Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com. Tha taic CSS cuibhrichte aig an dreach den bhrobhsair a tha thu a’ cleachdadh. Airson na toraidhean as fheàrr, tha sinn a’ moladh dreach nas ùire den bhrobhsair agad a chleachdadh (no modh co-chòrdalachd a chuir dheth ann an Internet Explorer). Aig an aon àm, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, tha sinn a’ sealltainn an làraich gun stoidhle no JavaScript.
Rinn an sgrùdadh seo measadh air iomadachd roinneil ann am morf-eòlas claigeann daonna a’ cleachdadh modail homologachd geoimeatrach stèidhichte air dàta sganaidh bho 148 buidhnean cinnidheach air feadh an t-saoghail. Bidh an dòigh seo a’ cleachdadh teicneòlas freagarrachd teamplaid gus mogaill homologach a chruthachadh le bhith a’ dèanamh cruth-atharrachaidhean neo-chruaidh a’ cleachdadh algairim puing as fhaisge ath-aithriseach. Le bhith a’ cur mion-sgrùdadh prìomh phàirtean an sàs anns na 342 modail homologach taghte, chaidh an t-atharrachadh as motha ann am meud iomlan a lorg agus a dhearbhadh gu soilleir airson claigeann beag à Àisia a Deas. Is e an dàrna eadar-dhealachadh as motha an co-mheas faid gu leud den neurocranium, a’ sealltainn an eadar-dhealachaidh eadar claigeannan fada Afraganaich agus claigeannan convex Àisianaich an Ear-thuath. Is fhiach a thoirt fa-near nach eil mòran aig a’ ghrìtheid seo ri cumadh aghaidh. Chaidh feartan aghaidh ainmeil leithid gruaidhean a’ steigeadh a-mach ann an Àisianaich an Ear-thuath agus cnàmhan maxillary teann ann an Eòrpaich ath-dhearbhadh. Tha na h-atharrachaidhean aghaidh seo ceangailte gu dlùth ri cumadh a’ chlaigeann, gu sònraichte ìre claonadh nan cnàmhan aghaidh is occipital. Chaidh pàtrain allometric a lorg ann an co-rèirean aghaidh an coimeas ri meud iomlan a’ chlaigeann; Ann an claigeannan nas motha, bidh cruthan-iomaill an aodainn buailteach a bhith nas fhaide agus nas cumhainge, mar a chaidh a dhearbhadh ann am mòran de dh’Ameireaganaich Dhùthchasach agus Àisianach an Ear-thuath. Ged nach robh dàta air caochladairean àrainneachdail a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air morf-eòlas a’ chlaigeann, leithid gnàth-shìde no suidheachaidhean daithead, anns an sgrùdadh againn, bidh seata dàta mòr de phàtranan claiginn co-chosmhail feumail ann a bhith a’ sireadh mhìneachaidhean eadar-dhealaichte airson feartan fenotypic cnàimhneach.
Tha eadar-dhealachaidhean cruinn-eòlasach ann an cumadh claigeann an duine air a bhith fo sgrùdadh airson ùine mhòr. Tha mòran luchd-rannsachaidh air measadh a dhèanamh air iomadachd atharrachadh àrainneachdail agus/no taghadh nàdarra, gu sònraichte factaran gnàth-shìde1,2,3,4,5,6,7 no gnìomh cagnadh a rèir suidheachaidhean beathachaidh5,8,9,10, 11,12. 13. . A bharrachd air an sin, tha cuid de sgrùdaidhean air fòcas a chuir air buaidhean bacadh, gluasad ginteil, sruthadh ginean, no pròiseasan mean-fhàs stocastach air adhbhrachadh le mùthaidhean gine neodrach14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Mar eisimpleir, chaidh cumadh cruinn cruinneach cruinneach claigeann nas fharsainge agus nas giorra a mhìneachadh mar atharrachadh gu cuideam roghnach a rèir riaghailt Allen24, a tha ag ràdh gu bheil mamalan a’ lughdachadh call teas le bhith a’ lughdachadh farsaingeachd uachdar a’ chuirp an coimeas ri meud2,4,16,17,25. A bharrachd air an sin, tha cuid de sgrùdaidhean a’ cleachdadh riaghailt Bergmann26 air mìneachadh a dhèanamh air a’ cheangal eadar meud claigeann agus teòthachd3,5,16,25,27, a’ moladh gu bheil am meud iomlan buailteach a bhith nas motha ann an roinnean nas fhuaire gus casg a chuir air call teas. Chaidh deasbad a dhèanamh air buaidh mheacanaigeach cuideam cagnaidh air pàtran fàis cruinneil a’ chlaigeann agus chnàmhan an aodainn a thaobh suidheachaidhean daithead mar thoradh air cultar còcaireachd no eadar-dhealachaidhean bith-beò eadar tuathanaich agus sealgairean-cruinneachaidh8,9,11,12,28. Is e am mìneachadh coitcheann gu bheil lùghdachadh ann an cuideam cagnaidh a’ lughdachadh cruas chnàmhan agus fhèithean an aodainn. Tha grunn sgrùdaidhean cruinneil air ceangal a dhèanamh eadar iomadachd cumadh claigeann sa mhòr-chuid ri builean fenotypic astar ginteil neodrach seach ri atharrachadh àrainneachdail21,29,30,31,32. Tha mìneachadh eile airson atharrachaidhean ann an cumadh claigeann stèidhichte air bun-bheachd fàs isometric no allometric6,33,34,35. Mar eisimpleir, bidh loban aghaidh nas fharsainge aig eanchainn nas motha san roinn ris an canar “caip Broca”, agus bidh leud nan loban aghaidh ag àrdachadh, pròiseas mean-fhàsach a thathas a’ meas stèidhichte air fàs allometric. A bharrachd air an sin, lorg sgrùdadh a’ sgrùdadh atharrachaidhean fad-ùine ann an cumadh a’ chlaigeann claonadh allometric a dh’ionnsaigh brachycephaly (claonadh a’ chlaigeann a bhith nas cruinne) le àirde a’ sìor fhàs33.
Tha eachdraidh fhada de rannsachadh air morf-eòlas a’ chlaigeann a’ toirt a-steach oidhirpean gus na factaran bunaiteach a chomharrachadh a tha an urra ri diofar thaobhan de iomadachd chumaidhean a’ chlaigeann. Bha na modhan traidiseanta a chaidh a chleachdadh ann am mòran sgrùdaidhean tràtha stèidhichte air dàta tomhais loidhneach dà-atharrachail, gu tric a’ cleachdadh mìneachaidhean Martin no Howell36,37. Aig an aon àm, chleachd mòran de na sgrùdaidhean a chaidh ainmeachadh gu h-àrd modhan nas adhartaiche stèidhichte air teicneòlas morf-eòlas geoimeatrach 3D (GM) spàsail5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38. 39. Mar eisimpleir, is e an dòigh leth-chomharra sleamhnachaidh, stèidhichte air lughdachadh lùth lùbadh, an dòigh as cumanta a thathas a’ cleachdadh ann am bith-eòlas tar-ghinealach. Bidh e a’ pròiseactadh leth-chomharran-tìre den teamplaid air gach sampall le bhith a’ sleamhnachadh air feadh lùb no uachdar38,40,41,42,43,44,45,46. A’ gabhail a-steach modhan cur-ris mar sin, bidh a’ mhòr-chuid de sgrùdaidhean GM 3D a’ cleachdadh mion-sgrùdadh coitcheann Procrustes, an algairim puing as fhaisge ath-aithriseach (ICP) 47 gus coimeas dìreach a dhèanamh eadar cumaidhean agus atharrachaidhean a ghlacadh. Air an làimh eile, tha an dòigh spline truinnsear tana (TPS) 48,49 cuideachd air a chleachdadh gu farsaing mar dhòigh cruth-atharrachaidh neo-chruaidh airson mapadh a dhèanamh de cho-thaobhadh leth-chomharran-tìre gu cumaidhean stèidhichte air mogal.
Le leasachadh sganairean làn-chorp 3D practaigeach bho dheireadh an 20mh linn, tha mòran sgrùdaidhean air sganairean làn-chorp 3D a chleachdadh airson tomhasan meud50,51. Chaidh dàta sganaidh a chleachdadh gus tomhasan bodhaig a thoirt a-mach, a dh’ fheumas cumaidhean uachdar a mhìneachadh mar uachdaran seach neòil phuinge. Tha freagarrachd phàtran na dhòigh-obrach a chaidh a leasachadh airson an adhbhair seo ann an raon grafaigean coimpiutair, far a bheil cumadh uachdar air a mhìneachadh le modail mogaill poileaganach. Is e a’ chiad cheum ann am freagarrachd phàtran modail mogaill ullachadh airson a chleachdadh mar theamplaid. Tha cuid de na mullaichean a tha a’ dèanamh suas a’ phàtrain nan comharran-tìre. Tha an teamplaid an uairsin air a dhì-dhealbhadh agus air a cho-chòrdadh ris an uachdar gus an astar eadar an teamplaid agus an neul phuinge a lughdachadh fhad ‘s a tha feartan cumadh ionadail an teamplaid air an gleidheadh. Tha comharran-tìre anns an teamplaid a’ freagairt ri comharran-tìre anns an neul phuinge. A’ cleachdadh freagarrachd teamplaid, faodar a h-uile dàta sganaidh a mhìneachadh mar mhodail mogaill leis an aon àireamh de phuingean dàta agus an aon topo-eòlas. Ged nach eil co-chothromachd mionaideach ann ach anns na suidheachaidhean comharran-tìre, faodar a ghabhail ris gu bheil co-chothromachd choitcheann eadar na modailean a chaidh a chruthachadh leis gu bheil na h-atharrachaidhean ann an geoimeatraidh nan teamplaidean beag. Mar sin, canar modalan co-chosmhail52 ri modalan clèithe a chaidh a chruthachadh le bhith a’ freagairt teamplaid uaireannan. Is e buannachd a bhith a’ freagairt teamplaid gum faodar an teamplaid a dhì-dhealbhadh agus atharrachadh gu diofar phàirtean den nì targaid a tha faisg air an uachdar ach fada bhuaithe (mar eisimpleir, bogha zygomatic agus roinn temporal a’ chlaigeann) gun a bhith a’ toirt buaidh air a chèile. deformachadh. San dòigh seo, faodar an teamplaid a cheangal ri nithean geugach leithid an torso no a’ ghàirdean, leis a’ ghualainn na sheasamh. Is e ana-cothrom a tha ann a bhith a’ freagairt teamplaid a’ chosgais coimpiutaireachd nas àirde airson ath-aithris a-rithist, ge-tà, le taing do leasachaidhean mòra ann an coileanadh coimpiutair, chan eil seo na chùis tuilleadh. Le bhith a’ dèanamh anailis air luachan co-òrdanachaidh nan corragan a tha a’ dèanamh suas am modail mogaill a’ cleachdadh dhòighean anailis ioma-atharrachail leithid mion-sgrùdadh prìomh phàirtean (PCA), tha e comasach atharrachaidhean ann an cumadh an uachdair gu lèir agus cumadh brìgheil fhaighinn aig suidheachadh sam bith san sgaoileadh a sgrùdadh. Obraich a-mach agus dealbhaich53. An-diugh, tha modalan mogaill a chaidh a chruthachadh le bhith a’ freagairt teamplaid air an cleachdadh gu farsaing ann am mion-sgrùdadh cumadh ann an diofar raointean52,54,55,56,57,58,59,60.
Tha adhartasan ann an teicneòlas clàraidh mogaill sùbailte, còmhla ri leasachadh luath innealan sganaidh 3D so-ghiùlain a tha comasach air sganadh aig rùn, astar agus gluasaid nas àirde na CT, ga dhèanamh nas fhasa dàta uachdar 3D a chlàradh ge bith càite a bheil e. Mar sin, ann an raon antroipeòlais bhitheòlasach, tha teicneòlasan ùra mar seo a’ neartachadh a’ chomas air sampallan daonna a thomhas agus a sgrùdadh gu staitistigeil, a’ gabhail a-steach sampallan claigeann, agus is e sin adhbhar an sgrùdaidh seo.
Mar gheàrr-chunntas, tha an sgrùdadh seo a’ cleachdadh teicneòlas modaladh co-chosmhail 3D adhartach stèidhichte air maidseadh teamplaidean (Figear 1) gus 342 sampall claigeann a mheasadh a chaidh a thaghadh bho 148 sluagh air feadh an t-saoghail tro choimeasan cruinn-eòlasach air feadh na cruinne. Iomadachd morf-eòlas claigeann (Clàr 1). Gus cunntas a thoirt air atharrachaidhean ann am morf-eòlas claigeann, chuir sinn mion-sgrùdaidhean PCA agus feart obrachaidh glacadair (ROC) an sàs anns an t-seata dàta den mhodail co-chosmhail a ghineadh sinn. Cuiridh na co-dhùnaidhean ri tuigse nas fheàrr air atharrachaidhean cruinneil ann am morf-eòlas claigeann, a’ gabhail a-steach pàtrain roinneil agus òrdugh atharrachaidh a tha a’ lùghdachadh, atharrachaidhean co-cheangailte eadar earrannan claigeann, agus làthaireachd ghluasadan allometric. Ged nach eil an sgrùdadh seo a’ dèiligeadh ri dàta air caochladairean taobh a-muigh air an riochdachadh le suidheachaidhean gnàth-shìde no daithead a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air morf-eòlas claigeann, cuidichidh na pàtrain cruinn-eòlasach de morf-eòlas claigeann a chaidh a chlàradh san sgrùdadh againn le bhith a’ sgrùdadh nam factaran àrainneachdail, bith-mheacanaigeach agus ginteil a tha an lùib atharrachadh claigeann.
Tha Clàr 2 a’ sealltainn nan luachan-tìre agus nan co-èifeachdan tabhartais PCA a chaidh a chur an sàs ann an seata dàta neo-àbhaisteach de 17,709 mullaich (53,127 co-chomharran XYZ) de 342 modail claigeann co-chosmhail. Mar thoradh air an sin, chaidh 14 prìomh phàirtean a chomharrachadh, agus bha an tabhartas aca don atharrachadh iomlan nas motha na 1%, agus b’ e 83.68% an cuibhreann iomlan den atharrachadh. Tha vectaran luchdaidh nan 14 prìomh phàirtean air an clàradh ann an Clàr a bharrachd S1, agus tha na sgòran phàirtean a chaidh obrachadh a-mach airson na 342 sampallan claigeann air an taisbeanadh ann an Clàr a bharrachd S2.
Rinn an sgrùdadh seo measadh air naoi prìomh phàirtean le tabhartasan nas motha na 2%, agus tha cuid dhiubh a’ sealltainn atharrachadh cruinn-eòlasach mòr is cudromach ann am morf-eòlas a’ chlaigeann. Tha Figear 2 a’ plotadh lùban a chaidh a chruthachadh bho mhion-sgrùdadh ROC gus na pàirtean PCA as èifeachdaiche a nochdadh airson gach measgachadh de shamhlaichean a chomharrachadh no a sgaradh thar prìomh aonadan cruinn-eòlasach (me, eadar dùthchannan Afraganach agus dùthchannan nach eil Afraganach). Cha deach an cothlamadh Polynesianach a dhearbhadh air sgàth meud beag an t-sampall a chaidh a chleachdadh san deuchainn seo. Tha dàta a thaobh cudromachd eadar-dhealachaidhean ann an AUC agus staitistig bunaiteach eile a chaidh obrachadh a-mach a’ cleachdadh mion-sgrùdadh ROC air an sealltainn ann an Clàr Taiceil S3.
Chaidh lùban ROC a chur an sàs ann an naoi tuairmsean prìomh phàirtean stèidhichte air seata dàta vertex anns an robh 342 modail claigeann fireann co-chosmhail. AUC: An raon fon lùb aig cudromachd 0.01% air a chleachdadh gus gach cothlamadh cruinn-eòlasach a dhealachadh bho choimeasgaidhean iomlan eile. Tha TPF fìor dheimhinneach (eadar-dhealachadh èifeachdach), tha FPF meallta dheimhinneach (eadar-dhealachadh neo-dhligheach).
Tha geàrr-chunntas air mìneachadh lùb ROC gu h-ìosal, le fòcas a-mhàin air na co-phàirtean as urrainn buidhnean coimeas a dhealachadh le bhith a’ faighinn AUC mòr no an ìre mhath mòr agus ìre àrd de chudromachd le coltachd fo 0.001. Tha an co-thàth Àisianach a Deas (Figear 2a), air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de shamhlaichean às na h-Innseachan, gu math eadar-dhealaichte bho shamhlaichean measgaichte gu cruinn-eòlasach eile leis gu bheil AUC mòran nas motha (0.856) aig a’ chiad cho-phàirt (PC1) an taca ris na co-phàirtean eile. Is e feart den cho-thàth Afraganach (Figear 2b) an AUC an ìre mhath mòr de PC2 (0.834). Sheall Austro-Melanesianaich (Figear 2c) gluasad coltach ri Afraganaich fo-Sahara tro PC2 le AUC an ìre mhath nas motha (0.759). Tha eadar-dhealachadh soilleir eadar Eòrpaich (Figear 2d) anns a’ chothlamadh de PC2 (AUC = 0.801), PC4 (AUC = 0.719) agus PC6 (AUC = 0.671), tha an sampall Ear-thuath Àisianach (Figear 2e) gu math eadar-dhealaichte bho PC4, le 0.714 nas motha an coimeas ri sin, agus tha an diofar bho PC3 lag (AUC = 0.688). Chaidh na buidhnean a leanas a chomharrachadh cuideachd le luachan AUC nas ìsle agus ìrean cudromachd nas àirde: Sheall toraidhean airson PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) agus PC1 (AUC = 0.649) gu robh Tùsanaich Ameireaganach (Figear 2f) le feartan sònraichte co-cheangailte ris na co-phàirtean sin, Ear-dheas Àisianach (Figear 2g) eadar-dhealaichte thar PC3 (AUC = 0.660) agus PC9 (AUC = 0.663), ach bha am pàtran airson sampallan bhon Ear Mheadhanach (Figear 2h) (a’ gabhail a-steach Afraga a Tuath) a’ freagairt. An coimeas ri feadhainn eile chan eil mòran eadar-dhealachaidh ann.
Anns an ath cheum, gus mìneachadh lèirsinneach a dhèanamh air mullaichean co-cheangailte gu mòr, tha raointean den uachdar le luachan luchdan àrda nas motha na 0.45 air an dath le fiosrachadh co-òrdanachaidh X, Y, agus Z, mar a chithear ann am Figear 3. Tha an raon dearg a’ sealltainn co-dhàimh àrd le co-òrdanachaidhean axis-X, a tha a’ freagairt ris an t-slighe transverse chòmhnard. Tha an raon uaine co-cheangailte gu mòr ri co-òrdanachadh dìreach axis Y, agus tha an raon gorm dorcha co-cheangailte gu mòr ri co-òrdanachadh sagittal axis Z. Tha an raon gorm aotrom co-cheangailte ris na h-aisealan co-òrdanachaidh Y agus na h-aisealan co-òrdanachaidh Z; pinc - raon measgaichte co-cheangailte ris na h-aisealan co-òrdanachaidh X agus Z; buidhe - raon co-cheangailte ris na h-aisealan co-òrdanachaidh X agus Y; Tha an raon geal air a dhèanamh suas den axis co-òrdanachaidh X, Y agus Z air a nochdadh. Mar sin, aig an stairsneach luach luchd seo, tha PC 1 sa mhòr-chuid co-cheangailte ri uachdar iomlan a’ chlaigeann. Tha cumadh claigeann brìgheil 3 SD air taobh eile na h-aise co-phàirteach seo cuideachd air a shealltainn san fhigear seo, agus tha ìomhaighean cam air an taisbeanadh ann am Bhidio a bharrachd S1 gus dearbhadh lèirsinneach gu bheil factaran de mheud iomlan a’ chlaigeann ann am PC1.
Sgaoileadh tricead sgòran PC1 (lùb àbhaisteach), tha mapa dath uachdar a’ chlaigeann gu math co-cheangailte ri mullaich PC1 (mìneachadh air dathan an coimeas ri). Tha meud nan taobhan mu choinneamh a chèile den ais seo 3 SD. Tha an sgèile na chruinne uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Tha Figear 3 a’ sealltainn plota sgaoilidh tricead (lùb àbhaisteach) de sgòran PC1 fa leth air an obrachadh a-mach air leth airson 9 aonadan cruinn-eòlasach. A bharrachd air tuairmsean lùb ROC (Figear 2), tha tuairmsean muinntir Àisia a Deas gu ìre àraidh air an claonadh gu mòr chun na clì leis gu bheil an claigeann nas lugha na claigeann bhuidhnean roinneil eile. Mar a chithear ann an Clàr 1, tha na daoine Àisia a Deas seo a’ riochdachadh bhuidhnean cinnidheach anns na h-Innseachan a’ gabhail a-steach Eileanan Andaman agus Nicobar, Sri Lanka agus Bangladesh.
Chaidh an co-èifeachd tomhasach a lorg air PC1. Mar thoradh air lorg roinnean agus chumaidhean brìgheil a bha gu math co-cheangailte, chaidh factaran cruth a shoilleireachadh airson co-phàirtean a bharrachd air PC1; ge-tà, chan eil factaran meud an-còmhnaidh air an cuir às gu tur. Mar a chithear le bhith a’ dèanamh coimeas eadar lùban ROC (Figear 2), b’ e PC2 agus PC4 an fheadhainn as eadar-dhealaichte, agus an uairsin PC6 agus PC7. Tha PC3 agus PC9 gu math èifeachdach ann a bhith a’ roinn sluagh an t-sampall ann an aonadan cruinn-eòlasach. Mar sin, tha na paidhrichean seo de aisean co-phàirteach a’ sealltainn gu sgemataigeach plotaichean sgapte de sgòran PC agus uachdar dath a tha gu math co-cheangailte ri gach co-phàirt, a bharrachd air deformachaidhean cumadh brìgheil le tomhasan de thaobhan mu choinneamh 3 SD (Figearan 4, 5, 6). Tha còmhdach cruinn cruinn nan sampallan bho gach aonad cruinn-eòlasach a tha air a riochdachadh anns na plotaichean seo timcheall air 90%, ged a tha ìre àraid de thar-lùbadh taobh a-staigh nan cruinneachaidhean. Tha Clàr 3 a’ toirt mìneachadh air gach co-phàirt PCA.
Plotaichean sgapte de sgòran PC2 agus PC4 airson daoine fa leth le claigeann bho naoi aonadan cruinn-eòlasach (gu h-àrd) agus ceithir aonadan cruinn-eòlasach (gu h-ìosal), plotaichean de dhath uachdar claigeann nam mullaichean a tha gu math co-cheangailte ri gach PC (an coimeas ri X, Y, Z). Mìneachadh dath air na h-aisealan: faic an teacsa), agus tha deformachadh na cruth fhìor-dhealbhach air taobhan mu choinneamh nan aisealan seo 3 SD. Tha an sgèile na chruinne uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Plotaichean sgapaidh de sgòran PC6 agus PC7 airson daoine fa leth den chlaigeann bho naoi aonadan cruinn-eòlasach (gu h-àrd) agus dà aonad cruinn-eòlasach (gu h-ìosal), plotaichean dath uachdar a’ chlaigeann airson mullaichean aig a bheil ceangal làidir ri gach PC (an coimeas ri X, Y, Z). Mìneachadh dath air na h-aisealan: faic an teacsa), agus tha deformachadh na cruth fhìor-dhealbhach air taobhan mu choinneamh nan aisealan seo 3 SD. Tha an sgèile na chruinne uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Plotaichean-sgapaidh de sgòran PC3 agus PC9 airson daoine fa leth leis a’ chlaigeann bho naoi aonadan cruinn-eòlasach (gu h-àrd) agus trì aonadan cruinn-eòlasach (gu h-ìosal), agus plotaichean dath de uachdar a’ chlaigeann (an coimeas ri aisealan X, Y, Z) de dh’oirean a tha gu math co-cheangailte ri gach mìneachadh dath PC: cm . teacsa), a bharrachd air deformachaidhean cumadh brìgheil air taobhan mu choinneamh nan aisealan sin le meudachd de 3 SD. Tha an sgèile na chruinne uaine le trast-thomhas de 50 mm.
Anns a’ ghraf a tha a’ sealltainn sgòran PC2 agus PC4 (Figear 4, Bhideothan a bharrachd S2, S3 a’ sealltainn ìomhaighean deformaichte), tha mapa dath an uachdair air a thaisbeanadh cuideachd nuair a tha stairsneach luach an luchd air a shuidheachadh nas àirde na 0.4, a tha nas ìsle na ann am PC1 leis gu bheil luach PC2 an luchd iomlan nas lugha na ann am PC1.
Leudachadh nan loban aghaidh is occipital anns an t-slighe sagittal air feadh an axis-Z (gorm dorcha) agus an lobe parietal anns an t-slighe coronal (dearg) air pinc), axis-Y an occiput (uaine) agus axis-Z an aghaidh (gorm dorcha). Tha an graf seo a’ sealltainn nan sgòran airson a h-uile duine air feadh an t-saoghail; ge-tà, nuair a thèid a h-uile sampall anns a bheil àireamh mhòr de bhuidhnean a thaisbeanadh còmhla aig an aon àm, tha mìneachadh phàtranan sgapadh gu math duilich air sgàth an ìre mhòr de thar-lùbadh; mar sin, bho dìreach ceithir prìomh aonadan cruinn-eòlasach (ie, Afraga, Australasia-Melanesia, an Roinn Eòrpa, agus Ear-thuath Àisia), tha sampallan sgapte fon ghraf le deformachadh cranial brìgheil 3 SD taobh a-staigh an raoin seo de sgòran PC. Anns an fhigear, tha PC2 agus PC4 nan paidhrichean de sgòran. Tha Afraganaich agus Austro-Melanesianaich a’ dol thairis air a chèile nas motha agus tha iad air an sgaoileadh a dh’ionnsaigh an taobh cheart, agus tha Eòrpaich sgapte a dh’ionnsaigh na h-àrda clì agus tha Ear-thuath Àisianach buailteach a bhith a’ cruinneachadh a dh’ionnsaigh na h-ìosala clì. Tha an ais chòmhnard de PC2 a’ sealltainn gu bheil neurocranium aig Melanesianaich Afraganach/Astràilianach an ìre mhath nas fhaide na aig daoine eile. Tha PC4, anns a bheil na measgachaidhean Eòrpach agus Àisia an ear-thuath air an sgaradh gu sgaoilte, co-cheangailte ri meud agus ro-mheasadh coimeasach nan cnàmhan zygomatic agus cumadh taobhach a’ chalvarium. Tha an sgeama sgòraidh a’ sealltainn gu bheil cnàmhan maxillary agus zygomatic an ìre mhath cumhang aig Eòrpaich, àite fossa temporal nas lugha air a chuingealachadh leis a’ bhogha zygomatic, cnàimh aghaidh àrdaichte gu dìreach agus cnàimh occipital còmhnard, ìosal, agus gu bheil cnàmhan zygomatic nas leatha agus nas follaisiche aig Àisianaich an Ear-thuath. Tha an lobe aghaidh claon, tha bonn a’ chnàimh occipital air a thogail.
Nuair a bhios sinn a’ cur fòcas air PC6 agus PC7 (Figear 5) (Bhideothan a bharrachd S4, S5 a’ sealltainn ìomhaighean mì-dhealbhaichte), tha am plota dathte a’ sealltainn stairsneach luach luchdan nas motha na 0.3, a’ nochdadh gu bheil PC6 co-cheangailte ri morf-eòlas maxillary no alveolar (dearg: axis X agus uaine). Axis Y), cumadh cnàimh temporal (gorm: axis Y agus Z) agus cumadh cnàimh occipital (pinc: axis X agus Z). A bharrachd air leud aghaidh (dearg: axis X), tha PC7 cuideachd co-cheangailte ri àirde alveoli maxillary anterior (uaine: axis Y) agus cumadh cinn axis Z timcheall air an roinn parietotemporal (gorm dorcha). Anns a’ phannal as àirde de Figear 5, tha na sampallan cruinn-eòlasach uile air an sgaoileadh a rèir sgòran co-phàirteach PC6 agus PC7. Leis gu bheil ROC a’ nochdadh gu bheil feartan sònraichte don Roinn Eòrpa ann am PC6 agus gu bheil PC7 a’ riochdachadh feartan Tùsanach Ameireaganach san anailis seo, chaidh an dà shampall roinneil seo a phlòtadh gu roghnach air a’ chàraid seo de axis co-phàirteach. Tha Tùsanaich Ameireaganach, ged a tha iad air an toirt a-steach gu farsaing san sampall, sgapte san oisean gu h-àrd air an taobh chlì; air an làimh eile, tha mòran shampaill Eòrpach buailteach a bhith suidhichte san oisean gu h-ìosal air an làimh dheis. Tha am paidhir PC6 agus PC7 a’ riochdachadh a’ phròiseas alveolar chumhang agus an neurocranium an ìre mhath leathann aig Eòrpaich, agus tha Ameireaganaich air an comharrachadh le aghaidh chumhang, maxilla nas motha, agus pròiseas alveolar nas leatha agus nas àirde.
Sheall mion-sgrùdadh ROC gu robh PC3 agus/no PC9 cumanta ann an sluagh Àisia an Ear-dheas agus Ear-thuath na h-Àisia. Mar sin, tha na paidhrichean sgòr PC3 (aghaidh uachdarach uaine air an axis-y) agus PC9 (aghaidh ìosal uaine air an axis-y) (Figear 6; Tha Bhideothan a bharrachd S6, S7 a’ toirt seachad ìomhaighean cruth-atharraichte) a’ nochdadh iomadachd Àisianach an Ear, a tha gu math eadar-dhealaichte bho na co-mheasan aghaidh àrda aig Àisianach an Ear-thuath agus cumadh aghaidh ìosal Àisianach an Ear-dheas. A bharrachd air na feartan aghaidh sin, is e feart eile a th’ aig cuid de Àisianach an Ear-thuath an claonadh lambda den chnàimh occipital, agus tha bonn claigeann cumhang aig cuid de Àisianach an Ear-dheas.
Chaidh an tuairisgeul gu h-àrd air na prìomh phàirtean agus an tuairisgeul air PC5 agus PC8 fhàgail a-mach leis nach deach feartan roinneil sònraichte a lorg am measg nan naoi prìomh aonadan cruinn-eòlasach. Tha PC5 a’ toirt iomradh air meud pròiseas mastoid a’ chnàimh teamplaichte, agus tha PC8 a’ nochdadh neo-chothromachd cumadh iomlan a’ chlaigeann, agus tha an dà chuid a’ sealltainn atharrachaidhean co-shìnte eadar na naoi measgachadh sampallan cruinn-eòlasach.
A bharrachd air plotaichean-sgapaidh de sgòran PCA aig ìre fa leth, bidh sinn cuideachd a’ toirt seachad plotaichean-sgapaidh de mheadhanan buidhne airson coimeas iomlan. Gus seo a dhèanamh, chaidh modail co-chosmhail claigeann cuibheasach a chruthachadh bho sheata dàta vertex de mhodalan co-chosmhail fa leth bho 148 buidhnean cinnidheach. Tha plotaichean dà-atharrachail de na seataichean sgòr airson PC2 agus PC4, PC6 agus PC7, agus PC3 agus PC9 air an sealltainn ann am Figear a bharrachd S1, uile air an obrachadh a-mach mar mhodail claigeann cuibheasach airson an sampall de 148 neach. San dòigh seo, bidh plotaichean-sgapaidh a’ falach eadar-dhealachaidhean fa leth taobh a-staigh gach buidhne, a’ leigeil le mìneachadh nas soilleire a bhith ann air coltachdan claigeann air sgàth sgaoilidhean roinneil bunaiteach, far a bheil pàtrain a’ freagairt ris an fheadhainn a tha air an sealltainn ann am plotaichean fa leth le nas lugha de fhor-lùbadh. Tha Figear a bharrachd S2 a’ sealltainn a’ mhodail chuibheasach iomlan airson gach aonad cruinn-eòlasach.
A bharrachd air PC1, a bha co-cheangailte ri meud iomlan (Clàr Leasachail S2), chaidh dàimhean allometric eadar meud iomlan agus cumadh a’ chlaigeann a sgrùdadh a’ cleachdadh tomhasan meadhan-cheàrnach agus seataichean de thuairmsean PCA bho dhàta neo-àbhaisteach. Tha co-èifeachdan allometric, luachan seasmhach, luachan t, agus luachan P anns an deuchainn cudromachd air an sealltainn ann an Clàr 4. Cha deach co-phàirtean pàtrain allometric cudromach sam bith co-cheangailte ri meud iomlan a’ chlaigeann a lorg ann am morf-eòlas claigeann sam bith aig an ìre P < 0.05.
Leis gum faodadh cuid de fhactaran meud a bhith air an toirt a-steach ann an tuairmsean PC stèidhichte air seataichean dàta neo-àbhaisteach, rinn sinn sgrùdadh nas fhaide air a’ ghluasad allometric eadar meud centroid agus sgòran PC air an obrachadh a-mach a’ cleachdadh seataichean dàta air an àbhaisteachadh a rèir meud centroid (tha toraidhean PCA agus seataichean sgòr air an taisbeanadh ann an Clàran Taiceil S6). , C7). Tha Clàr 4 a’ sealltainn toraidhean an anailis allometric. Mar sin, lorgar gluasadan allometric cudromach aig an ìre 1% ann am PC6 agus aig an ìre 5% ann am PC10. Tha Figear 7 a’ sealltainn leathadan ath-tharraing nan dàimhean log-loidhneach seo eadar sgòran PC agus meud centroid le dummies (±3 SD) aig gach ceann de mheud log centroid. Is e sgòr PC6 an co-mheas eadar àirde agus leud coimeasach a’ chlaigeann. Mar a bhios meud a’ chlaigeann ag àrdachadh, bidh a’ chlaigeann agus an aghaidh nas àirde, agus tha an aghaidh, socaidean na sùla agus na cuinneagan-sròin buailteach a bhith nas fhaisge air a chèile gu taobhach. Tha pàtran sgapadh nan sampallan a’ moladh gu bheil an co-mheas seo mar as trice air a lorg ann an Àisianaich an Ear-thuath agus Tùsanaich Ameireagaidh. A bharrachd air an sin, tha PC10 a’ sealltainn gluasad a dh’ionnsaigh lùghdachadh co-rèireach ann an leud meadhan-aghaidh ge bith dè an roinn cruinn-eòlasach.
Airson nan dàimhean allometric cudromach a tha air an liostadh sa chlàr, leathad an ath-tharraing log-loidhneach eadar co-mheas PC a’ cho-phàirt chumaidh (a fhuaireadh bhon dàta àbhaisteach) agus meud a’ mheid-cheàrnaich, tha meud 3 SD aig an deformachadh cumaidh fhìor-dhealbhach air taobh eile na loidhne 4.
Chaidh am pàtran atharrachaidhean a leanas ann am morf-eòlas a’ chlaigeann a nochdadh tro bhith a’ dèanamh anailis air seataichean dàta de mhodalan uachdar 3D co-chosmhail. Tha a’ chiad phàirt de PCA a’ buntainn ri meud iomlan a’ chlaigeann. Tha e air a bhith air a bhith den bheachd o chionn fhada gu bheil claigeannan nas lugha Àisianach a Deas, a’ gabhail a-steach sampallan à na h-Innseachan, Sri Lanka agus na h-Eileanan Andaman, Bangladesh, mar thoradh air am meud bodhaig nas lugha, a rèir riaghailt eag-eòlasach Bergmann no riaghailt an eilein613,5,16,25,27,62. Tha a’ chiad fhear co-cheangailte ri teòthachd, agus tha an dàrna fear an urra ris an àite a tha ri fhaighinn agus goireasan bìdh an àite eag-eòlasach. Am measg phàirtean cumadh, is e an t-atharrachadh as motha co-mheas fad is leud cruinneach a’ chlaigeann. Tha am feart seo, air a bheil PC2, a’ toirt cunntas air a’ cheangal dlùth eadar claigeannan a tha air an leudachadh gu co-rèireach aig Austro-Melanesianaich agus Afraganaich, a bharrachd air eadar-dhealachaidhean bho chlaigeann cruinn cuid de dh’Eòrpaich agus Àisianach an Ear-thuath. Chaidh na feartan seo aithris ann an iomadh sgrùdadh roimhe stèidhichte air tomhais loidhneach sìmplidh37,63,64. A bharrachd air an sin, tha an tréith seo co-cheangailte ri brachycephaly ann an daoine nach eil à Afraga, rud a chaidh a dheasbad o chionn fhada ann an sgrùdaidhean antropometric agus osteometry. Is e am prìomh bheachd-bharail air cùl a’ mhìneachaidh seo gu bheil lùghdachadh ann an mastication, leithid tanachadh fèithe temporalis, a’ lughdachadh cuideam air a’ chraiceann-cinn a-muigh5,8,9,10,11,12,13. Tha beachd-bharail eile a’ toirt a-steach atharrachadh gu gnàth-shìde fhuar le bhith a’ lughdachadh farsaingeachd uachdar a’ chinn, a’ moladh gu bheil claigeann nas cruinne a’ lughdachadh farsaingeachd uachdar nas fheàrr na cumadh cruinneach, a rèir riaghailtean Allen16,17,25. Stèidhichte air toraidhean an sgrùdaidh làithreach, chan urrainnear na beachd-bharail seo a mheasadh ach stèidhichte air co-dhàimh thar-roinnean claigeann. Mar gheàrr-chunntas, chan eil na toraidhean PCA againn a’ toirt làn thaic don bheachd-bharail gu bheil buaidh mhòr aig suidheachaidhean cagnaidh air co-mheas fad is leud claigeann, leis nach robh luchdachadh PC2 (co-phàirt fada / brachycephalic) co-cheangailte gu mòr ri co-rèirean aghaidh (a’ gabhail a-steach tomhasan maxillary coimeasach). agus an àite coimeasach den fossa temporal (a’ nochdadh meud fèithe temporalis). Cha do rinn an sgrùdadh làithreach againn mion-sgrùdadh air a’ cheangal eadar cumadh claigeann agus suidheachaidhean àrainneachd geòlais leithid teòthachd; ge-tà, is dòcha gum b’ fhiach beachdachadh air mìneachadh stèidhichte air riaghailt Allen mar bheachd-bharail a dh’ fhaodadh a bhith ann airson mìneachadh a thoirt air brachycephalon ann an roinnean le gnàth-shìde fhuair.
Chaidh atharrachadh mòr a lorg an uairsin ann am PC4, a’ moladh gu bheil cnàmhan zygomatic mòra, follaiseach aig muinntir Àisia an Ear-thuath air a’ maxilla agus cnàmhan zygomatic. Tha an lorg seo a rèir feart sònraichte aithnichte aig Siberianaich, a thathas a’ creidsinn a tha air atharrachadh gu gnàth-shìde fìor fhuar le gluasad air adhart nan cnàmhan zygomatic, agus mar thoradh air sin tha barrachd meud nan sinuses agus aghaidh nas còmhnardaiche 65. Is e lorg ùr bhon mhodail homologous againn gu bheil cromadh nan gruaidhean ann an Eòrpaich co-cheangailte ri leathad aghaidh nas lugha, a bharrachd air cnàmhan occipital rèidh is cumhang agus concavity nuchal. An coimeas ri sin, tha claonadh aig muinntir Àisia an Ear-thuath air aghaidhean leathad agus roinnean occipital àrdaichte. Tha sgrùdaidhean air a’ chnàimh occipital a’ cleachdadh dhòighean geoimeatrach morphometric35 air sealltainn gu bheil lùb nuchal nas còmhnardaiche agus suidheachadh nas ìsle den occiput aig claigeann Àisianach agus Eòrpach an taca ri Afraganaich. Ach, sheall na plotaichean sgapte againn de chàraidean PC2 agus PC4 agus PC3 agus PC9 barrachd caochlaideachd ann an Àisianach, ach bha Eòrpaich air an comharrachadh le bonn còmhnard den occiput agus occiput nas ìsle. Is dòcha gu bheil neo-chunbhalachdan ann am feartan Àisianach eadar sgrùdaidhean mar thoradh air eadar-dhealachaidhean anns na sampallan cinneachail a chaidh a chleachdadh, leis gun do samplaich sinn àireamh mhòr de bhuidhnean cinneachail bho speactram farsaing de Ear-thuath agus Ear-dheas Àisia. Bidh atharrachaidhean ann an cumadh cnàimh occipital gu tric co-cheangailte ri leasachadh fèithean. Ach, chan eil an mìneachadh atharrachail seo a’ toirt cunntas air a’ cheangal eadar cumadh mhaoil agus occiput, a chaidh a nochdadh san sgrùdadh seo ach tha e eu-coltach gun deach a nochdadh gu h-iomlan. A thaobh seo, is fhiach beachdachadh air a’ cheangal eadar cothromachadh cuideam a’ chuirp agus meadhan grabhataidh no snaim ceirbheacsach (foramen magnum) no factaran eile.
Tha pàirt chudromach eile le caochlaideachd mhòr co-cheangailte ri leasachadh an inneil-chagnadh, air a riochdachadh leis na fossae maxillary agus temporal, a tha air a mhìneachadh le measgachadh de sgòran PC6, PC7 agus PC4. Tha na lùghdachaidhean follaiseach seo ann an earrannan claigeann a’ comharrachadh dhaoine Eòrpach nas motha na buidheann cruinn-eòlasach sam bith eile. Chaidh am feart seo a mhìneachadh mar thoradh air seasmhachd nas lugha ann am morf-eòlas an aodainn mar thoradh air leasachadh tràth dhòighean àiteachais is ullachaidh bìdh, a lughdaich an luchd meacanaigeach air an inneal-chagnadh às aonais inneal-chagnadh cumhachdach9,12,28,66. A rèir beachd-bharail gnìomh-chagnadh,28 tha seo an cois atharrachadh ann an lùbadh bonn a’ chlaigeann gu ceàrn claigeann nas géire agus mullach claigeann nas cruinne. Bhon t-sealladh seo, tha aghaidhean teann, nas lugha de bhuille den mandible, agus meninges nas cruinne aig sluagh àiteachais. Mar sin, faodar an deformachadh seo a mhìneachadh leis an loidhne-iomaill choitcheann de chumadh taobhach claigeann Eòrpaich le buill-bodhaig-chagnadh nas lugha. Ach, a rèir an sgrùdaidh seo, tha am mìneachadh seo iom-fhillte leis gu bheil cudromachd gnìomhach a’ chàirdeis morf-eòlach eadar an neurocranium globose agus leasachadh an inneil-cagnaidh nas lugha iomchaidh, mar a chaidh a mheas ann am mìneachaidhean roimhe air PC2.
Tha na h-eadar-dhealachaidhean eadar Àisia an Ear-thuath agus Àisia an Ear-dheas air an sealltainn leis an eadar-dhealachadh eadar aghaidh àrd le cnàimh occipital leathadach agus aghaidh ghoirid le bonn claigeann cumhang, mar a chithear ann am PC3 agus PC9. Air sgàth dìth dàta geo-eiceòlach, chan eil an sgrùdadh againn a’ toirt seachad ach mìneachadh cuibhrichte airson a’ cho-dhùnaidh seo. Is e mìneachadh a dh’ fhaodadh a bhith ann atharrachadh gu gnàth-shìde no suidheachaidhean beathachaidh eadar-dhealaichte. A bharrachd air atharrachadh eag-eòlasach, chaidh eadar-dhealachaidhean ionadail ann an eachdraidh sluagh ann an Ear-thuath agus Ear-dheas Àisia a thoirt fa-near cuideachd. Mar eisimpleir, ann an taobh an ear Eoràisia, chaidh modail dà-shreath a mholadh gus tuigse fhaighinn air sgaoileadh dhaoine an latha an-diugh gu anatomically (AMH) stèidhichte air dàta morphometric cranial67,68. A rèir a’ mhodail seo, bha an “chiad ìre”, is e sin, na buidhnean tùsail de luchd-tuineachaidh AMH Pleistocene anmoch, aig an robh sliochd dìreach bho luchd-còmhnaidh dùthchasach na sgìre, mar na h-Austro-Melanesianaich an latha an-diugh (td. A’ chiad shreath). , agus an dèidh sin dh'fhiosraich iad measgachadh mòr de dhaoine àiteachais tuatha le feartan Àisia an ear-thuath (an dàrna sreath) a-steach don roinn (mu 4,000 bliadhna air ais). Bidh feum air mapadh sruthadh ginean a’ cleachdadh modail “dà-shreath” gus tuigse fhaighinn air cumadh claigeann Ear-dheas Àisia, leis gum faodadh cumadh claigeann Ear-dheas Àisia a bhith an urra gu ìre ri oighreachd ginteil ionadail den chiad ìre.
Le bhith a’ measadh cho coltachd claigeann le bhith a’ cleachdadh aonadan cruinn-eòlasach air am mapadh le bhith a’ cleachdadh mhodalan co-chosmhail, is urrainn dhuinn eachdraidh sluaigh bunaiteach AMF ann an suidheachaidhean taobh a-muigh Afraga a thoirt a-mach. Chaidh mòran mhodalan “taobh a-muigh Afraga” eadar-dhealaichte a mholadh gus mìneachadh mar a tha AMF air a sgaoileadh stèidhichte air dàta cnàimhneach agus genomic. Dhiubh sin, tha sgrùdaidhean o chionn ghoirid a’ moladh gun do thòisich tuineachadh AMH ann an sgìrean taobh a-muigh Afraga timcheall air 177,000 bliadhna air ais69,70. Ach, tha sgaoileadh fad-astar AMF ann an Eoràisia aig an àm seo fhathast mì-chinnteach, leis gu bheil àrainnean nan ciad fhosailean sin cuingealaichte ris an Ear Mheadhanach agus a’ Mhuir Mheadhan-thìreach faisg air Afraga. Is e an cùis as sìmplidh aon tuineachadh air slighe imrich à Afraga gu Eoràisia, a’ seachnadh bhacaidhean cruinn-eòlasach leithid na Himalayas. Tha modail eile a’ moladh iomadh tonn imrich, agus sgaoil a’ chiad fhear dhiubh à Afraga air costa a’ Chuain Innseanach gu Ear-dheas Àisia agus Astràilia, agus an uairsin sgaoil e gu ceann a tuath Eoràisia. Tha a’ mhòr-chuid de na sgrùdaidhean sin a’ dearbhadh gun do sgaoil AMF fada seachad air Afraga timcheall air 60,000 bliadhna air ais. A thaobh seo, tha na sampallan Australasian-Melanesian (a’ gabhail a-steach Papua) a’ sealltainn barrachd coltachd ri sampallan Afraganach na ri sreath cruinn-eòlasach sam bith eile ann an mion-sgrùdadh prìomh phàirtean de mhodalan co-chosmhail. Tha an lorg seo a’ toirt taic don bharail gun do dh’èirich a’ chiad bhuidhnean sgaoilidh AMF air oir a deas Eoràisia gu dìreach ann an Afraga22,68 gun atharrachaidhean mòra moirfeòlais mar fhreagairt do ghnàth-shìdean sònraichte no suidheachaidhean cudromach eile.
A thaobh fàs allometric, sheall mion-sgrùdadh a’ cleachdadh phàirtean cumadh a chaidh a thoirt bho sheata dàta eadar-dhealaichte air a cho-fhreagarrachadh le meud centroid gluasad allometric cudromach ann am PC6 agus PC10. Tha an dà phàirt co-cheangailte ri cumadh an aghaidh agus pàirtean den aodann, a bhios a’ fàs nas cumhainge mar a bhios meud a’ chlaigeann ag àrdachadh. Mar as trice bidh an fheart seo aig muinntir Ear-thuath Àisia agus Ameireaganaich agus tha claigeannan an ìre mhath mòr aca. Tha an lorg seo a’ dol an aghaidh phàtranan allometric a chaidh aithris roimhe anns a bheil lobes aghaidh an ìre mhath nas fharsainge aig eanchainn nas motha anns an roinn ris an canar “caip Broca”, agus mar thoradh air sin tha leud lobe aghaidh nas motha34. Tha na h-eadar-dhealachaidhean seo air am mìneachadh le eadar-dhealachaidhean ann an seataichean sampall; Rinn an sgrùdadh againn mion-sgrùdadh air pàtrain allometric de mheud iomlan a’ chlaigeann a’ cleachdadh sluagh an latha an-diugh, agus tha sgrùdaidhean coimeasach a’ dèiligeadh ri gluasadan fad-ùine ann an mean-fhàs daonna co-cheangailte ri meud eanchainn.
A thaobh allometry aghaidh, lorg aon sgrùdadh a’ cleachdadh dàta bith-eòlasach78 gum faodadh cumadh is meud aghaidh a bhith beagan co-cheangailte, ach lorg an sgrùdadh againne gu bheil claigeann nas motha buailteach a bhith co-cheangailte ri aghaidhean nas àirde, nas cumhainge. Ach, chan eil cunbhalachd dàta bith-eòlasach soilleir; Tha deuchainnean ath-thilleadh a’ dèanamh coimeas eadar allometry ontogenetic agus allometry statach a’ sealltainn diofar thoraidhean. Chaidh aithris cuideachd air claonadh allometry a dh’ionnsaigh cumadh claigeann cruinn mar thoradh air àirde nas àirde; ge-tà, cha do rinn sinn mion-sgrùdadh air dàta àirde. Tha an sgrùdadh againne a’ sealltainn nach eil dàta allometry ann a tha a’ sealltainn co-dhàimh eadar co-mheasan cruinneach claigeann agus meud iomlan claigeann mar sin.
Ged nach eil an sgrùdadh againn an-dràsta a’ dèiligeadh ri dàta mu chaochladairean taobh a-muigh air an riochdachadh le gnàth-shìde no suidheachaidhean daithead a tha dualtach buaidh a thoirt air morf-eòlas a’ chlaigeann, cuidichidh an seata dàta mòr de mhodalan uachdar claiginn 3D co-chosmhail a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo le bhith a’ measadh atharrachadh morf-eòlach feno-tìpeach co-cheangailte. Factaran àrainneachdail leithid daithead, gnàth-shìde agus suidheachaidhean beathachaidh, a bharrachd air feachdan neodrach leithid imrich, sruthadh ginean agus gluasad ginteil.
Bha an sgrùdadh seo a’ toirt a-steach 342 sampall de chlaigeann fhireann a chaidh a chruinneachadh bho 148 sluagh ann an 9 aonadan cruinn-eòlasach (Clàr 1). Tha a’ mhòr-chuid de na buidhnean nan sampallan dùthchasach gu cruinn-eòlasach, agus tha cuid de bhuidhnean ann an Afraga, Ear-thuath/Ear-dheas Àisia agus na h-Aimearagan (air an liostadh ann an clò eadailteach) air am mìneachadh gu cinneachail. Chaidh mòran sampallan claigeann a thaghadh bhon stòr-dàta tomhais claigeann a rèir mìneachadh tomhais claigeann Mhàrtainn a thug Tsunehiko Hanihara seachad. Thagh sinn claigeann fireann riochdachail bho gach buidheann cinneachail san t-saoghal. Gus buill gach buidhne a chomharrachadh, rinn sinn àireamhachadh air astaran Euclidean stèidhichte air 37 tomhas claigeann bhon mheadhan buidhne airson gach neach fa leth a bhuineadh don bhuidheann sin. Anns a’ mhòr-chuid de chùisean, thagh sinn na 1–4 sampallan leis an astar as lugha bhon mheadhan (Clàr a bharrachd S4). Airson nam buidhnean sin, chaidh cuid de shamhlaichean a thaghadh air thuaiream mura robh iad air an liostadh ann an stòr-dàta tomhais Hahara.
Airson coimeas staitistigeil, chaidh na 148 sampallan sluaigh a chur ann am prìomh aonadan cruinn-eòlasach, mar a chithear ann an Clàr 1. Chan eil anns a’ bhuidheann “Afraganach” ach sampallan bhon roinn fo-Sahara. Chaidh sampallan à Afraga a Tuath a ghabhail a-steach san “Meadhan-Ear” còmhla ri sampallan à Àisia an Iar le suidheachaidhean coltach ris. Chan eil anns a’ bhuidheann Ear-thuath Àisia ach daoine de shliochd neo-Eòrpach, agus chan eil anns a’ bhuidheann Ameireaganach ach Tùsanaich Ameireaganach. Gu sònraichte, tha a’ bhuidheann seo sgapte thairis air sgìre mhòr de mhòr-thìrean Ameireaga a Tuath agus a Deas, ann an raon farsaing de dh’àrainneachdan. Ach, tha sinn a’ beachdachadh air sampall na SA taobh a-staigh an aon aonad cruinn-eòlasach seo, leis an eachdraidh deamografach aig Tùsanaich Ameireaganach a thathas a’ meas a bhith de thùs Ear-thuath Àisia, ge bith dè na h-imrichean iomadach 80.
Chlàr sinn dàta uachdar 3D de na sampallan claigeann eadar-dhealaichte seo le bhith a’ cleachdadh sganair 3D àrd-rèiteachaidh (EinScan Pro le Shining 3D Co Ltd, rùn as ìsle: 0.5 mm, https://www.shining3d.com/) agus an uairsin chruthaich sinn mogal. Tha am modail mogal air a dhèanamh suas de mu 200,000–400,000 bàrr, agus thathas a’ cleachdadh am bathar-bog a tha air a ghabhail a-steach gus tuill a lìonadh agus oirean a rèiteachadh.
Anns a’ chiad cheum, chleachd sinn dàta sganaidh bho chlaigeann sam bith gus modail claigeann mogaill aon-theamplaid a chruthachadh anns a bheil 4485 mullaich (8728 aghaidhean poileaganach). Chaidh bonn sgìre a’ chlaigeann, anns a bheil a’ chnàimh sphenoid, cnàimh teampall petrous, palate, alveoli maxillary, agus fiaclan, a thoirt air falbh bhon mhodail mogaill teamplaid. Is e an adhbhar airson seo gu bheil na structaran sin uaireannan neo-choileanta no duilich an crìochnachadh air sgàth phàirtean tana no biorach leithid uachdaran pterygoid agus pròiseasan styloid, caitheamh fhiaclan agus/no seata fiaclan neo-chunbhalach. Cha deach bonn a’ chlaigeann timcheall air a’ foramen magnum, a’ gabhail a-steach a’ bhunait, a thoirt air falbh leis gur e àite cudromach a thaobh anatomy a tha seo airson suidheachadh nan joints ceirbheacsach agus feumar àirde a’ chlaigeann a mheasadh. Cleachd fàinneachan sgàthan gus teamplaid a chruthachadh a tha co-chothromach air gach taobh. Dèan mogaill isotropic gus cumaidhean poileaganach a thionndadh gus a bhith cho co-thaobhach sa ghabhas.
An ath rud, chaidh 56 comharran-tìre a shònrachadh do na mullaichean co-fhreagarrach gu anatomically den mhodail teamplaid a’ cleachdadh bathar-bog HBM-Rugle. Bidh roghainnean comharran-tìre a’ dèanamh cinnteach à cruinneas agus seasmhachd suidheachadh chomharran-tìre agus a’ dèanamh cinnteach à co-chosmhaileachd nan àiteachan sin anns a’ mhodail co-chosmhaileachd a chaidh a chruthachadh. Faodar an comharrachadh a rèir an cuid fheartan sònraichte, mar a chithear ann an Clàr a bharrachd S5 agus Figear a bharrachd S3. A rèir mìneachadh Bookstein81, tha a’ mhòr-chuid de na comharran-tìre sin nan comharran-tìre Seòrsa I suidhichte aig crois-rathad trì structaran, agus tha cuid dhiubh nan comharran-tìre Seòrsa II le puingean den lùbadh as motha. Chaidh mòran chomharran-tìre a ghluasad bho phuingean a chaidh a mhìneachadh airson tomhais claigeann loidhneach ann am mìneachadh Mhàrtainn 36. Mhìnich sinn na h-aon 56 comharran-tìre airson modalan sganail de 342 sampall claigeann, a chaidh a shònrachadh le làimh do mullaichean co-fhreagarrach gu anatomically gus modalan co-chosmhaileachd nas cruinne a ghineadh san ath earrann.
Chaidh siostam co-òrdanachaidh ceann-meadhanaichte a mhìneachadh gus cunntas a thoirt air dàta agus teamplaid an sganaidh, mar a chithear ann am Figear Taiceil S4. Is e plèana XZ am plèana còmhnard Frankfurt a thèid tron phuing as àirde (mìneachadh Mhàrtainn: pàirt) de oir uachdarach canàlan claisneachd taobh a-muigh clì is deas agus am puing as ìsle (mìneachadh Mhàrtainn: orbit) de oir ìosal na h-orbit clì. . Is e an axis X an loidhne a tha a’ ceangal nan taobhan clì is deas, agus is e X+ an taobh deas. Tha am plèana YZ a’ dol tro mheadhan nam pàirtean clì is deas agus freumh na sròine: Y+ suas, Z+ air adhart. Tha am puing iomraidh (tùs: co-òrdanachadh neoni) suidhichte aig crois-rathaid plèana YZ (meadhan-phlèana), plèana XZ (plèana Frankfurt) agus plèana XY (plèana coronal).
Chleachd sinn bathar-bog HBM-Rugle (Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/) gus modail mogaill co-ionann a chruthachadh le bhith a’ dèanamh freagarrachd teamplaid a’ cleachdadh 56 puingean comharra-tìre (taobh clì Figear 1). Canar HBM ris a’ phrìomh phàirt bathar-bog, a chaidh a leasachadh an toiseach leis an Ionad airson Rannsachadh Daonna Didseatach aig Institiud Saidheans is Teicneòlais Gnìomhachais Adhartach ann an Iapan, agus tha gnìomhan ann airson teamplaidean a chur a-steach a’ cleachdadh comharran-tìre agus modalan mogaill mhìn a chruthachadh a’ cleachdadh uachdar roinneadh82. Chuir an dreach bathar-bog às dèidh sin (mHBM)83 feart ris airson freagarrachd phàtranan às aonais comharran-tìre gus coileanadh freagarrachd a leasachadh. Bidh HBM-Rugle a’ cothlamadh bathar-bog mHBM le feartan a bharrachd a tha furasta an cleachdadh, a’ gabhail a-steach siostaman co-òrdanachaidh a ghnàthachadh agus dàta cuir a-steach ath-mheudachadh. Chaidh earbsachd cruinneas freagarrachd bathar-bog a dhearbhadh ann an grunn sgrùdaidhean52,54,55,56,57,58,59,60.
Nuair a bhios teamplaid HBM-Rugle ga chur an sàs le comharran-tìre, thèid modail mogaill an teamplaid a chur thairis air dàta an sganaidh targaid le clàradh teann stèidhichte air teicneòlas ICP (a’ lughdachadh suim nan astaran eadar na comharran-tìre a tha a’ freagairt ris an teamplaid agus dàta an sganaidh targaid), agus an uairsin le bhith a’ dèanamh deformachadh neo-chruaidh air a’ mhogal, bidh e ag atharrachadh an teamplaid gu dàta an sganaidh targaid. Chaidh am pròiseas freagarrach seo ath-aithris trì tursan a’ cleachdadh diofar luachan den dà pharaimeatair freagarrach gus cruinneas an freagarrachd a leasachadh. Tha aon de na paraimeatairean sin a’ cuingealachadh an astair eadar modail a’ ghriod teamplaid agus dàta an sganaidh targaid, agus tha am fear eile a’ peanasachadh an astair eadar comharran-tìre an teamplaid agus comharran-tìre an targaid. Chaidh am modail mogaill teamplaid deformaichte an uairsin a roinn a’ cleachdadh an algairim fo-roinneadh uachdar cearcallach 82 gus modail mogaill nas grinne a chruthachadh anns a bheil 17,709 mullaich (34,928 poileagan). Mu dheireadh, tha am modail griod teamplaid roinnte air a chur an sàs gu dàta an sganaidh targaid gus modail co-chosmhail a chruthachadh. Leis gu bheil na h-àiteachan comharran-tìre beagan eadar-dhealaichte bho na h-àiteachan anns an dàta sganaidh targaid, chaidh am modail co-chosmhail a ghleusadh gus an tuairisgeul a’ cleachdadh siostam co-òrdanachaidh treòrachaidh cinn a chaidh a mhìneachadh san earrann roimhe. B’ e <0.01 mm an t-astar cuibheasach eadar comharran-tìre a’ mhodail homologach co-fhreagarrach agus dàta sganaidh targaid anns a h-uile sampall. Air a thomhas a’ cleachdadh gnìomh HBM-Rugle, b’ e 0.322 mm an t-astar cuibheasach eadar puingean dàta a’ mhodail homologach agus dàta sganaidh targaid (Clàr Leasachail S2).
Gus mìneachadh a dhèanamh air atharrachaidhean ann am morf-eòlas a’ chlaigeann, chaidh 17,709 mullaich (53,127 co-chomharran XYZ) de na modailean co-chosmhail uile a sgrùdadh le mion-sgrùdadh prìomh phàirtean (PCA) a’ cleachdadh bathar-bog HBS a chruthaich Ionad Saidheans Daonna Didseatach aig Institiud Saidheans is Teicneòlais Gnìomhachais Adhartach, Iapan (neach-reic sgaoilidh: Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/). An uairsin dh’ fheuch sinn ri PCA a chuir an sàs anns an t-seata dàta neo-àbhaisteach agus an seata dàta air a ghnàthachadh a rèir meud meadhan-chuibhle. Mar sin, faodaidh PCA stèidhichte air dàta neo-àbhaisteach cumadh claigeann nan naoi aonadan cruinn-eòlasach a chomharrachadh nas soilleire agus mìneachadh phàirtean a dhèanamh nas fhasa na PCA a’ cleachdadh dàta àbhaisteach.
Tha an t-artaigil seo a’ taisbeanadh an àireamh de phrìomh phàirtean a chaidh a lorg le tabhartas de chòrr is 1% den atharrachadh iomlan. Gus faighinn a-mach dè na prìomh phàirtean as èifeachdaiche ann a bhith ag eadar-dhealachadh bhuidhnean thar prìomh aonadan cruinn-eòlasach, chaidh mion-sgrùdadh feart obrachaidh glacadair (ROC) a chur an sàs ann an sgòran prìomh phàirtean (PC) le tabhartas nas motha na 2% 84 . Bidh an anailis seo a’ gineadh lùb coltachd airson gach pàirt PCA gus coileanadh seòrsachaidh a leasachadh agus plotaichean a choimeas gu ceart eadar buidhnean cruinn-eòlasach. Faodar ìre a’ chumhachd eadar-dhealachaidh a mheasadh leis an raon fon lùb (AUC), far a bheil co-phàirtean PCA le luachan nas motha nas fheàrr comasach air eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar buidhnean. Chaidh deuchainn chi-ceàrnagach a dhèanamh an uairsin gus ìre na cudromachd a mheasadh. Chaidh mion-sgrùdadh ROC a dhèanamh ann am Microsoft Excel a’ cleachdadh bathar-bog Bell Curve airson Excel (dreach 3.21).
Gus eadar-dhealachaidhean cruinn-eòlasach ann am morf-eòlas a’ chlaigeann a dhèanamh follaiseach, chaidh plotaichean sgapte a chruthachadh a’ cleachdadh sgòran PC a bha a’ dèanamh an eadar-dhealachadh as èifeachdaiche eadar buidhnean agus prìomh aonadan cruinn-eòlasach. Gus prìomh phàirtean a mhìneachadh, cleachd mapa dathte gus mullaichean modail a tha gu math co-cheangailte ri prìomh phàirtean a dhèanamh follaiseach. A bharrachd air an sin, chaidh riochdachaidhean brìgheil de cheann aisealan nam prìomh phàirtean suidhichte aig ±3 claonaidhean àbhaisteach (SD) de sgòran nam prìomh phàirtean obrachadh a-mach agus a thaisbeanadh anns a’ bhidio a bharrachd.
Chaidh allometry a chleachdadh gus an dàimh eadar cumadh a’ chlaigeann agus factaran meud a chaidh a mheasadh anns an anailis PCA a dhearbhadh. Tha an anailis dligheach airson prìomh phàirtean le tabhartasan >1%. Is e aon chuingealachadh air a’ PCA seo nach urrainn do phàirtean cumadh cumadh a chomharrachadh leotha fhèin leis nach eil an seata dàta neo-àbhaisteach a’ toirt air falbh a h-uile factar tomhasach. A bharrachd air a bhith a’ cleachdadh seataichean dàta neo-àbhaisteach, rinn sinn mion-sgrùdadh cuideachd air gluasadan allometry a’ cleachdadh seataichean bloigh PC stèidhichte air dàta meud meadhan-chuibhreann àbhaisteach a chaidh a chur an sàs ann am prìomh phàirtean le tabhartasan >1%.
Chaidh gluasadan allomeatrach a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh a’ cho-aontar Y = aXb 85 far a bheil Y na chumadh no na chuibhreann de phàirt cumadh, X na mheud meadhan-chuibhreann (Clàr a bharrachd S2), a na luach seasmhach, agus b na cho-èifeachd allomeatrach. Gu bunaiteach, tha an dòigh seo a’ toirt a-steach sgrùdaidhean fàis allomeatrach gu morfa-mheudraidh geoimeatrach 78,86. Is e cruth-atharrachadh logarithmach na foirmle seo: log Y = b × log X + log a. Chaidh mion-sgrùdadh ath-tharraing a’ cleachdadh an dòigh cheàrnagan as lugha a chur an sàs gus a agus b obrachadh a-mach. Nuair a thèid Y (meud meadhan-chuibhreann) agus X (sgòran PC) a chruth-atharrachadh gu logarithmach, feumaidh na luachan sin a bhith deimhinneach; ge-tà, tha luachan àicheil anns an t-seata de thuairmsean airson X. Mar fhuasgladh, chuir sinn cruinneachadh ris an luach iomlan den bhloigh as lugha agus 1 airson gach bloigh anns gach pàirt agus chuir sinn cruth-atharrachadh logarithmach an sàs anns na bloighean deimhinneach uile a chaidh a thionndadh. Chaidh cudromachd cho-èifeachdan allomeatrach a mheasadh le bhith a’ cleachdadh deuchainn t Oileanach dà-earballach. Chaidh na h-àireamhachadh staitistigeil seo gus fàs allomeatrach a dhearbhadh a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh bathar-bog Bell Curves ann am bathar-bog Excel (dreach 3.21).
Wolpoff, MH Buaidhean gnàth-shìde air cuinnlean-sròin a’ chnàimhneach. Tha. J. Phys. Humanity. 29, 405–423. https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, KL Cruth cinn agus cuideam gnàth-shìde. 'S e. J. Phys. Humanity. 37, 85–92. https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Àm puist: 02 Giblean 2024