доранд ва паҳнои лобҳои фронталӣ меафзояд, раванди эволютсионалӣ, ки дар асоси афзоиши аллометрӣ баррасӣ мешавад.Илова бар ин, тадқиқоте, ки тағироти дарозмуддат дар шакли косахонаи сарро меомӯзад, тамоюли аллометриро ба брахицефалия (тамоюли куракшакл шудани косахонаи сар) бо баланд шудани баландии 33 муайян кард.
Таърихи тӯлонии таҳқиқот дар бораи морфологияи краниалӣ кӯшишҳои муайян кардани омилҳои асосие, ки барои ҷанбаҳои гуногуни гуногунии шаклҳои краниалӣ масъуланд, дар бар мегирад.Усулҳои анъанавӣ, ки дар бисёре аз таҳқиқоти ибтидоӣ истифода мешуданд, ба маълумоти андозагирии дутарафаи хатӣ асос ёфтаанд, ки аксар вақт таърифҳои Мартин ё Хоуэллро истифода мебаранд36,37.Дар баробари ин, дар бисёре аз тадќиќотњои дар боло зикршуда усулњои мукаммалтар дар асоси технологияи 3D геометрии геометрии фазої (ГМ) истифода шудаанд5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38.39. Масалан, усули нимпайкараи лағжиш, ки ба кам кардани энергияи хамшавӣ асос ёфтааст, усули маъмултарин дар биологияи трансгенӣ буд.Он нимпайкараҳои қолабро ба ҳар як намуна тавассути лағжиш қад-қади каҷ ё сатҳ лоиҳа мекунад38,40,41,42,43,44,45,46.Аз ҷумла, чунин усулҳои суперпозиция, аксари тадқиқотҳои 3D GM аз таҳлили умумии Procrustes, алгоритми итеративии нуқтаи наздиктарин (ICP) 47 истифода мебаранд, то ки муқоисаи мустақими шаклҳо ва гирифтани тағиротро фароҳам оварад.Алтернативӣ, усули сплайни плитаи борик (TPS)48,49 низ ҳамчун як усули табдилдиҳии ғайримуқаррарӣ барои харитасозии ҳамворкунии нимпайкараҳо ба шаклҳои ба тор асосёфта васеъ истифода мешавад.
Бо таҳияи сканерҳои амалии 3D тамоми бадан аз охири асри 20, бисёр тадқиқотҳо сканерҳои 3D-и тамоми баданро барои андозагирии андоза истифода бурданд50,51.Маълумоти скан барои истихроҷи андозаҳои бадан истифода мешуд, ки тасвири шаклҳои рӯизаминиро на абрҳои нуқтаӣ ҳамчун сатҳ талаб мекунад.Пайвасткунии намуна ин усулест, ки бо ин мақсад дар соҳаи графикаи компютерӣ таҳия шудааст, ки дар он шакли сатҳ бо модели тории бисёркунҷа тавсиф карда мешавад.Қадами аввал дар мувофиқ кардани намуна ин омода кардани модели торӣ барои истифода ба сифати қолаб мебошад.Баъзе қуллаҳое, ки намунаро ташкил медиҳанд, нишонаҳо мебошанд.Шаблон пас аз он деформатсия карда мешавад ва ба сатҳи рӯи он мутобиқ карда мешавад, то масофаи байни қолаб ва абри нуқтаро ба ҳадди ақалл расонад ва ҳангоми нигоҳ доштани хусусиятҳои шакли маҳаллии қолаб.Нишонаҳо дар қолаб ба аломатҳои абрии нуқта мувофиқат мекунанд.Бо истифода аз мувофиқати шаблон, ҳама маълумоти сканро метавон ҳамчун модели торӣ бо ҳамон шумораи нуқтаҳои додаҳо ва ҳамон топология тавсиф кард.Гарчанде ки гомологияи дақиқ танҳо дар мавқеъҳои муҳим вуҷуд дорад, метавон тахмин кард, ки дар байни моделҳои тавлидшуда гомологияи умумӣ вуҷуд дорад, зеро тағирот дар геометрияи қолибҳо хурд аст.Аз ин рӯ, моделҳои шабакавӣ, ки тавассути мувофиқ кардани шаблон сохта шудаанд, баъзан моделҳои гомологӣ номида мешаванд52.Бартарии васлкунии қолаб дар он аст, ки қолабро ба қисмҳои гуногуни объекти мавриди ҳадаф, ки аз ҷиҳати фазоӣ ба сатҳ наздиканд, вале аз он дуранд (масалан, камони зигоматикӣ ва минтақаи муваққатии косахонаи сар) бидуни таъсир ба ҳар як объекти мавриди ҳадаф деформатсия ва танзим кардан мумкин аст. дигар.деформатсия.Бо ин роҳ, қолабро ба объектҳои шохадор, ба монанди тана ё бозу, бо китф дар ҳолати истода мустаҳкам кардан мумкин аст.Камбудии васлкунии қолаб ин арзиши баланди ҳисоббарории такрори такрорӣ мебошад, аммо ба шарофати беҳбудии назаррас дар кори компютер, ин дигар масъала нест.Бо таҳлили арзишҳои координатаҳои қуллаҳо, ки модели торро ташкил медиҳанд, бо истифода аз усулҳои таҳлили бисёрҷониба ба монанди таҳлили ҷузъҳои асосӣ (PCA), тағиротро дар тамоми шакли рӯи замин ва шакли виртуалӣ дар ҳама гуна мавқеи тақсимот таҳлил кардан мумкин аст.гирифтан мумкин аст.Ҳисоб кунед ва тасаввур кунед53.Дар айни замон, моделҳои торӣ, ки тавассути васлкунии қолаб тавлид шудаанд, дар таҳлили шакл дар соҳаҳои гуногун васеъ истифода мешаванд52,54,55,56,57,58,59,60.
Пешрафтҳо дар технологияи сабти чандири торӣ, дар якҷоягӣ бо рушди босуръати дастгоҳҳои сканкунии сайёри 3D, ки қодиранд бо ҳалли баландтар, суръат ва ҳаракат дар муқоиса бо КТ, сабти маълумоти сатҳи 3D-ро новобаста аз ҷойгиршавӣ осонтар мекунанд.Ҳамин тариқ, дар соҳаи антропологияи биологӣ, чунин технологияҳои нав қобилияти муайян кардани миқдор ва таҳлили оморӣ аз намунаҳои инсон, аз ҷумла намунаҳои косахонаи сарро, ки ҳадафи ин таҳқиқот аст, такмил медиҳанд.
Хулоса, ин тадқиқот технологияи пешрафтаи моделсозии гомологии 3D-ро дар асоси мувофиқати шаблон истифода мебарад (Расми 1) барои арзёбии 342 намунаи косахонаи сар, ки аз 148 аҳолӣ дар саросари ҷаҳон тавассути муқоисаи ҷуғрофӣ дар саросари ҷаҳон интихоб шудааст.Гуногунии морфологияи краниалӣ (Ҷадвали 1).Барои ҳисоб кардани тағирот дар морфологияи косахонаи сар, мо ба маҷмӯи маълумоти модели гомологие, ки мо тавлид кардем, таҳлили PCA ва хусусияти амалиётии қабулкунандаро (ROC) татбиқ кардем.Бозёфтҳо ба фаҳмиши беҳтари тағироти глобалӣ дар морфологияи краниалӣ, аз ҷумла намунаҳои минтақавӣ ва коҳиши тартиби тағирот, тағироти мутақобила байни сегментҳои краниалӣ ва мавҷудияти тамоюлҳои аллометрӣ мусоидат мекунанд.Гарчанде ки ин тадқиқот маълумотро дар бораи тағирёбандаҳои беруна, ки бо иқлим ё шароити ғизоӣ, ки метавонанд ба морфологияи краниалӣ таъсир расонанд, баррасӣ намекунад, намунаҳои ҷуғрофии морфологияи краниалӣ, ки дар таҳқиқоти мо ҳуҷҷатгузорӣ шудаанд, барои омӯхтани омилҳои муҳити зист, биомеханикӣ ва генетикии тағирёбии краниалӣ кӯмак хоҳанд кард.
Ҷадвали 2 арзишҳои хос ва коэффисиентҳои саҳми PCA-ро нишон медиҳад, ки ба маҷмӯаи маълумоти ғайристандартӣ аз 17,709 қуллаҳои (53,127 координатаҳои XYZ) аз 342 модели гомологии косахонаи сар истифода мешаванд.Дар натиља 14 љузъи асосї муайян карда шуд, ки сањми онњо дар таѓйироти умумї зиёда аз 1% ва њиссаи умумии дисперсия 83,68% буд.Векторҳои боркунии 14 ҷузъҳои асосӣ дар Ҷадвали иловагии S1 сабт шудаанд ва холҳои ҷузъҳое, ки барои 342 намунаи косахонаи сар дар Ҷадвали иловагии S2 ҳисоб карда шудаанд, оварда шудаанд.
Ин тадқиқот нӯҳ ҷузъи асосиро бо саҳми бештар аз 2% арзёбӣ кард, ки баъзеи онҳо дар морфологияи краниалӣ тафовути назаррас ва назарраси ҷуғрофиро нишон медиҳанд.Дар расми 2 каҷҳои аз таҳлили ROC тавлидшуда барои тасвир кардани ҷузъҳои самараноки PCA барои тавсиф ё ҷудо кардани ҳар як комбинатсияи намунаҳо дар воҳидҳои асосии ҷуғрофӣ (масалан, байни кишварҳои Африқо ва Африқо) оварда шудаанд.Комбинатсияи Полинезия аз сабаби андозаи хурди намунае, ки дар ин озмоиш истифода шудааст, санҷида нашуд.Маълумот дар бораи аҳамияти фарқиятҳо дар AUC ва дигар омори асосии бо истифода аз таҳлили ROC ҳисобшуда дар Ҷадвали иловагии S3 нишон дода шудаанд.
Каҷҳои ROC ба нӯҳ баҳодиҳии ҷузъҳои асосӣ дар асоси маҷмӯи додаҳои қуллаи иборат аз 342 модели гомологии косахонаи сари мардон татбиқ карда шуданд.AUC: Майдони зери каҷ бо аҳамияти 0,01% барои фарқ кардани ҳар як комбинатсияи ҷуғрофӣ аз дигар комбинатсияҳо истифода мешавад.TPF мусбати ҳақиқӣ (табъизи муассир), FPF мусбати бардурӯғ аст (табъизи беэътибор).
Тафсири каҷи ROC дар зер ҷамъбаст карда шудааст ва танҳо ба ҷузъҳое, ки метавонанд гурӯҳҳои муқоисавиро бо доштани AUC калон ё нисбатан калон ва сатҳи баланди аҳамият бо эҳтимолияти камтар аз 0,001 фарқ кунанд.Комплекси Осиёи Ҷанубӣ (расми 2а), ки асосан аз намунаҳои Ҳиндустон иборат аст, аз дигар намунаҳои аз ҷиҳати ҷуғрофӣ омехташуда бо он фарқ мекунад, ки ҷузъи аввал (PC1) нисбат ба дигар ҷузъҳо AUC (0,856) хеле калонтар аст.Хусусияти комплекси африқоӣ (расми 2б) AUC нисбатан калони PC2 (0,834) мебошад.Австро-Меланезияҳо (расми 2c) тамоюли шабеҳро ба африқои ҷанубии Сахара тавассути PC2 бо AUC нисбатан калонтар нишон доданд (0,759).Аврупоиҳо (расми 2d) дар омезиши PC2 (AUC = 0,801), PC4 (AUC = 0,719) ва PC6 (AUC = 0,671) ба таври равшан фарқ мекунанд, намунаи Осиёи шимолу шарқӣ (расми 2e) аз PC4 хеле фарқ мекунад, ки нисбатан бузургтар 0,714, ва тафовут аз PC3 заиф аст (AUC = 0,688).Гурӯҳҳои зерин инчунин бо арзишҳои пасти AUC ва сатҳи баландтари аҳамият муайян карда шуданд: Натиҷаҳои PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) ва PC1 (AUC = 0.649) нишон доданд, ки амрикоиҳои бумӣ (расми 2f) дорои хосиятҳои мушаххас мебошанд. хусусиятҳои марбут ба ин ҷузъҳо, Осиёи Ҷанубу Шарқӣ (расми. 2g) дар саросари PC3 (AUC = 0,660) ва PC9 (AUC = 0,663) фарқ, вале намунаи барои намунаҳои аз Ховари Миёна (расми 2h) (аз ҷумла Африқои Шимолӣ) мувофиқ.Дар муқоиса бо дигарон фарқияти зиёд вуҷуд надорад.
Дар қадами навбатӣ, барои ба таври визуалӣ тафсири қуллаҳои хеле мутақобила, минтақаҳои сатҳ бо қимати сарбории баланд аз 0,45 бо иттилооти координатаҳои X, Y ва Z ранг карда мешаванд, тавре ки дар расми 3 нишон дода шудааст. Майдони сурх таносуби баландро бо Координатаҳои меҳвари X, ки ба самти уфуқии уфуқӣ мувофиқат мекунанд.Минтақаи сабз бо координата амудии меҳвари Y ва минтақаи кабуди торик бо координати сагиталии меҳвари Z хеле алоқаманд аст.Минтақаи кабуди равшан бо меҳварҳои координатаи Y ва меҳварҳои координатаи Z алоқаманд аст;гулобӣ – майдони омехта бо меҳварҳои координатаҳои X ва Z алоқаманд;зард – майдони бо меҳварҳои координатаҳои X ва Y алоқаманд;Майдони сафед аз меҳвари координатаҳои X, Y ва Z инъикос ёфтааст.Аз ин рӯ, дар ин ҳадди арзиши сарборӣ, PC 1 асосан бо тамоми сатҳи косахонаи сар алоқаманд аст.Шакли косахонаи маҷозии 3 SD дар паҳлӯи муқобили ин меҳвари ҷузъ низ дар ин расм тасвир шудааст ва тасвирҳои вайроншуда дар Видеои иловагии S1 пешниҳод шудаанд, то ба таври визуалӣ тасдиқ кунанд, ки PC1 дорои омилҳои андозаи умумии косахонаи сар аст.
Тақсимоти басомади холҳои PC1 (каҷи мувофиқи муқаррарӣ), харитаи рангии сатҳи косахонаи сар бо қуллаҳои PC1 алоқамандии зиёд дорад (шарҳи рангҳо нисбат ба Бузургии паҳлӯҳои муқобили ин меҳвар 3 SD аст. Миқёс кураи сабз бо диаметр аст. аз 50 мм.
Дар расми 3 нақшаи тақсимоти басомад (қаҷи мувофиқи муқаррарӣ)-и холҳои инфиродии PC1, ки барои 9 воҳиди ҷуғрофӣ алоҳида ҳисоб карда шудаанд, нишон медиҳад.Илова ба арзёбии каҷ дар ROC (Расми 2), тахминҳои Осиёи Ҷанубӣ то андозае ба таври назаррас ба тарафи чап каҷ шудаанд, зеро косахонаи сарашон нисбат ба дигар гурӯҳҳои минтақавӣ хурдтар аст.Тавре ки дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст, ин осиёиёни ҷанубӣ гурӯҳҳои этникии Ҳиндустон, аз ҷумла ҷазираҳои Андаман ва Никобар, Шри-Ланка ва Бангладешро намояндагӣ мекунанд.
Коэффисиенти андозагирӣ дар PC1 ёфт шуд.Кашфи минтақаҳои мутақобилаи баланд ва шаклҳои виртуалӣ боиси равшан шудани омилҳои форма барои ҷузъҳои ҷузъҳои PC1 гардид;вале омилхои андоза на хамеша пурра бартараф карда мешаванд.Тавре ки тавассути муқоисаи хатҳои ROC нишон дода шудааст (Расми 2), PC2 ва PC4 аз ҳама табъиз буданд, пас аз он PC6 ва PC7.PC3 ва PC9 дар тақсими аҳолии интихоб ба воҳидҳои ҷуғрофӣ хеле муассир мебошанд.Ҳамин тариқ, ин ҷуфтҳои меҳварҳои ҷузъӣ ба таври схематикӣ диаграммаҳои парокандаи холҳои PC ва сатҳҳои рангро бо ҳар як ҷузъ мутаносиби баланд, инчунин деформатсияҳои шакли виртуалӣ бо андозаҳои тарафҳои муқобили 3 SD тасвир мекунанд (расмҳои 4, 5, 6).Фарогирии корпуси барҷастаи намунаҳо аз ҳар як воҳиди ҷуғрофӣ, ки дар ин қитъаҳо муаррифӣ шудаанд, тақрибан 90% -ро ташкил медиҳад, гарчанде ки дар дохили кластерҳо як дараҷа такрорӣ вуҷуд дорад.Ҷадвали 3 шарҳи ҳар як ҷузъи PCA-ро медиҳад.
Диаграммаҳои парокандаи холҳои PC2 ва PC4 барои афроди краниалӣ аз нӯҳ воҳиди ҷуғрофӣ (боло) ва чаҳор воҳиди ҷуғрофӣ (поён), қитъаҳои ранги косахонаи сар аз қуллаҳои баланд бо ҳар як компютер (нисбат ба X, Y, Z) алоқаманданд.Шарҳи ранги меҳварҳо: ба матн нигаред), ва деформатсияи шакли виртуалӣ дар паҳлӯҳои муқобили ин меҳварҳо 3 SD аст.Миқёс як кураи сабзест, ки диаметраш 50 мм аст.
Диаграммаҳои парокандаи холҳои PC6 ва PC7 барои шахсони краниалӣ аз нӯҳ воҳиди ҷуғрофӣ (боло) ва ду воҳиди ҷуғрофӣ (поён), қитъаҳои ранги рӯи кранӣ барои қуллаҳои бо ҳар як компютер алоқамандии баланд доранд (нисбат ба X, Y, Z).Шарҳи ранги меҳварҳо: ба матн нигаред), ва деформатсияи шакли виртуалӣ дар паҳлӯҳои муқобили ин меҳварҳо 3 SD аст.Миқёс як кураи сабзест, ки диаметраш 50 мм аст.
Диаграммаҳои парокандаи холҳои PC3 ва PC9 барои шахсони краниалӣ аз нӯҳ воҳиди ҷуғрофӣ (боло) ва се воҳиди ҷуғрофӣ (поён) ва қитъаҳои рангии сатҳи косахонаи сар (нисбат ба меҳварҳои X, Y, Z) қуллаҳо бо ҳар як тафсири ранги компютер алоқаманданд. : см .матн), инчунин деформатсияи шакли виртуалӣ дар паҳлӯҳои муқобили ин меҳварҳо бо бузургии 3 SD.Миқёс як кураи сабзест, ки диаметраш 50 мм аст.
Дар графике, ки холҳои PC2 ва PC4-ро нишон медиҳад (расми 4, Видеоҳои иловагӣ S2, S3, ки тасвирҳои деформатсияшударо нишон медиҳанд), харитаи ранги рӯизаминӣ инчунин ҳангоми муқаррар кардани ҳадди арзиши сарборӣ аз 0,4 баландтар нишон дода мешавад, ки ин нисбат ба PC1 пасттар аст, зеро Арзиши PC2 сарбории умумӣ аз PC1 камтар аст.
Дарозии паҳлӯҳои пеши ва оксипиталӣ дар самти сагиталӣ қад-қади меҳвари Z (кабуди тира) ва пари париеталӣ дар самти тоҷ (сурх) дар гулобӣ), меҳвари Y-и оксипут (сабз) ва меҳвари Z. аз пешони (кабуди тира).Ин график холҳоро барои ҳамаи одамон дар саросари ҷаҳон нишон медиҳад;аммо, вақте ки ҳамаи намунаҳои иборат аз шумораи зиёди гурӯҳҳо дар як вақт якҷоя намоиш дода мешаванд, тафсири намунаҳои пароканда аз сабаби миқдори зиёди такрорӣ хеле душвор аст;аз ин рӯ, танҳо аз чаҳор воҳиди асосии ҷуғрофӣ (яъне, Африқо, Австралия-Меланезия, Аврупо ва Осиёи Шимолӣ) намунаҳо дар зери график бо деформатсияи виртуалии 3 SD дар доираи ин диапазони холҳои компютерӣ пароканда карда шудаанд.Дар расм, PC2 ва PC4 ҷуфтҳои холҳо мебошанд.Африқо ва австро-меланезияҳо бештар ба ҳам мепайванданд ва ба тарафи рост тақсим карда мешаванд, дар ҳоле ки аврупоиҳо ба тарафи чапи боло парокандаанд ва Осиёҳои шимолу шарқӣ одатан ба тарафи чапи поёнӣ ҷамъ мешаванд.Меҳвари уфуқии PC2 нишон медиҳад, ки меланезияи африқоӣ/австралиягӣ нисбат ба одамони дигар нейрокраниум нисбатан дарозтар доранд.PC4, ки дар он комбинатсияи аврупоӣ ва шимолу шарқии Осиё озодона ҷудо карда шудаанд, бо андозаи нисбӣ ва проекцияи устухонҳои зигоматикӣ ва контури паҳлӯии калвариум алоқаманд аст.Нақшаи баҳогузорӣ нишон медиҳад, ки аврупоиҳо устухонҳои нисбатан танги ҷома ва зигоматикӣ доранд, фазои хурдтари фоссаи муваққатӣ, ки бо камони зигоматикӣ маҳдуд аст, устухони амудии пеш ва устухони ҳамвор ва пасти оксипиталӣ доранд, дар ҳоле ки дар Осиёи шимолу шарқӣ одатан устухонҳои зигоматикии васеътар ва намоёнтар доранд. .Кисми пеши майл, пояи устухони оксипиталӣ баланд мешавад.
Ҳангоми тамаркуз ба PC6 ва PC7 (расми 5) (Видеоҳои иловагӣ S4, S5, ки тасвирҳои деформатсияшударо нишон медиҳанд), нақшаи ранг ҳадди ақалли арзиши сарбориро аз 0,3 зиёд нишон медиҳад, ки нишон медиҳад, ки PC6 бо морфологияи максилярӣ ё алвеолярӣ алоқаманд аст (сурх: меҳвари X ва сабз).меҳвари Y), шакли устухони муваққатӣ (кабуд: меҳварҳои Y ва Z) ва шакли устухони оксипиталӣ (гулобӣ: меҳварҳои X ва Z).Илова ба паҳнои пешонӣ (сурх: X-меҳвари), PC7 инчунин бо баландии алвеолаҳои пеши болоии болоӣ (сабз: меҳвари Y) ва шакли сари Z-меҳвари Z дар атрофи минтақаи париетотемпоралӣ (кабуди тира) алоқаманд аст.Дар панели болоии расми 5, ҳама намунаҳои ҷуғрофӣ мувофиқи холҳои ҷузъҳои PC6 ва PC7 тақсим карда шудаанд.Азбаски ROC нишон медиҳад, ки PC6 дорои хусусиятҳои хоси Аврупо ва PC7 дар ин таҳлил хусусиятҳои амрикоии бумӣ мебошад, ин ду намунаи минтақавӣ ба таври интихобӣ дар ин ҷуфти меҳварҳои ҷузъӣ тарҳрезӣ шудаанд.Амрикоиёни бумӣ, гарчанде ки ба таври васеъ ба намуна дохил карда шудаанд, дар кунҷи чапи болоии онҳо парокандаанд;баръакс, бисёр намунаҳои аврупоӣ одатан дар кунҷи рости поён ҷойгиранд.Ҷуфтҳои PC6 ва PC7 раванди танги алвеолярӣ ва нейрокраниуми нисбатан васеъи аврупоиёнро ифода мекунанд, дар ҳоле ки амрикоиҳо бо пешонии танг, максиллаи калонтар ва раванди васеътар ва баландтари алвеолярӣ тавсиф мешаванд.
Таҳлили ROC нишон дод, ки PC3 ва/ё PC9 дар аҳолии Осиёи Ҷанубу Шарқӣ ва Шимолу Шарқӣ маъмуланд.Мутаносибан, ҷуфтҳои холҳои PC3 (чеҳраи болоии сабз дар меҳвари y) ва PC9 (чеҳраи поёнии сабз дар меҳвари y) (Расми 6; Видеоҳои иловагӣ S6, S7 тасвирҳои шаклиро таъмин мекунанд) гуногунии Осиёи Шарқиро инъикос мекунанд., ки бо таносуби баланди чеҳраи осиёҳои шимолу шарқӣ ва шакли пасти чеҳраи Осиёи Ҷанубу Шарқӣ комилан муқобил аст.Ба ғайр аз ин хислатҳои чеҳра, як хусусияти дигари баъзе аз осиёҳои шимолу шарқӣ тамоюли ламбда аз устухони оксипиталӣ мебошад, дар ҳоле ки баъзе аз Осиёи Ҷанубу Шарқӣ пояи косахонаи сари танг доранд.
Тавсифи дар боло зикргардидаи ҷузъҳои асосӣ ва тавсифи PC5 ва PC8 хориҷ карда шудааст, зеро дар байни нӯҳ воҳиди асосии ҷуғрофӣ ягон хусусияти мушаххаси минтақавӣ пайдо нашудааст.PC5 ба андозаи раванди мастоиди устухони муваққатӣ ишора мекунад ва PC8 асимметрияи шакли умумии косахонаи сарро инъикос мекунад, ки ҳарду вариантҳои мувозиро байни нӯҳ комбинатсияи намунаи ҷуғрофӣ нишон медиҳанд.
Илова ба диаграммаҳои парокандаи холҳои PCA дар сатҳи инфиродӣ, мо инчунин барои муқоисаи умумӣ диаграммаҳои парокандаи воситаҳои гурӯҳро пешниҳод мекунем.Бо ин мақсад, аз маҷмӯи маълумоти қуллаи моделҳои гомологии инфиродӣ аз 148 гурӯҳҳои этникӣ модели миёнаи гомологияи краниалӣ сохта шудааст.Қитъаҳои дутарафаи маҷмӯи холҳо барои PC2 ва PC4, PC6 ва PC7 ва PC3 ва PC9 дар расми иловагии S1 нишон дода шудаанд, ки ҳама ҳамчун модели миёнаи косахонаи сар барои намунаи 148 нафар ҳисоб карда шудаанд.Бо ин роҳ, қитъаҳои пароканда фарқиятҳои инфиродӣ дар дохили ҳар як гурӯҳро пинҳон мекунанд ва имкон медиҳанд, ки шабоҳатҳои косахонаи сар аз сабаби тақсимоти минтақавӣ, ки дар он намунаҳо бо намунаҳои дар қитъаҳои алоҳида тасвиршуда бо ҳампайвандии камтар мувофиқат мекунанд, равшантар шарҳ дода шаванд.Тасвири иловагии S2 модели умумии миёнаро барои ҳар як воҳиди ҷуғрофӣ нишон медиҳад.
Илова ба PC1, ки бо андозаи умумӣ алоқаманд буд (Ҷадвали иловагии S2), муносибатҳои алометрӣ байни андозаи умумӣ ва шакли косахонаи сар бо истифода аз андозаҳои центроид ва маҷмӯи ҳисобҳои PCA аз маълумоти муқаррарнашуда тафтиш карда шуданд.Коэффисиентҳои аллометрӣ, арзишҳои доимӣ, арзишҳои t ва арзишҳои P дар санҷиши аҳамият дар ҷадвали 4 нишон дода шудаанд. Дар ҳама гуна морфологияи косахонаи сар дар сатҳи P < 0,05 ҷузъҳои назарраси намунаи аллометрӣ, ки бо андозаи умумии косахонаи сар алоқаманданд, пайдо нашудаанд.
Азбаски баъзе омилҳои андоза метавонанд ба ҳисобҳои компютерӣ дар асоси маҷмӯаҳои муқаррарнашудаи маълумот дохил карда шаванд, мо минбаъд тамоюли аллометрии байни андозаи центроид ва холҳои компютерро, ки бо истифода аз маҷмӯаҳои маълумоте, ки аз рӯи андозаи центроид муқаррар карда шудаанд, баррасӣ кардем (Натиҷаҳои PCA ва маҷмӯи холҳо дар Ҷадвали иловагии S6 пешниҳод карда шудаанд. )., C7).Дар ҷадвали 4 натиҷаҳои таҳлили аллометрӣ оварда шудаанд.Ҳамин тариқ, тамоюлҳои назарраси алометрӣ дар сатҳи 1% дар PC6 ва дар сатҳи 5% дар PC10 пайдо шуданд.Тасвири 7 нишебии регрессионии ин муносибатҳои лог-хатӣ байни холҳои компютерӣ ва андозаи центроидро бо dummies (±3 SD) дар ҳар ду охири андозаи центроид нишон медиҳад.Холи PC6 таносуби баландии нисбӣ ва паҳнои косахонаи сар аст.Бо зиёд шудани андозаи косахонаи сар, косахонаи сар ва рӯй баландтар мешаванд ва пешонӣ, ҷӯйҳои чашм ва сӯрохи бинӣ аз паҳлӯ ба ҳам наздиктар мешаванд.Намунаи паҳншавии намунаҳо аз он шаҳодат медиҳад, ки ин таносуб маъмулан дар Осиёи шимолу шарқӣ ва амрикоиҳои бумӣ мавҷуд аст.Ғайр аз он, PC10 тамоюли коҳиши мутаносиби паҳнои миёнаро новобаста аз минтақаи ҷуғрофӣ нишон медиҳад.
Барои муносибатҳои назарраси аллометрии дар ҷадвал овардашуда, нишебии регрессияи лог-хатӣ байни таносуби компютери ҷузъҳои шакл (аз маълумоти нормалшуда) ва андозаи центроид, деформатсияи шакли виртуалӣ андозаи 3 SD дорад. тарафи муқобили хати 4.
Намунаи зерини тағирот дар морфологияи краниалӣ тавассути таҳлили маҷмӯи маълумотҳои моделҳои гомологии сатҳи 3D нишон дода шудааст.Ҷузъи якуми PCA ба андозаи умумии косахонаи сар вобаста аст.Кайҳо боз чунин мепиндоштанд, ки косахонаҳои хурдтари осиёи Ҷанубӣ, аз ҷумла намунаҳо аз Ҳиндустон, Шри-Ланка ва ҷазираҳои Андамани Бангладеш, аз сабаби андозаи хурдтари бадани онҳо, ки ба қоидаи экогеографии Бергман ё қоидаи ҷазира мувофиқат мекунанд613,5,16,25, 27,62 .Якум ба ҳарорат ва дуюм ба фазои мавҷуда ва захираҳои ғизоии чароғаки экологӣ вобаста аст.Дар байни ҷузъҳои шакл тағйироти калонтарин таносуби дарозӣ ва паҳнои ганҷи краниалӣ мебошад.Ин хусусият, ки PC2 таъин шудааст, муносибати наздики косахонаи сару косахонаи мутаносибан дарозшудаи австро-меланезиён ва африқоиён, инчунин фарқиятро аз косахонаи саршакли баъзе аврупоиҳо ва Осиёи шимолу шарқӣ тавсиф мекунад.Ин хусусиятҳо дар бисёре аз таҳқиқоти қаблӣ дар асоси андозагирии оддии хаттӣ гузориш дода шудаанд37,63,64.Ғайр аз он, ин хислат бо брахицефалия дар ғайриафриқоӣ алоқаманд аст, ки кайҳо боз дар таҳқиқоти антропометрӣ ва остеометрӣ баррасӣ шудааст.Фарзияи асосии ин тавзеҳот дар он аст, ки камшавии мастика, ба монанди борикшавии мушакҳои муваққатӣ, фишорро ба пӯсти берунии сар кам мекунад5,8,9,10,11,12,13.Фарзияи дигар мутобиқшавӣ ба иқлими сард тавассути кам кардани сатҳи сарро дар бар мегирад, ки мувофиқи қоидаҳои Аллен16,17,25 косахонаи сари косахонаи сар бештар аз шакли сферӣ майдони сатҳро камтар мекунад16,17,25.Дар асоси натиљањои тањќиќоти љорї, ин фарзияњоро танњо дар асоси таносуби мутаќобилаи сегментњои краниалї арзёбї кардан мумкин аст.Хулоса, натиҷаҳои PCA-и мо гипотезаро пурра дастгирӣ намекунанд, ки таносуби дарозии косахонаи сар ба шароити хоидан ба таври назаррас таъсир мерасонад, зеро боркунии PC2 (компоненти дароз/брахицефаликӣ) ба таносуби чеҳра (аз ҷумла андозаҳои нисбии максилярӣ) алоқаманд набуд.ва фазои нисбии фоссаи муваққатӣ (ҳаҷми мушакҳои муваққатиро инъикос мекунад).Тадқиқоти ҳозираи мо муносибати байни шакли косахонаи сар ва шароити геологии муҳити зист, ба монанди ҳароратро таҳлил накардааст;Аммо, тавзеҳоте, ки ба қоидаи Аллен асос ёфтааст, метавонад ҳамчун гипотезаи номзад барои шарҳ додани брахицефалон дар минтақаҳои иқлими сард ба назар гирифта шавад.
Пас аз он дар PC4 варианти назаррас пайдо шуд, ки аз он шаҳодат медиҳад, ки Осиёҳои Шимолу Шарқӣ устухонҳои калон ва барҷастаи зигоматикӣ дар устухонҳои болоӣ ва зигоматикӣ доранд.Ин бозёфт ба як хусусияти хоси маъруфи сибириён мувофиқ аст, ки гумон меравад, онҳо тавассути ҳаракати пешини устухонҳои зигоматикӣ ба иқлими ниҳоят сард мутобиқ шудаанд, ки дар натиҷа ҳаҷми синусҳо зиёд ва чеҳраи ҳамвортар мешавад 65 .Бозёфтҳои нав аз модели гомологии мо ин аст, ки афтидани рухсораҳо дар аврупоиҳо бо камшавии нишебии пешӣ, инчунин устухонҳои ҳамвор ва танги оксипиталӣ ва қафаси нукал алоқаманд аст.Баръакси ин, Осиёҳои Шимолу Шарқӣ одатан пешонии нишебӣ ва минтақаҳои оксипиталиро баланд мекунанд.Тадкикоти устухони оксипиталй бо истифода аз усулхои геометрии морфометр35 нишон дод, ки косахонаи сари косахонаи Осиё ва Аврупо нисбат ба африкоихо хатти рахи хамвортар ва мавкеи пасттари оксипут доранд.Бо вуҷуди ин, қитъаҳои парокандаи мо аз ҷуфтҳои PC2 ва PC4 ва PC3 ва PC9 дар осиёиҳо тафовути бештар нишон доданд, дар ҳоле ки аврупоиҳо бо пойгоҳи ҳамвори оксипут ва оксипути поёнӣ хос буданд.Нобаробарӣ дар хусусиятҳои осиёӣ байни таҳқиқот метавонад аз фарқияти намунаҳои этникии истифодашуда вобаста бошад, зеро мо шумораи зиёди гурӯҳҳои этникиро аз доираи васеи Осиёи Шимолу Шарқӣ ва Ҷанубу Шарқӣ интихоб кардем.Тағйироти шакли устухони оксипиталӣ аксар вақт бо рушди мушакҳо алоқаманд аст.Аммо, ин шарҳи мутобиқшавӣ таносуби байни пешонӣ ва шакли оксипутро, ки дар ин таҳқиқот нишон дода шудааст, ба назар намегирад, аммо ба гумон аст, ки пурра нишон дода шавад.Дар робита ба ин, зарур аст, ки муносибати байни тавозуни вазни бадан ва маркази вазнинӣ ё пайванди гарданаки бачадон (foramen magnum) ё омилҳои дигарро баррасӣ кунед.
Ҷузъи дигари муҳими дорои тағирёбии зиёд бо рушди дастгоҳи мастикаторӣ, ки бо фоссаҳои болоӣ ва муваққатӣ муаррифӣ мешавад, алоқаманд аст, ки бо омезиши холҳои PC6, PC7 ва PC4 тавсиф карда мешавад.Ин коҳишҳои назаррас дар сегментҳои краниалӣ шахсони аврупоиро бештар аз ҳама гурӯҳҳои ҷуғрофӣ тавсиф мекунанд.Ин хусусиятро дар натичаи паст шудани устувории морфологияи руй аз сабаби бармахал инкишоф ёфтани техникаи кишоварзию хуроктайёркуни шарх дода, дар навбати худ сарбории механикии аппарати мастикиро бе аппарати пуриктидори данзананда кам кардааст9,12,28,66.Мувофиқи гипотезаи функсияи мастикаторӣ, 28 ин бо тағирёбии каҷшавии пояи косахонаи сар ба кунҷи шадидтари косахонаи сар ва боми косахонаи сари куракшакл ҳамроҳ мешавад.Аз ин нуқтаи назар, популятсияҳои кишоварзӣ одатан чеҳраҳои паймон доранд, камтар баромадани манибул ва менингҳои глобулярӣ доранд.Аз ин рӯ, ин деформатсияро метавон бо контури умумии шакли паҳлуи косахонаи сари аврупоиҳое, ки узвҳои мастикатӣ коҳиш ёфтаанд, шарҳ дод.Аммо, тибқи ин тадқиқот, ин тафсир мураккаб аст, зеро аҳамияти функсионалии робитаи морфологии байни нейрокраниуми глобус ва рушди дастгоҳи мастикаторӣ, тавре ки дар тафсирҳои қаблии PC2 баррасӣ шудааст, камтар қобили қабул аст.
Тафовут байни Осиёи Шимолу Шарқӣ ва Осиёи Ҷанубу Шарқӣ бо фарқияти байни чеҳраи баланд бо устухони оксипиталӣ ва чеҳраи кӯтоҳ бо пояи танги косахонаи сар, тавре ки дар PC3 ва PC9 нишон дода шудааст, тасвир шудааст.Аз сабаби набудани маълумоти геоэкологӣ, тадқиқоти мо танҳо шарҳи маҳдуди ин бозёфтро медиҳад.Шарҳи имконпазир ин мутобиқшавӣ ба иқлим ё шароити ғизоии дигар аст.Ба гайр аз мутобикшавии экологй, тафовутхои махаллии таърихи популятсияхои Осиёи Шимолу Шаркй ва Чануби Шаркй низ ба назар гирифта шуданд.Масалан, дар Евразияи шарқӣ модели дуқабата барои фаҳмидани парокандагии одамони анатомияи муосир (AMH) дар асоси маълумотҳои морфометрии кранӣ тахмин карда шудааст67,68.Тибқи ин модел, «дараҷаи аввал», яъне гурӯҳҳои аслии мустамликадорони дер плейстосении AMH, ба мисли австро-меланезияҳои ҳозиразамон каму беш бевосита аз сокинони бумии ин минтақа авлод доштанд (саҳ. Қабати аввал)., ва баъдтар омехтаи васеъмиқёси халқҳои кишоварзии шимолӣ бо хусусиятҳои шимолу шарқии Осиё (қабати дуюм) ба минтақа (тақрибан 4000 сол пеш) мушоҳида карда шуд.Ҷараёни генҳо бо истифода аз модели "дуқабата" хариташуда барои фаҳмидани шакли крании Осиёи Ҷанубу Шарқӣ лозим аст, бо назардошти он, ки шакли крании Осиёи Ҷанубу Шарқӣ метавонад қисман аз мероси генетикии сатҳи маҳаллӣ вобаста бошад.
Бо арзёбии шабоҳати краниалӣ бо истифода аз воҳидҳои ҷуғрофӣ бо истифода аз моделҳои гомологӣ, мо метавонем таърихи асосии аҳолии AMF дар сенарияҳои берун аз Африқо хулоса барорем.Бисёр моделҳои гуногуни "берун аз Африқо" пешниҳод карда шудаанд, ки тақсимоти AMF дар асоси маълумоти скелетӣ ва геномӣ шарҳ дода шаванд.Аз инҳо, таҳқиқоти охирин нишон медиҳанд, ки мустамликаи AMH дар минтақаҳои берун аз Африқо тақрибан 177,000 сол пеш оғоз шудааст69,70.Бо вуҷуди ин, тақсимоти дурдасти AMF дар Авруосиё дар ин давра номуайян боқӣ мемонад, зеро макони зисти ин сангҳои барвақт бо Шарқи Наздик ва Баҳри Миёназамин дар наздикии Африқо маҳдуданд.Оддӣтарин ҳолат ин як шаҳраки ягона дар масири муҳоҷират аз Африқо ба Авруосиё мебошад, ки монеаҳои ҷуғрофӣ ба монанди Ҳимолойро убур мекунад.Модели дигар мавҷҳои зиёди муҳоҷиратро пешниҳод мекунад, ки аввалини онҳо аз Африқо қад-қади соҳили уқёнуси Ҳинд ба Осиёи Ҷанубу Шарқӣ ва Австралия паҳн шуда, сипас ба шимоли Авруосиё паҳн шудааст.Аксарияти ин тадқиқотҳо тасдиқ мекунанд, ки AMF тақрибан 60,000 сол пеш аз Африқо берун рафтааст.Аз ин ҷиҳат, намунаҳои Австралия-Меланезия (аз ҷумла Папуа) нисбат ба дигар силсилаи ҷуғрофӣ дар таҳлили ҷузъҳои асосии моделҳои гомологӣ ба намунаҳои африқоӣ шабоҳати бештар нишон медиҳанд.Ин бозёфт фарзияро дастгирӣ мекунад, ки гурӯҳҳои аввалини тақсимоти AMF дар канори ҷанубии Авруосиё мустақиман дар Африқо22,68 бидуни тағироти ҷиддии морфологӣ дар посух ба иқлими мушаххас ё дигар шароити муҳим ба вуҷуд омадаанд.
Дар робита ба афзоиши аллометрӣ, таҳлил бо истифода аз ҷузъҳои шакл, ки аз маҷмӯи додаҳои мухталифе, ки бо андозаи центроид муқаррар карда шудаанд, тамоюли назарраси алометриро дар PC6 ва PC10 нишон дод.Ҳарду ҷузъҳо ба шакли пешонӣ ва қисмҳои рӯй алоқаманданд, ки бо афзоиши андозаи косахонаи сар тангтар мешаванд.Осиёҳои шимолу шарқӣ ва амрикоиҳо ин хусусиятро доранд ва косахонаи сари нисбатан калон доранд.Ин бозёфт ба намунаҳои аллометрии қаблан гузоришшуда мухолиф аст, ки дар онҳо майнаи калонтар дар минтақаи ба истилоҳ “капи Брока” лобҳои пеши нисбатан васеътар доранд, ки дар натиҷа паҳнои лобҳои фронталӣ зиёд мешавад34.Ин фарқиятҳо бо фарқиятҳо дар маҷмӯи намунаҳо шарҳ дода мешаванд;Таҳқиқоти мо намунаҳои аллометрии андозаи умумии косахонаи сарро бо истифода аз популятсияҳои муосир таҳлил кард ва таҳқиқоти муқоисавӣ тамоюлҳои дарозмуддати эволютсияи инсонро вобаста ба андозаи майна баррасӣ мекунанд.
Дар робита ба алометрияи рӯй, як тадқиқот бо истифода аз маълумоти биометрӣ78 нишон дод, ки шакл ва андозаи чеҳра метавонад каме бо ҳам алоқаманд бошад, дар ҳоле ки тадқиқоти мо нишон дод, ки косахонаҳои калонтар одатан бо чеҳраҳои баланд ва танг алоқаманданд.Бо вуҷуди ин, мувофиқати маълумоти биометрӣ равшан нест;Санҷишҳои регрессионии муқоисаи алометрияи онтогенетикӣ ва алометрияи статикӣ натиҷаҳои гуногун нишон медиҳанд.Тамоюли аллометрӣ ба шакли кураи косахонаи сари косахонаи сар аз сабаби баланд шудани қад низ гузориш шудааст;вале мо маълумоти баландро тахлил на-кардем.Таҳқиқоти мо нишон медиҳад, ки ягон маълумоти аллометрӣ вуҷуд надорад, ки таносуби байни таносуби глобулярии косахонаи сар ва андозаи умумии косахонаи сарро нишон диҳад.
Гарчанде ки таҳқиқоти ҳозираи мо бо маълумот дар бораи тағирёбандаҳои беруна, ки аз ҷониби иқлим ё шароити парҳезӣ ифода карда мешаванд, ки эҳтимол ба морфологияи краниалӣ таъсир мерасонанд, сару кор надорад, маҷмӯи калони маълумотҳои моделҳои гомологии рӯи косахонаи сар, ки дар ин тадқиқот истифода мешаванд, барои арзёбии тағирёбии морфологии алоқаманди фенотипӣ кӯмак хоҳад кард.Омилҳои муҳити зист ба монанди парҳез, иқлим ва шароити ғизоӣ, инчунин қувваҳои бетараф ба монанди муҳоҷират, ҷараёни генҳо ва дрейфҳои генетикӣ.
Ин тадқиқот 342 намунаи косахонаи мардонаро дар бар гирифт, ки аз 148 популятсия дар 9 воҳиди ҷуғрофӣ ҷамъоварӣ шудаанд (Ҷадвали 1).Аксари гурӯҳҳо намунаҳои ҷуғрофии ватанӣ мебошанд, дар ҳоле ки баъзе гурӯҳҳо дар Африқо, Осиёи Шимолу Шарқӣ/Ҷанубу Шарқӣ ва Амрико (бо курсив номбар шудаанд) аз ҷиҳати этникӣ муайян шудаанд.Намунаҳои зиёди краниалӣ аз пойгоҳи ченаки краниалӣ мувофиқи таърифи ченкунии крании Мартин, ки аз ҷониби Цунехико Ҳанихара пешниҳод шудааст, интихоб карда шуданд.Мо косахонаҳои мардонаро аз тамоми гурӯҳҳои этникии ҷаҳон интихоб кардем.Барои муайян кардани аъзоёни ҳар як гурӯҳ, мо масофаҳои Евклидро дар асоси 37 андозагирии краниалӣ аз ҳисоби миёнаи гурӯҳ барои ҳамаи шахсони ба ин гурӯҳ тааллуқдошта ҳисоб кардем.Дар аксари ҳолатҳо, мо 1-4 намунаро бо масофаи хурдтарин аз миёна интихоб кардем (Ҷадвали S4).Барои ин гурӯҳҳо, баъзе намунаҳо ба таври тасодуфӣ интихоб карда шуданд, агар онҳо дар базаи андозагирии Ҳахара номбар нашуда бошанд.
Барои муқоисаи оморӣ, 148 намунаи аҳолӣ ба воҳидҳои асосии ҷуғрофӣ гурӯҳбандӣ карда шуданд, тавре ки дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст. Гурӯҳи «Африқоӣ» танҳо аз намунаҳо аз минтақаи Сахара иборат аст.Намунаҳо аз Африқои Шимолӣ ба "Шарқи Наздик" ҳамроҳ бо намунаҳои Осиёи Ғарбӣ бо шароитҳои шабеҳ дохил карда шуданд.Ба гурӯҳи Осиёи шимолу шарқӣ танҳо афроди нажоди аврупоӣ ва ба гурӯҳи амрикоӣ танҳо амрикоиҳои бумӣ дохил мешаванд.Аз ҷумла, ин гурӯҳ дар як минтақаи васеи қитъаҳои Амрикои Шимолӣ ва Ҷанубӣ, дар муҳитҳои гуногун паҳн шудааст.Бо вуҷуди ин, мо намунаи ИМА-ро дар доираи ин воҳиди ягонаи ҷуғрофӣ, бо назардошти таърихи демографии амрикоиҳои бумӣ, новобаста аз муҳоҷирати сершумор, аз Осиёи шимолу шарқӣ ҳисоб мекунем, баррасӣ мекунем 80.
Мо маълумоти сатҳи 3D-и ин намунаҳои косахонаи сарро бо истифода аз сканери 3D-ҳаҷорати баланд сабт кардем (EinScan Pro by Shining 3D Co Ltd, ҳалли ҳадди ақал: 0,5 мм, https://www.shining3d.com/) ва сипас тор тавлид кардем.Модели торӣ аз тақрибан 200,000–400,000 қуллаҳо иборат аст ва нармафзори дохилшуда барои пур кардани сӯрохиҳо ва кунҷҳои ҳамвор истифода мешавад.
Дар қадами аввал, мо маълумоти скан аз ҳама гуна косахонаи сари косахонаи сарро истифода бурдем, то модели косахонаи сари косахонаи як шаблон иборат аз 4485 қуллаи (8728 чеҳраи бисёркунҷа) созем.Пойгоҳи минтақаи косахонаи сар, ки аз устухони сфеноид, устухони муваққатии сангӣ, даҳон, алвеолаҳои болоӣ ва дандон иборат аст, аз модели тории шаблон хориҷ карда шуд.Сабаб дар он аст, ки ин сохторҳо аз сабаби қисмҳои борик ё борик, аз қабили сатҳҳои птеригоид ва равандҳои стилоид, фарсудашавии дандонҳо ва/ё маҷмӯи номувофиқи дандонҳо баъзан нопурра ё душвор анҷом дода мешаванд.Пойгоҳи косахонаи сар дар атрофи сӯрохи магнум, аз ҷумла поя, резексия карда нашудааст, зеро ин макони аз ҷиҳати анатомӣ муҳим барои ҷойгиршавии буғумҳои гарданаки бачадон аст ва баландии косахонаи сар бояд арзёбӣ карда шавад.Ҳалқаҳои оинаро истифода баред, то қолаберо созед, ки дар ҳарду ҷониб симметрӣ бошад.Барои табдил додани шаклҳои бисёркунҷа ба қадри имкон баробарҷанбавӣ кардани шабакаҳои изотропиро иҷро кунед.
Баъдан, бо истифода аз нармафзори HBM-Rugle ба қуллаҳои аз ҷиҳати анатомӣ мувофиқи модели шаблон 56 нишона таъин карда шуд.Танзимоти нишона дақиқ ва устувории мавқеъгирии аломатҳоро таъмин мекунад ва гомологияи ин маконҳоро дар модели гомологии тавлидшуда таъмин мекунад.Онҳоро дар асоси хусусиятҳои хоси худ, тавре ки дар Ҷадвали иловагии S5 ва Расми иловагии S3 нишон дода шудааст, муайян кардан мумкин аст.Мутобиқи таърифи Букштейн81, аксари ин нишонаҳо аломатҳои Навъи I мебошанд, ки дар чорроҳаи се иншоот ҷойгиранд ва баъзеҳо нишонаҳои Навъи II бо нуқтаҳои максималии каҷравӣ мебошанд.Бисёре аз нишонаҳо аз нуқтаҳое, ки барои ченакҳои краниалии хатӣ дар таърифи 36-и Мартин муайян шудаанд, интиқол дода шуданд. Мо ҳамон 56 нишона барои моделҳои сканшудаи 342 намунаи косахонаи сарро муайян кардем, ки барои тавлиди моделҳои гомологии дақиқтар дар фасли оянда дастӣ ба қуллаҳои анатомияи мувофиқ таъин карда шуданд.
Барои тавсифи маълумоти скан ва қолаб, тавре ки дар расми иловагии S4 нишон дода шудааст, системаи координатаи сар-марказ муайян карда шуд.Ҳавопаймои XZ як ҳавопаймои уфуқии Франкфурт аст, ки аз баландтарин нуқтаи (таърифи Мартин: бахш) канори болоии каналҳои шунавоии чап ва рост ва нуқтаи пасттарин (таърифи Мартин: орбита) канори поёни мадори чап мегузарад. ..Меҳвари X хатест, ки паҳлӯҳои чап ва ростро мепайвандад ва X+ тарафи рост аст.Ҳавопаймои YZ аз мобайни қисмҳои чап ва рост ва решаи бинӣ мегузарад: Y+ боло, Z+ ба пеш.Нуқтаи истинод (пайдошавӣ: координати сифр) дар чорроҳаи ҳавопаймои YZ (мобайн), ҳавопаймои XZ (ҳавопаймои Франкфорт) ва ҳавопаймои XY (ҳавопаймои тоҷӣ) гузошта мешавад.
Мо нармафзори HBM-Rugle-ро (Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/) истифода бурдем, то як модели гомологӣ бо роҳи насб кардани шаблон бо истифода аз 56 нуқтаи нишона (тарафи чапи расми 1) эҷод кунем.Ҷузъи асосии нармафзор, ки аз ҷониби Маркази тадқиқоти рақамии инсон дар Институти пешрафтаи илм ва технологияи саноатӣ дар Ҷопон таҳия шудааст, HBM номида мешавад ва дорои вазифаҳои мувофиқ кардани қолибҳо бо истифода аз нишонаҳо ва сохтани моделҳои хуби торӣ бо истифода аз сатҳи тақсимкунӣ мебошад82.Версияи навбатии нармафзор (mHBM) 83 барои беҳтар кардани кори мувофиқ хусусияти мувофиқ кардани намунаро бе нишонаҳо илова кард.HBM-Rugle нармафзори mHBM-ро бо хусусиятҳои иловагии барои корбар дӯстона, аз ҷумла танзими системаҳои координатӣ ва тағир додани андозаи маълумоти воридотӣ муттаҳид мекунад.Эътимоднокии дурустии дурустии нармафзор дар таҳқиқоти сершумор тасдиқ карда шудааст52,54,55,56,57,58,59,60.
Ҳангоми насб кардани қолаби HBM-Rugle бо истифода аз нишонаҳо, модели тории шаблон ба маълумоти сканкунии ҳадаф тавассути сабти қатъӣ дар асоси технологияи ICP (кам кардани миқдори масофаҳои байни аломатҳои мувофиқ ба қолаб ва маълумоти сканкунии ҳадаф) ва пас аз ҷониби деформатсияи ғайримуқаррарии тор шаблонро ба маълумоти сканкунии ҳадаф мутобиқ мекунад.Ин раванди васлкунӣ се маротиба бо истифода аз арзишҳои гуногуни ду параметрҳои мувофиқ барои беҳтар кардани дурустии васлкунӣ такрор карда шуд.Яке аз ин параметрҳо масофаи байни модели шабакаи шаблон ва маълумоти сканкунии ҳадафро маҳдуд мекунад ва дигараш масофаи байни аломатҳои қолаб ва аломатҳои ҳадафро ҷазо медиҳад.Пас аз он, модели тории қолаби деформатсияшуда бо истифода аз алгоритми тақсимоти сатҳӣ 82 ба қисмҳо тақсим карда шуд, то модели тории тозатаре аз 17,709 қулла (34,928 полигон) эҷод кунад.Ниҳоят, модели шабакаи тақсимшудаи шаблон ба маълумоти сканкунии мақсаднок барои тавлиди модели гомологӣ мувофиқ аст.Азбаски мавқеъҳои нишона аз ҷойҳое, ки дар маълумоти сканкунии мақсаднок каме фарқ мекунанд, модели гомологӣ барои тавсифи онҳо бо истифода аз системаи координатаи самти сар, ки дар боби қаблӣ тавсиф шудааст, дақиқ танзим карда шуд.Масофаи миёнаи байни аломатҳои модели гомологӣ ва маълумоти сканкунии ҳадаф дар ҳама намунаҳо <0,01 мм буд.Бо истифода аз функсияи HBM-Rugle ҳисоб карда шуд, масофаи миёнаи байни нуқтаҳои маълумоти модели гомологӣ ва маълумоти сканкунии мақсаднок 0,322 мм буд (Ҷадвали S2).
Барои шарҳ додани тағирот дар морфологияи краниалӣ, 17,709 қуллаҳои (53,127 координатаҳои XYZ) ҳамаи моделҳои гомологӣ тавассути таҳлили ҷузъҳои асосӣ (PCA) бо истифода аз нармафзори HBS, ки аз ҷониби Маркази Илмҳои Рақами Инсон дар Институти Илм ва Технологияи Пешқадами Индустриалӣ сохта шудааст, таҳлил карда шуданд., Ҷопон (дилери паҳнкунӣ: Medic Engineering, Киото, http://www.rugle.co.jp/).Пас аз он мо кӯшиш кардем, ки PCA-ро ба маҷмӯи додаҳои ғайримуқаррарӣ ва маҷмӯи додаҳо бо андозаи центроид муқарраршуда татбиқ кунем.Ҳамин тариқ, PCA дар асоси маълумоти ғайристандартӣ метавонад шакли краниалии нӯҳ воҳиди ҷуғрофиро равшантар тавсиф кунад ва тафсири ҷузъҳоро нисбат ба PCA бо истифода аз маълумоти стандартӣ осонтар кунад.
Дар ин мақола шумораи ҷузъҳои асосии ошкоршуда бо саҳми зиёда аз 1% тафовути умумӣ оварда шудааст.Барои муайян кардани ҷузъҳои асосӣ дар фарқияти гурӯҳҳо дар воҳидҳои асосии ҷуғрофӣ, таҳлили хусусияти амалиётии қабулкунанда (ROC) ба холҳои ҷузъҳои асосӣ (PC) бо саҳми бештар аз 2% 84 татбиқ карда шуд.Ин таҳлил хатти эҳтимолиятро барои ҳар як ҷузъи PCA эҷод мекунад, то иҷрои таснифотро беҳтар кунад ва қитъаҳоро байни гурӯҳҳои ҷуғрофӣ дуруст муқоиса кунад.Дараҷаи қудрати табъизро аз рӯи майдони зери каҷ (AUC) арзёбӣ кардан мумкин аст, ки дар он ҷузъҳои PCA бо арзишҳои калонтар метавонанд байни гурӯҳҳо табъиз кунанд.Пас аз он санҷиши хи-мураббаъ барои арзёбии сатҳи аҳамият гузаронида шуд.Таҳлили ROC дар Microsoft Excel бо истифода аз нармафзори Bell Curve for Excel (версияи 3.21) анҷом дода шуд.
Барои тасаввур кардани фарқиятҳои ҷуғрофӣ дар морфологияи краниалӣ, бо истифода аз холҳои компютерӣ, ки гурӯҳҳоро аз воҳидҳои асосии ҷуғрофӣ ба таври муассир фарқ мекард, пароканда сохта шуданд.Барои тафсири ҷузъҳои асосӣ, харитаи рангро барои визуализатсия кардани қуллаҳои модел, ки бо ҷузъҳои асосӣ робитаи зиёд доранд, истифода баред.Илова бар ин, тасвирҳои виртуалии ақсоҳои меҳварҳои ҷузъҳои асосӣ, ки дар ±3 инҳирофҳои стандартӣ (SD) аз холҳои ҷузъҳои асосӣ ҷойгиранд, ҳисоб карда шуданд ва дар видеои иловагӣ пешниҳод карда шуданд.
Аллометрия барои муайян кардани робитаи байни шакли косахонаи сар ва омилҳои андоза, ки дар таҳлили PCA арзёбӣ шудааст, истифода шудааст.Таҳлил барои ҷузъҳои асосӣ бо саҳмҳо >1% эътибор дорад.Як маҳдудияти ин PCA дар он аст, ки ҷузъҳои шакл наметавонанд шаклро ба таври инфиродӣ нишон диҳанд, зеро маҷмӯи маълумотҳои муқаррарнашуда ҳама омилҳои андозагириро нест намекунанд.Илова ба истифодаи маҷмӯи маълумотҳои ғайримуқаррарӣ, мо инчунин тамоюлҳои алометриро бо истифода аз маҷмӯи фраксияҳои компютерӣ дар асоси маълумоти муқарраршудаи андозаи центроид, ки ба ҷузъҳои асосӣ бо саҳмҳо > 1% истифода мешаванд, таҳлил кардем.
Тамоюлҳои аллометрӣ бо истифода аз муодилаи Y = aXb 85 санҷида шуданд, ки дар он Y шакл ё таносуби ҷузъи шакл, X андозаи марказӣ (Ҷадвали иловагии S2), a арзиши доимӣ ва b коэффисиенти аллометрӣ мебошад.Ин усул асосан таҳқиқоти афзоиши аллометриро ба морфометрияи геометрӣ ворид мекунад78,86.Табдилдиҳии логарифмикии ин формула ин аст: log Y = b × log X + log a.Таҳлили регрессия бо усули квадратҳои хурдтарин барои ҳисоб кардани a ва b истифода шудааст.Вақте ки Y (андозаи марказӣ) ва X (холҳои PC) ба таври логарифмӣ табдил меёбанд, ин арзишҳо бояд мусбат бошанд;аммо маҷмӯи тахминҳо барои X дорои арзишҳои манфӣ мебошад.Ҳамчун ҳалли, мо ба арзиши мутлақи касри хурдтарин ҷамъи 1 барои ҳар як каср дар ҳар як ҷузъ яклухткуниро илова кардем ва ба ҳама касрҳои мусбати табдилшуда табдили логарифмикиро татбиқ кардем.Аҳамияти коэффисиентҳои аллометрӣ бо истифода аз тести дуҷонибаи Student's t баҳо дода шуд.Ин ҳисобҳои оморӣ барои санҷиши афзоиши алометрӣ бо истифода аз Bell Curves дар нармафзори Excel (версияи 3.21) анҷом дода шуданд.
Wolpoff, MH Таъсири иқлимӣ ба бинии скелет.Бале.J. Физик.Инсоният.29, 405–423.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, KL Шакли Сар ва фишори иқлим.Бале.J. Физик.Инсоният.37, 85–92.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Вақти фиристодан: апрел-02-2024