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Txoj kev tshawb no tau soj ntsuam kev sib txawv hauv cheeb tsam hauv tib neeg cranial morphology siv tus qauv geometric homology raws li cov ntaub ntawv scan los ntawm 148 haiv neeg thoob ntiaj teb.Txoj kev no siv template haum thev naus laus zis los tsim homologous meshes los ntawm kev ua tsis zoo hloov pauv siv qhov rov ua qhov ze tshaj plaws algorithm.Los ntawm kev siv lub ntsiab lus tseem ceeb ntawm kev txheeb xyuas rau 342 tus qauv xaiv homologous, qhov kev hloov pauv loj tshaj plaws nyob rau hauv tag nrho cov loj tau pom thiab pom meej meej rau pob txha taub hau me me los ntawm South Asia.Qhov thib ob qhov sib txawv loj tshaj plaws yog qhov ntev rau qhov dav piv ntawm cov neurocranium, ua kom pom qhov sib txawv ntawm cov pob txha taub hau ntawm Africans thiab cov pob txha taub hau ntawm Northeast Asians.Nws yog tsim nyog sau cia tias cov khoom xyaw no muaj me ntsis ua rau lub ntsej muag contouring.Cov ntsej muag paub zoo xws li lub plhu plhu hauv Northeast Asians thiab cov pob txha maxillary hauv cov neeg European tau rov lees paub dua.Cov kev hloov ntawm lub ntsej muag yog ze ze rau lub contour ntawm lub pob txha taub hau, tshwj xeeb tshaj yog cov degree ntawm inclination ntawm frontal thiab occipital pob txha.Allometric qauv tau pom nyob rau hauv lub ntsej muag proportions piv rau tag nrho cov pob txha taub hau loj;Nyob rau hauv cov pob txha taub hau loj dua lub ntsej muag lub ntsej muag yuav ntev dua thiab nqaim, raws li tau pom nyob rau hauv ntau haiv neeg Asmeskas thiab Northeast Asians.Txawm hais tias peb txoj kev tshawb fawb tsis suav nrog cov ntaub ntawv ntawm ib puag ncig kev hloov pauv uas tuaj yeem cuam tshuam rau cranial morphology, xws li kev nyab xeeb lossis kev noj haus, cov ntaub ntawv loj ntawm homologous cranial qauv yuav muaj txiaj ntsig los nrhiav cov lus piav qhia sib txawv rau cov yam ntxwv ntawm skeletal phenotypic.
Qhov sib txawv ntawm thaj chaw nyob rau hauv cov duab ntawm tib neeg pob txha taub hau tau kawm ntev.Ntau tus kws tshawb fawb tau soj ntsuam ntau haiv neeg ntawm kev hloov pauv ib puag ncig thiab / lossis kev xaiv ntuj, tshwj xeeb tshaj yog climatic yam 1,2,3,4,5,6,7 lossis masticatory muaj nuj nqi nyob ntawm cov khoom noj khoom haus 5,8,9,10, 11,12.13. .Tsis tas li ntawd, qee qhov kev tshawb fawb tau tsom mus rau qhov cuam tshuam ntawm lub caj dab, caj dab drift, gene flow, lossis stochastic evolutionary txheej txheem tshwm sim los ntawm cov noob tsis sib xws 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23.Piv txwv li, cov duab kheej kheej ntawm qhov dav thiab luv dua cranial vault tau piav qhia raws li kev hloov kho rau kev xaiv lub siab raws li Allen txoj cai 24, uas tso cai rau cov tsiaj me kom txo tau cov cua sov los ntawm kev txo lub cev thaj tsam ntawm qhov ntim 2,4,16,17,25. .Tsis tas li ntawd, qee qhov kev tshawb fawb uas siv Bergmann txoj cai 26 tau piav qhia txog kev sib raug zoo ntawm pob txha taub hau thiab qhov kub thiab txias 3,5,16,25,27, qhia tias tag nrho qhov loj me yuav loj dua hauv cov cheeb tsam txias kom tiv thaiv kom tsis txhob muaj cua sov.Cov kev cuam tshuam ntawm masticatory kev nyuaj siab ntawm cov qauv kev loj hlob ntawm lub cranial vault thiab cov pob txha ntawm lub ntsej muag tau sib cav nyob rau hauv kev sib raug zoo rau kev noj haus tej yam kev mob uas tshwm sim los ntawm kev ua noj ua haus kab lis kev cai los yog subsistence sib txawv ntawm cov neeg ua liaj ua teb thiab neeg yos hav zoov-gatherers8,9,11,12,28.Cov lus piav qhia dav dav yog tias qhov txo qis zom zaws txo cov tawv nqaij ntawm lub ntsej muag pob txha thiab cov leeg.Ntau qhov kev tshawb fawb thoob ntiaj teb tau txuas cov pob txha taub hau ntau haiv neeg feem ntau rau qhov tshwm sim phenotypic ntawm nruab nrab genetic deb es tsis yog rau ib puag ncig adaptation21,29,30,31,32.Lwm qhov kev piav qhia txog kev hloov ntawm pob txha taub hau yog raws li lub tswv yim ntawm isometric lossis allometric kev loj hlob 6,33,34,35.Piv txwv li, lub paj hlwb loj dua yuav muaj qhov dav dav ntawm lub ntsej muag nyob rau hauv qhov chaw hu ua "Broca's cap" cheeb tsam, thiab qhov dav ntawm lub ntsej muag lobes nce, cov txheej txheem evolutionary uas yog xam raws li kev loj hlob ntawm allometric.Tsis tas li ntawd, ib txoj kev tshawb fawb soj ntsuam cov kev hloov mus sij hawm ntev ntawm cov pob txha taub hau pom ib qho allometric nyiam mus rau brachycephaly (qhov nyiam ntawm pob txha taub hau los ua kheej kheej) nrog nce siab 33.
Lub keeb kwm ntev ntawm kev tshawb fawb rau hauv cranial morphology suav nrog kev sim txheeb xyuas cov xwm txheej hauv qab lub luag haujlwm rau ntau yam ntawm ntau haiv neeg ntawm cov duab cranial.Cov txheej txheem ib txwm siv nyob rau hauv ntau cov kev tshawb fawb thaum ntxov tau ua raws li cov ntaub ntawv ntsuas bivariate linear, feem ntau siv Martin lossis Howell cov lus txhais 36,37.Tib lub sijhawm, ntau cov kev tshawb fawb saum toj no tau siv ntau txoj hauv kev raws li spatial 3D geometric morphometry (GM) technology5,7,10,11,12,13,17,20,27,34,35,38.39. Piv txwv li, txoj kev zawv zawg semilandmark, raws li kev khoov lub zog txo qis, tau siv ntau tshaj plaws hauv kev hloov pauv biology.Nws ua haujlwm ib nrab ntawm cov qauv rau txhua tus qauv los ntawm zawv zawg raws qhov nkhaus lossis nto 38,40,41,42,43,44,45,46.Xws li cov txheej txheem superposition, feem ntau 3D GM cov kev tshawb fawb siv kev tsom xam Procrustes dav dav, qhov rov qab ze tshaj plaws (ICP) algorithm 47 kom tso cai sib piv ncaj qha ntawm cov duab thiab ntes cov kev hloov pauv.Xwb, cov txheej txheem nyias phaj spline (TPS) 48,49 kuj tau siv dav los ua txoj kev hloov tsis nruj rau kev kos duab semilandmark alignments rau cov duab mesh.
Nrog rau kev txhim kho ntawm kev siv 3D tag nrho lub cev scanners txij li lub xyoo pua 20th lig, ntau cov kev tshawb fawb tau siv 3D tag nrho lub cev scanners rau qhov loj me 50,51.Cov ntaub ntawv luam theej duab tau siv los rho tawm lub cev qhov ntev, uas yuav tsum tau piav qhia cov duab saum npoo raws li qhov chaw es tsis yog taw tes huab.Pattern haum yog cov txheej txheem tsim los rau lub hom phiaj no hauv kev ua haujlwm ntawm cov duab hauv computer, qhov twg cov duab ntawm qhov chaw tau piav qhia los ntawm tus qauv polygonal mesh.Thawj kauj ruam hauv cov qauv haum yog npaj cov qauv mesh siv los ua tus qauv.Qee qhov vertices uas ua rau cov qauv yog cov cim.Lub template yog ces deformed thiab conformed rau saum npoo kom txo tau qhov kev ncua deb ntawm lub template thiab cov taw tes huab thaum khaws cia lub zos duab nta ntawm lub template.Landmarks nyob rau hauv lub template sib xws rau landmarks nyob rau hauv lub point huab.Siv template haum, tag nrho cov ntaub ntawv scan tuaj yeem piav qhia raws li tus qauv mesh nrog tib tus naj npawb ntawm cov ntaub ntawv cov ntsiab lus thiab tib lub topology.Txawm hais tias qhov tseeb homology tsuas muaj nyob rau hauv qhov chaw ua haujlwm, nws tuaj yeem xav tias muaj homology dav dav ntawm cov qauv tsim los ntawm cov kev hloov pauv hauv cov qauv ntawm cov qauv me me.Yog li ntawd, daim phiaj qauv tsim los ntawm template haum yog qee zaum hu ua homology qauv52.Qhov zoo ntawm template haum yog tias lub template tuaj yeem deformed thiab hloov mus rau ntau qhov chaw ntawm lub hom phiaj khoom uas nyob ze rau ntawm qhov chaw tab sis nyob deb ntawm nws (piv txwv li, zygomatic koov thiab thaj tsam ntawm lub cev ntawm pob txha taub hau) tsis cuam tshuam rau txhua qhov. lwm yam.deformation.Nyob rau hauv txoj kev no, tus qauv tuaj yeem ruaj ntseg rau cov khoom sib txuas xws li lub cev lossis caj npab, nrog lub xub pwg nyom hauv ib qho chaw sawv ntsug.Qhov tsis zoo ntawm template haum yog tus nqi siab dua ntawm kev rov ua dua, txawm li cas los xij, ua tsaug rau kev txhim kho tseem ceeb hauv kev ua haujlwm hauv computer, qhov no tsis yog qhov teeb meem ntxiv lawm.Los ntawm kev txheeb xyuas qhov kev sib koom ua ke ntawm cov vertices uas ua rau cov qauv mesh siv cov txheej txheem kev txheeb xyuas ntau yam xws li kev tsom xam cov ntsiab lus tseem ceeb (PCA), nws muaj peev xwm txheeb xyuas cov kev hloov pauv ntawm tag nrho cov duab saum npoo thiab cov duab virtual ntawm txhua txoj haujlwm hauv kev faib khoom.tuaj yeem tau txais.xam thiab pom 53.Niaj hnub no, mesh qauv tsim los ntawm template haum yog dav siv nyob rau hauv cov duab tsom xam nyob rau hauv ntau yam teb 52,54,55,56,57,58,59,60.
Kev nce qib hauv kev hloov pauv mesh cov ntaub ntawv thev naus laus zis, ua ke nrog kev txhim kho sai ntawm portable 3D scanning cov cuab yeej muaj peev xwm luam theej duab ntawm kev daws teeb meem siab dua, ceev, thiab kev txav mus los tshaj CT, ua rau nws yooj yim rau sau cov ntaub ntawv 3D nto tsis hais qhov chaw.Yog li, nyob rau hauv lub teb ntawm biological anthropology, xws li tshiab technologies txhim khu lub peev xwm los xam thiab txheeb xyuas cov tib neeg cov qauv, nrog rau cov pob txha taub hau specimens, uas yog lub hom phiaj ntawm txoj kev tshawb no.
Hauv cov ntsiab lus, txoj kev tshawb fawb no siv 3D homology qauv siv thev naus laus zis raws li cov qauv sib txuam (Daim duab 1) los ntsuas 342 pob txha taub hau cov qauv xaiv los ntawm 148 cov neeg thoob ntiaj teb los ntawm kev sib piv thaj chaw thoob plaws ntiaj teb.Diversity of cranial morphology (Table 1).Txhawm rau suav rau cov kev hloov pauv hauv pob txha taub hau, peb tau siv PCA thiab txais kev ua haujlwm yam ntxwv (ROC) txheeb xyuas cov ntaub ntawv ntawm homology qauv peb tsim.Cov kev tshawb pom no yuav ua rau muaj kev nkag siab zoo dua ntawm kev hloov pauv thoob ntiaj teb hauv cranial morphology, suav nrog cov qauv hauv cheeb tsam thiab txo qhov kev hloov pauv, kev sib cuam tshuam ntawm cov ntu cranial, thiab muaj qhov sib txawv ntawm allometric.Txawm hais tias txoj kev tshawb no tsis hais txog cov ntaub ntawv ntawm cov kev hloov pauv txawv txav uas sawv cev los ntawm kev nyab xeeb lossis kev noj haus uas yuav cuam tshuam rau cranial morphology, cov qauv ntawm cov cranial morphology uas tau sau tseg hauv peb txoj kev tshawb fawb yuav pab tshawb nrhiav ib puag ncig, biomechanical, thiab caj ces ntawm cranial variation.
Table 2 qhia txog eigenvalues thiab PCA kev koom tes coefficients siv rau cov ntaub ntawv tsis raug cai ntawm 17,709 vertices (53,127 XYZ coordinates) ntawm 342 homologous pob txha taub hau qauv.Raws li qhov tshwm sim, 14 lub hauv paus tseem ceeb tau txheeb xyuas, qhov kev koom tes ntawm qhov sib txawv ntawm tag nrho yog ntau dua 1%, thiab tag nrho qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv yog 83.68%.Kev thauj khoom vectors ntawm 14 lub hauv paus tseem ceeb tau sau tseg hauv Cov Lus Ntxiv S1, thiab cov qhab nia suav nrog rau 342 cov qauv pob txha taub hau tau nthuav tawm hauv Cov Lus Ntxiv S2.
Txoj kev tshawb no tau soj ntsuam cuaj lub ntsiab lus tseem ceeb nrog kev koom tes ntau dua 2%, qee qhov qhia pom qhov txawv txav ntawm thaj chaw tseem ceeb hauv cranial morphology.Daim duab 2 daim duab nkhaus tsim los ntawm ROC tsom xam los piav qhia txog cov khoom siv PCA zoo tshaj plaws rau kev qhia lossis cais txhua qhov sib xyaw ua ke ntawm cov qauv hauv cheeb tsam loj (xws li, nruab nrab ntawm cov tebchaws African thiab tsis yog African).Polynesian kev sib xyaw ua ke tsis raug kuaj vim qhov qauv me me siv hauv qhov kev sim no.Cov ntaub ntawv hais txog qhov tseem ceeb ntawm qhov sib txawv hauv AUC thiab lwm yam kev txheeb xyuas yooj yim suav nrog kev tshuaj xyuas ROC tau qhia hauv Cov Lus Ntxiv S3.
ROC nkhaus tau siv rau cuaj lub ntsiab lus kwv yees raws li cov ntaub ntawv vertex uas muaj 342 tus txiv neej homologous pob txha taub hau qauv.AUC: Cheeb Tsam nyob rau hauv qhov nkhaus ntawm 0.01% qhov tseem ceeb siv los paub qhov txawv ntawm txhua qhov chaw sib xyaw ua ke los ntawm lwm qhov sib xyaw ua ke.TPF yog qhov zoo tiag tiag (kev ntxub ntxaug zoo), FPF yog qhov tsis zoo (kev ntxub ntxaug tsis raug).
Kev txhais lus ntawm ROC nkhaus yog cov ntsiab lus hauv qab no, tsuas yog tsom rau cov khoom sib txawv uas tuaj yeem sib txawv ntawm pawg sib piv los ntawm kev muaj AUC loj lossis loj heev thiab qhov tseem ceeb ntawm qib siab nrog qhov tshwm sim hauv qab 0.001.Lub South Asian complex (Fig. 2a), uas muaj feem ntau ntawm cov qauv los ntawm Is Nrias teb, txawv heev los ntawm lwm yam geographically mixed qauv nyob rau hauv uas cov thawj feem (PC1) muaj ib tug loj AUC (0.856) piv rau lwm yam Cheebtsam.Ib qho tshwj xeeb ntawm African complex (Fig. 2b) yog qhov loj AUC ntawm PC2 (0.834).Austro-Melanesians (Fig. 2c) tau pom qhov zoo sib xws rau Sub-Saharan Africans ntawm PC2 nrog qhov loj dua AUC (0.759).Cov Europeans (Fig. 2d) kom meej meej sib txawv hauv kev sib xyaw ua ke ntawm PC2 (AUC = 0.801), PC4 (AUC = 0.719) thiab PC6 (AUC = 0.671), Cov qauv Northeast Asian (Daim duab 2e) txawv ntawm PC4, nrog rau qhov sib txawv. ntau dua 0.714, thiab qhov sib txawv ntawm PC3 tsis muaj zog (AUC = 0.688).Cov pab pawg hauv qab no kuj tau txheeb xyuas nrog cov txiaj ntsig AUC qis dua thiab qib tseem ceeb dua: Cov txiaj ntsig rau PC7 (AUC = 0.679), PC4 (AUC = 0.654) thiab PC1 (AUC = 0.649) tau pom tias Cov Neeg Qhab Asmeskas (Daim duab 2f) nrog rau qhov tshwj xeeb. Cov yam ntxwv cuam tshuam nrog cov khoom no, Cov Neeg Esxias Qab Teb Hnub Tuaj (Daim duab 2g) sib txawv thoob plaws PC3 (AUC = 0.660) thiab PC9 (AUC = 0.663), tab sis cov qauv rau cov qauv ntawm Middle East (Fig. 2h) (xws li North Africa) sib raug.Piv rau lwm tus, tsis muaj qhov sib txawv ntau.
Nyob rau hauv cov kauj ruam tom ntej, kom pom kev txhais tau zoo heev correlated vertices, thaj chaw ntawm qhov chaw uas muaj qhov siab load ntau dua 0.45 yog xim nrog X, Y, thiab Z kev koom tes cov ntaub ntawv, raws li qhia nyob rau hauv daim duab 3. Lub cheeb tsam liab qhia tau hais tias muaj kev sib raug zoo nrog. X-axis coordinates, uas sib haum mus rau kab rov tav transverse kev taw qhia.Lub cheeb tsam ntsuab muaj kev sib raug zoo nrog txoj kab ntsug ntawm Y axis, thiab cheeb tsam xiav tsaus yog qhov sib cuam tshuam nrog lub sagittal kev tswj hwm ntawm Z axis.Lub teeb xiav cheeb tsam cuam tshuam nrog Y kev tswj axes thiab Z kev sib koom tes axes;liab - thaj chaw sib xyaw txuam nrog X thiab Z kev sib koom ua ke;daj - thaj tsam cuam tshuam nrog X thiab Y kev sib koom ua ke;Qhov chaw dawb muaj X, Y thiab Z kev sib koom ua ke axis cuam tshuam.Yog li ntawd, ntawm qhov pib tus nqi thauj khoom no, PC 1 feem ntau cuam tshuam nrog tag nrho cov pob txha taub hau.3 SD virtual pob txha taub hau nyob rau sab nraud ntawm qhov kev sib txuas ntawm cov axis no kuj tau piav qhia hauv daim duab no, thiab cov duab warped tau nthuav tawm hauv Ntxiv Video S1 kom pom tseeb tias PC1 muaj cov ntsiab lus ntawm tag nrho cov pob txha loj.
Kev faib tawm ntau zaus ntawm PC1 cov qhab nia (ib txwm haum nkhaus), xim daim duab qhia ntawm pob txha taub hau yog qhov sib cuam tshuam nrog PC1 vertices (piav qhia cov xim txheeb ze rau Qhov loj ntawm qhov sib txawv ntawm qhov axis no yog 3 SD. Qhov ntsuas yog ib qho ntsuab kheej kheej nrog txoj kab uas hla. ntawm 50 mm.
Daim duab 3 qhia txog qhov kev faib tawm ntau zaus (ib txwm haum nkhaus) ntawm tus neeg PC1 cov qhab nia suav cais rau 9 thaj chaw.Ntxiv rau qhov kev kwv yees ntawm ROC nkhaus (Daim duab 2), South Asians qhov kev kwv yees yog qee qhov cuam tshuam rau sab laug vim tias lawv cov pob txha taub hau me dua li ntawm lwm pawg hauv cheeb tsam.Raws li tau teev tseg hauv Table 1, Cov Neeg Esxias Qab Teb Qab Teb no sawv cev rau haiv neeg hauv Is Nrias teb suav nrog Andaman thiab Nicobar Islands, Sri Lanka thiab Bangladesh.
Qhov seem coefficient tau pom ntawm PC1.Qhov kev tshawb pom ntawm thaj chaw muaj kev sib raug zoo heev thiab cov duab virtual ua rau kev nthuav dav ntawm daim ntawv tseem ceeb rau cov khoom uas tsis yog PC1;Txawm li cas los xij, qhov loj me tsis tas yuav tshem tawm tag nrho.Raws li pom los ntawm kev sib piv ROC nkhaus (Daim duab 2), PC2 thiab PC4 yog qhov kev ntxub ntxaug tshaj plaws, ua raws li PC6 thiab PC7.PC3 thiab PC9 muaj txiaj ntsig zoo ntawm kev faib cov qauv pej xeem rau hauv thaj chaw.Yog li, cov khub ntawm cov khoom siv axes schematically depict scatterplots ntawm PC cov qhab nia thiab cov xim xim muaj feem cuam tshuam nrog txhua yam, nrog rau cov duab virtual deformations nrog qhov ntev ntawm qhov sib txawv ntawm 3 SD (Fig. 4, 5, 6).Cov ntaub ntawv pov thawj ntawm cov qauv los ntawm txhua qhov chaw hauv cheeb tsam uas sawv cev hauv cov phiaj xwm no yog kwv yees li 90%, txawm hais tias muaj qee qhov sib tshooj hauv pawg.Table 3 muab kev piav qhia ntawm txhua qhov PCA.
Scatterplots ntawm PC2 thiab PC4 cov qhab nia rau cov tib neeg cranial los ntawm cuaj thaj chaw (sab saum toj) thiab plaub thaj chaw (hauv qab), cov phiaj xwm ntawm pob txha taub hau xim ntawm vertices muaj feem cuam tshuam nrog txhua lub PC (xws li X, Y, Z).Xim piav qhia ntawm cov axes: saib cov ntawv nyeem), thiab deformation ntawm daim ntawv virtual ntawm sab nraud ntawm cov axes yog 3 SD.Cov nplai yog ib qho ntsuab kheej kheej nrog txoj kab uas hla ntawm 50 mm.
Scatterplots ntawm PC6 thiab PC7 cov qhab nia rau cov tib neeg cranial los ntawm cuaj thaj chaw (sab saum toj) thiab ob thaj chaw (hauv qab), cranial nto xim av rau vertices muaj kev sib raug zoo nrog txhua lub PC (xws li X, Y, Z).Xim piav qhia ntawm cov axes: saib cov ntawv nyeem), thiab deformation ntawm daim ntawv virtual ntawm sab nraud ntawm cov axes yog 3 SD.Cov nplai yog ib qho ntsuab kheej kheej nrog txoj kab uas hla ntawm 50 mm.
Scatterplots ntawm PC3 thiab PC9 cov qhab nia rau cov tib neeg cranial los ntawm cuaj thaj chaw (sab saum toj) thiab peb thaj chaw (hauv qab), thiab xim av ntawm pob txha taub hau (xws li X, Y, Z axes) ntawm cov vertices muaj feem cuam tshuam nrog txhua lub PC xim txhais cm: ua.ntawv), nrog rau cov duab virtual deformations ntawm sab nraud ntawm cov axes nrog qhov loj ntawm 3 SD.Cov nplai yog ib qho ntsuab kheej kheej nrog txoj kab uas hla ntawm 50 mm.
Hauv daim duab qhia cov qhab nia ntawm PC2 thiab PC4 (Daim duab 4, Cov Yeeb yaj kiab Ntxiv S2, S3 qhia cov duab deformed), daim duab qhia xim xim kuj tshwm sim thaum tus nqi thauj khoom tau teeb tsa siab dua 0.4, uas yog qis dua hauv PC1 vim tias PC2 tus nqi tag nrho cov load tsawg dua hauv PC1.
Lub elongation ntawm lub frontal thiab occipital lobes nyob rau hauv lub sagittal kev taw qhia raws Z-axis (dub xiav) thiab lub parietal lobe nyob rau hauv lub coronal kev taw qhia (liab) rau liab), Y-axis ntawm lub occiput (ntsuab) thiab Z-axis ntawm lub hauv pliaj (dub xiav).Daim duab no qhia cov qhab nia rau txhua tus neeg thoob ntiaj teb;Txawm li cas los xij, thaum tag nrho cov qauv uas muaj ntau pawg tau nthuav tawm ua ke ib txhij, kev txhais cov qauv tawg yog qhov nyuaj heev vim muaj ntau qhov sib tshooj;Yog li ntawd, los ntawm tsuas yog plaub lub cheeb tsam loj (xws li, Africa, Australasia-Melanesia, Europe, thiab Northeast Asia), cov qauv tau tawg nyob rau hauv qab daim duab nrog 3 SD virtual cranial deformation nyob rau hauv qhov ntau ntawm PC cov qhab nia.Hauv daim duab, PC2 thiab PC4 yog khub ntawm cov qhab nia.Cov neeg African thiab Austro-Melanesians sib tshooj ntau dua thiab raug faib rau sab xis, thaum cov neeg European tau tawg mus rau sab laug sab saud thiab cov neeg Esxias sab hnub tuaj zoo li ua pawg rau sab laug.Kab rov tav axis ntawm PC2 qhia tau hais tias African / Australian Melanesians muaj cov neurocranium ntev dua li lwm tus neeg.PC4, nyob rau hauv uas cov European thiab sab qaum teb sab hnub tuaj Asia sib xyaw ua ke yog xoob sib cais, yog txuam nrog cov txheeb ze loj thiab projection ntawm cov pob txha zygomatic thiab lateral contour ntawm calvarium.Cov phiaj xwm qhab nia qhia tau hais tias cov neeg European muaj cov pob txha maxillary thiab zygomatic nqaim, qhov chaw me me ntawm lub cev fossa txwv los ntawm zygomatic koov, cov pob txha vertically elevated frontal thiab lub tiaj tus, tsis tshua muaj occipital pob txha, thaum Northeast Asians nyiam muaj cov pob txha zygomatic dav dua thiab tseem ceeb dua. .Lub frontal lobe yog inclined, lub hauv paus ntawm cov pob txha occipital yog tsa.
Thaum tsom mus rau PC6 thiab PC7 (Daim duab 5) (Cov yeeb yaj kiab ntxiv S4, S5 uas qhia cov duab deformed), cov xim zaj duab xis qhia txog tus nqi thauj khoom ntau dua 0.3, qhia tias PC6 cuam tshuam nrog maxillary lossis alveolar morphology (liab: X axis thiab ntsuab).Y axis), pob txha pob txha ntawm lub cev (xiav: Y thiab Z axes) thiab pob txha pob txha occipital (xim liab: X thiab Z axes).Ntxiv nrog rau lub hauv pliaj dav (liab: X-axis), PC7 kuj cuam tshuam nrog qhov siab ntawm anterior maxillary alveoli (ntsuab: Y-axis) thiab Z-axis lub taub hau zoo ib ncig ntawm thaj av parietotemporal (tsaus xiav).Hauv lub vaj huam sib luag saum toj kawg nkaus ntawm daim duab 5, tag nrho cov qauv ntawm thaj chaw raug faib raws li cov qhab nia ntawm PC6 thiab PC7.Vim hais tias ROC qhia tias PC6 muaj cov yam ntxwv tshwj xeeb rau Tebchaws Europe thiab PC7 sawv cev rau Neeg Qhab Asmeskas cov yam ntxwv hauv qhov kev tshuaj ntsuam no, ob qho piv txwv hauv cheeb tsam no tau xaiv cov phiaj xwm ntawm cov khub no.Cov Neeg Qhab Asmeskas, txawm tias dav suav nrog hauv cov qauv, tau tawg nyob rau sab laug sab saud;conversely, ntau cov qauv European zoo li nyob rau hauv lub kaum sab xis sab xis.Cov khub PC6 thiab PC7 sawv cev rau cov txheej txheem nqaim alveolar thiab dav dav neurocranium ntawm cov neeg nyob sab Europe, thaum cov neeg Asmeskas yog tus cwj pwm los ntawm lub hauv pliaj nqaim, loj maxilla, thiab cov txheej txheem alveolar dav dua thiab siab dua.
Kev tshuaj xyuas ROC tau pom tias PC3 thiab / lossis PC9 muaj nyob hauv cov neeg Esxias sab hnub tuaj thiab sab hnub tuaj.Raws li, cov qhab nias PC3 (ntsuab sab saum toj ntawm lub y-axis) thiab PC9 (ntsuab sab ntsej muag ntawm lub y-axis) (Daim duab 6; Cov yeeb yaj kiab ntxiv S6, S7 muab cov duab morphed) qhia txog ntau haiv neeg ntawm East Asians., uas sib piv nrog lub ntsej muag siab ntawm Northeast Asians thiab lub ntsej muag qis ntawm cov neeg Esxias sab hnub tuaj.Dhau li ntawm cov ntsej muag no, lwm tus yam ntxwv ntawm qee cov Neeg Esxias Northeast yog lambda qaij ntawm cov pob txha occipital, thaum qee cov neeg Esxias sab hnub tuaj muaj lub pob txha taub hau nqaim.
Cov lus piav qhia saum toj no ntawm cov khoom tseem ceeb thiab cov lus piav qhia ntawm PC5 thiab PC8 tau raug tshem tawm vim tsis muaj cov yam ntxwv tshwj xeeb hauv cheeb tsam tau pom ntawm cuaj thaj chaw loj.PC5 hais txog qhov loj ntawm cov txheej txheem mastoid ntawm cov pob txha ntawm lub cev, thiab PC8 qhia txog qhov asymmetry ntawm tag nrho cov pob txha taub hau, ob qho tib si qhia qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm cuaj thaj chaw qauv ua ke.
Ntxiv nrog rau scatterplots ntawm tus kheej-theem PCA cov qhab nia, peb kuj muab scatterplots ntawm pab pawg neeg txhais tau tias kev sib piv tag nrho.Txog rau qhov kawg no, tus qauv nruab nrab cranial homology tau tsim los ntawm cov ntaub ntawv vertex ntawm tus kheej homology qauv los ntawm 148 haiv neeg.Bivariate cov phiaj xwm ntawm cov qhab nia teev rau PC2 thiab PC4, PC6 thiab PC7, thiab PC3 thiab PC9 tau qhia hauv Daim Duab Ntxiv S1, txhua qhov suav ua tus qauv nruab nrab pob txha taub hau rau cov qauv ntawm 148 tus neeg.Nyob rau hauv txoj kev no, scatterplots zais ib tus neeg sib txawv nyob rau hauv txhua pab pawg, tso cai rau kom meej meej txhais ntawm pob txha taub hau zoo sib xws vim nyob rau hauv lub regional distributions, qhov twg cov qauv phim cov duab nyob rau hauv ib tug neeg thaj av uas tsis sib tshooj.Ntxiv daim duab S2 qhia tag nrho cov qauv txhais tau tias rau txhua qhov chaw nyob.
Ntxiv rau PC1, uas tau cuam tshuam nrog tag nrho qhov loj me (Sab Ntxiv Table S2), kev sib raug zoo ntawm tag nrho qhov loj thiab pob txha taub hau raug tshuaj xyuas siv qhov ntev ntawm nruab nrab thiab cov txheej txheem ntawm PCA kwv yees los ntawm cov ntaub ntawv tsis raug cai.Allometric coefficients, qhov tseem ceeb, t qhov tseem ceeb, thiab P qhov tseem ceeb hauv qhov kev ntsuam xyuas qhov tseem ceeb tau pom nyob rau hauv Table 4. Tsis muaj cov qauv tseem ceeb ntawm cov pob txha taub hau tag nrho tau pom nyob rau hauv ib qho cranial morphology ntawm P <0.05 qib.
Vim tias qee qhov loj me tuaj yeem suav nrog hauv PC kev kwv yees raws li cov ntaub ntawv tsis raug cai, peb tau tshuaj xyuas ntxiv txog qhov sib txawv ntawm qhov loj me thiab PC cov qhab nia suav nrog cov ntaub ntawv teeb tsa los ntawm centroid loj (PCA cov txiaj ntsig thiab cov qhab nia tau nthuav tawm hauv Cov Lus Ntxiv S6. ), C7).Table 4 qhia cov txiaj ntsig ntawm kev tsom xam allometric.Yog li, qhov tseem ceeb allometric tiam sis tau pom ntawm 1% qib hauv PC6 thiab ntawm 5% qib hauv PC10.Daim duab 7 qhia txog qhov kev rov qab los ntawm cov log-linear kev sib raug zoo ntawm PC cov qhab nia thiab centroid loj nrog dummies (± 3 SD) ntawm qhov kawg ntawm lub log centroid loj.Tus qhab nia PC6 yog qhov piv ntawm qhov sib txheeb qhov siab thiab qhov dav ntawm pob txha taub hau.Raws li qhov loj ntawm pob txha taub hau nce, pob txha taub hau thiab lub ntsej muag ua siab dua, thiab lub hauv pliaj, qhov muag thiab qhov ntswg yuav nyob ze ua ke tom qab.Tus qauv ntawm cov qauv dispersal qhia tias qhov kev faib ua feem no feem ntau pom muaj nyob rau hauv Northeast Asians thiab Native Americans.Ntxiv mus, PC10 qhia txog qhov sib piv rau kev txo qis hauv nruab nrab qhov dav tsis hais thaj chaw thaj chaw.
Rau qhov tseem ceeb allometric kev sib raug zoo teev nyob rau hauv lub rooj, txoj kab nqes ntawm lub log-linear regression ntawm lub PC feem ntawm cov duab tivthaiv (tau los ntawm cov ntaub ntawv normalized) thiab cov centroid loj, lub virtual duab deformation muaj ib tug loj ntawm 3 SD ntawm lub rov qab sab ntawm kab ntawm 4.
Cov qauv hauv qab no ntawm kev hloov pauv hauv cranial morphology tau pom los ntawm kev tsom xam cov ntaub ntawv ntawm homologous 3D nto qauv.Thawj feem ntawm PCA cuam tshuam rau tag nrho cov pob txha taub hau.Nws tau ntev tau xav tias cov pob txha taub hau me me ntawm South Asians, suav nrog cov qauv ntawm Is Nrias teb, Sri Lanka thiab Andaman Islands, Bangladesh, yog vim lawv lub cev me me, ua raws li Bergmann txoj cai ecogeographic los yog cov kob cai613,5,16,25, 27,62 ib.Thawj yog hais txog qhov kub thiab txias, thiab qhov thib ob yog nyob ntawm qhov chaw muaj thiab khoom noj khoom haus ntawm ecological niche.Ntawm cov khoom ntawm cov duab, qhov kev hloov loj tshaj plaws yog qhov piv ntawm qhov ntev thiab qhov dav ntawm lub cranial vault.Qhov tshwj xeeb no, tsim PC2, piav qhia txog kev sib raug zoo ntawm cov pob txha taub hau ntawm cov pob txha taub hau ntawm Austro-Melanesians thiab Africans, nrog rau qhov sib txawv ntawm cov pob txha taub hau kheej kheej ntawm qee cov neeg European thiab Northeast Asians.Cov yam ntxwv no tau tshaj tawm nyob rau hauv ntau cov kev tshawb fawb yav dhau los raws li kev ntsuas yooj yim linear37,63,64.Ntxiv mus, qhov kev zoo no yog txuam nrog brachycephaly hauv cov neeg tsis yog neeg African, uas tau tham ntev ntev hauv kev tshawb fawb anthropometric thiab osteometric.Lub tswv yim tseem ceeb tom qab qhov kev piav qhia no yog qhov txo qis mastication, xws li thinning ntawm cov leeg nqaij, txo qhov siab ntawm tawv taub hau 5,8,9,10,11,12,13.Lwm qhov kev xav hais txog kev hloov pauv rau huab cua txias los ntawm kev txo lub taub hau ntawm thaj chaw, tawm tswv yim tias lub pob txha taub hau ntau dua yuav txo qhov chaw saum npoo zoo dua li cov duab kheej kheej, raws li Allen txoj cai 16,17,25.Raws li cov txiaj ntsig ntawm txoj kev tshawb fawb tam sim no, cov kev xav no tsuas tuaj yeem soj ntsuam raws li kev sib raug zoo ntawm cov kab mob cranial.Hauv cov ntsiab lus, peb cov txiaj ntsig PCA tsis txhawb nqa qhov kev xav tias qhov sib piv ntawm qhov ntev-dav qhov sib piv tau cuam tshuam los ntawm kev zom zaub mov, raws li PC2 (ntev / brachycephalic tivthaiv) kev thauj khoom tsis cuam tshuam nrog lub ntsej muag proportions (suav nrog cov txheeb ze maxillary qhov ntev).thiab qhov chaw txheeb ze ntawm lub cev fossa (xav txog qhov ntim ntawm cov leeg nqaij).Peb txoj kev tshawb fawb tam sim no tsis tau txheeb xyuas qhov kev sib raug zoo ntawm pob txha taub hau thiab geological tej yam kev mob xws li kub;Txawm li cas los xij, ib qho kev piav qhia raws li Allen txoj cai yuav tsim nyog los txiav txim siab raws li tus neeg sib tw qhov kev xav los piav qhia txog brachycephalon hauv thaj chaw huab cua txias.
Qhov txawv txav tseem ceeb tau pom nyob rau hauv PC4, qhia tias Northeast Asians muaj cov pob txha zygomatic loj, tseem ceeb ntawm cov pob txha maxilla thiab zygomatic.Qhov kev tshawb pom no zoo ib yam nrog cov yam ntxwv tshwj xeeb ntawm Siberians, uas tau xav tias tau yoog rau cov huab cua txias heev los ntawm kev txav mus los ntawm cov pob txha zygomatic, ua rau muaj qhov ntim ntawm cov sinuses thiab lub ntsej muag flatter 65.Ib qho kev tshawb pom tshiab los ntawm peb cov qauv homologous yog lub plhu plhaw hauv cov neeg European yog txuam nrog kev txo qis ntawm txoj kab nqes, nrog rau cov pob txha occipital nqaim thiab nuchal concavity.Hauv qhov sib piv, Cov Neeg Esxias Sab Hnub Tuaj yuav muaj cov hauv pliaj nqes hav thiab tsa thaj tsam occipital.Kev tshawb fawb ntawm cov pob txha occipital siv geometric morphometric method35 tau pom tias cov pob txha taub hau Asian thiab European muaj qhov nkhaus nuchal nkhaus thiab qis dua ntawm occiput piv rau Africans.Txawm li cas los xij, peb qhov kev faib tawm ntawm PC2 thiab PC4 thiab PC3 thiab PC9 khub tau pom ntau qhov sib txawv hauv cov neeg Esxias, thaum cov neeg nyob sab Europe tau pom los ntawm lub hauv paus tiaj tus ntawm occiput thiab qis dua occiput.Kev tsis sib haum xeeb hauv Asian cov yam ntxwv ntawm cov kev tshawb fawb yuav yog vim qhov sib txawv ntawm cov qauv siv los ntawm haiv neeg, raws li peb tau sim ntau haiv neeg los ntawm ntau yam ntawm Northeast thiab Southeast Asia.Kev hloov pauv ntawm cov pob txha occipital feem ntau cuam tshuam nrog kev loj hlob ntawm cov leeg.Txawm li cas los xij, qhov kev piav qhia hloov pauv no tsis suav nrog kev sib raug zoo ntawm lub hauv pliaj thiab lub ntsej muag occiput, uas tau pom nyob rau hauv txoj kev tshawb no tab sis tsis zoo li tau ua kom pom tag nrho.Hauv qhov no, nws tsim nyog xav txog kev sib raug zoo ntawm lub cev qhov hnyav thiab qhov nruab nrab ntawm lub ntiajteb txawj nqus lossis lub ncauj tsev menyuam sib txuas (foramen magnum) lossis lwm yam.
Lwm qhov tseem ceeb uas muaj qhov sib txawv loj yog cuam tshuam nrog kev tsim cov khoom siv masticatory, sawv cev los ntawm maxillary thiab temporal fossae, uas tau piav qhia los ntawm kev sib xyaw ntawm cov qhab nia PC6, PC7 thiab PC4.Cov cim kev txo qis hauv ntu cranial no ua rau cov neeg nyob sab Europe ntau dua li lwm pab pawg thaj chaw.Qhov no feature tau raug txhais raws li ib tug tshwm sim ntawm tsis muaj stability ntawm lub ntsej muag morphology vim yog thaum ntxov kev loj hlob ntawm kev ua liaj ua teb thiab zaub mov npaj cov tswv yim, uas nyob rau hauv lem txo cov neeg kho tshuab load rau masticatory apparatus tsis muaj ib tug haib masticatory apparatus9,12,28,66.Raws li kev ua haujlwm masticatory hypothesis, 28 qhov no yog nrog los ntawm kev hloov pauv ntawm lub pob txha taub hau ntawm lub pob txha taub hau mus rau lub kaum sab xis ntau dua thiab lub ru tsev kheej kheej.Los ntawm qhov kev xav no, cov pej xeem ua liaj ua teb zoo li muaj lub ntsej muag sib luag, tsis tshua muaj kev cuam tshuam ntawm mandible, thiab ntau dua globular meninges.Yog li ntawd, qhov deformation no tuaj yeem piav qhia los ntawm cov txheej txheem dav dav ntawm cov duab ntawm lub pob txha taub hau ntawm cov neeg European nrog txo cov kabmob masticatory.Txawm li cas los xij, raws li txoj kev tshawb no, qhov kev txhais lus no yog qhov nyuaj vim tias qhov ua haujlwm tseem ceeb ntawm kev sib raug zoo morphological ntawm globose neurocranium thiab kev loj hlob ntawm cov khoom siv masticatory tsis txaus, raws li tau txiav txim siab hauv kev txhais yav dhau los ntawm PC2.
Qhov sib txawv ntawm Cov Neeg Esxias Qab Teb Hnub Tuaj thiab Cov Neeg Esxias Qab Teb Hnub Tuaj yog qhia los ntawm qhov sib txawv ntawm lub ntsej muag siab nrog cov pob txha occipital thiab lub ntsej muag luv nrog lub pob txha taub hau nqaim, raws li qhia hauv PC3 thiab PC9.Vim tias tsis muaj cov ntaub ntawv geecological, peb txoj kev tshawb fawb tsuas yog muaj kev piav qhia tsawg rau qhov kev tshawb pom no.Qhov kev piav qhia ua tau yog hloov mus rau qhov sib txawv huab cua lossis kev noj zaub mov zoo.Ntxiv nrog rau kev hloov pauv ntawm ecological, qhov sib txawv hauv zos hauv keeb kwm ntawm cov pej xeem hauv Northeast thiab Southeast Asia kuj raug suav nrog.Piv txwv li, nyob rau sab hnub tuaj Eurasia, tus qauv ob txheej tau ua pov thawj kom nkag siab txog kev faib tawm ntawm cov tib neeg niaj hnub anatomically (AMH) raws li cranial morphometric data67,68.Raws li cov qauv no, "thawj tier", uas yog, cov thawj pab pawg ntawm Late Pleistocene AMH colonizers, muaj ntau los yog tsawg ncaj qha qhovntsej thiaj tsis mob los ntawm cov neeg hauv paus txawm nyob hauv cheeb tsam, zoo li niaj hnub Austro-Melanesians (p. Thawj stratum)., thiab tom qab ntawd tau ntsib ntau qhov sib xyaw ntawm cov neeg ua liaj ua teb sab qaum teb nrog cov yam ntxwv sab hnub tuaj Asia (thib ob) rau hauv thaj av (kwv yees li 4,000 xyoo dhau los).Gene flow mapped siv tus qauv "ob-txheej" yuav xav tau kom nkag siab cov neeg Esxias sab hnub tuaj cranial zoo, vim hais tias cov neeg Esxias sab hnub tuaj cranial zoo nyob ntawm seb ib feem ntawm lub zos thawj theem ntawm noob caj noob ces.
Los ntawm kev ntsuas qhov sib xws ntawm cranial siv thaj chaw hauv thaj chaw uas siv cov qauv homologous, peb tuaj yeem suav cov pej xeem keeb kwm ntawm AMF hauv cov xwm txheej sab nraud Africa.Ntau qhov sib txawv "tawm ntawm teb chaws Africa" qauv tau raug npaj los piav qhia txog kev faib tawm ntawm AMF raws li cov ntaub ntawv skeletal thiab genomic.Ntawm cov no, cov kev tshawb fawb tsis ntev los no qhia tias AMH colonization ntawm thaj chaw sab nraud Africa pib kwv yees li 177,000 xyoo dhau los 69,70.Txawm li cas los xij, kev faib tawm mus deb ntawm AMF hauv Eurasia lub sijhawm no tseem tsis paub meej, txij li cov chaw nyob ntawm cov pob txha ntxov no tsuas yog nyob rau Middle East thiab Mediterranean ze Africa.Qhov yooj yim tshaj plaws yog ib qho kev sib hais haum raws txoj kev tsiv teb tsaws chaw los ntawm teb chaws Africa mus rau Eurasia, hla dhau thaj chaw teeb meem xws li Himalayas.Lwm tus qauv qhia txog ntau nthwv dej ntawm kev tsiv teb tsaws chaw, thawj zaug kis los ntawm Africa raws ntug dej hiav txwv Indian mus rau sab hnub tuaj Asia thiab Australia, thiab tom qab ntawd kis mus rau sab qaum teb Eurasia.Feem ntau ntawm cov kev tshawb fawb no tau lees paub tias AMF kis thoob plaws teb chaws Africa ib ncig 60,000 xyoo dhau los.Hauv qhov kev hwm no, cov qauv Australasian-Melanesian (xws li Papua) cov qauv qhia zoo sib xws rau cov qauv neeg African ntau dua li lwm cov kab hauv thaj chaw hauv cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm kev tsom xam ntawm homology qauv.Qhov kev tshawb pom no txhawb nqa qhov kev xav tias thawj AMF faib pawg nyob rau sab qab teb ntawm Eurasia tau tshwm sim ncaj qha hauv Africa22,68 yam tsis muaj kev hloov pauv tseem ceeb hauv kev teb rau cov huab cua tshwj xeeb lossis lwm yam xwm txheej tseem ceeb.
Hais txog kev loj hlob ntawm allometric, kev tshuaj xyuas siv cov khoom zoo sib xws tau los ntawm cov ntaub ntawv sib txawv uas tau teeb tsa los ntawm centroid loj pom tau tias muaj qhov sib txawv tseem ceeb hauv PC6 thiab PC10.Ob qho tib si muaj feem xyuam rau cov duab ntawm lub hauv pliaj thiab qhov chaw ntawm lub ntsej muag, uas ua rau nqaim dua li qhov loj ntawm pob txha taub hau.Cov neeg Esxias sab hnub tuaj thiab Asmeskas nyiam muaj qhov tshwj xeeb no thiab muaj pob txha taub hau loj.Qhov kev tshawb pom no cuam tshuam yav dhau los qhia txog cov qauv allometric uas lub paj hlwb loj dua muaj qhov dav dav ntawm lub ntsej muag nyob rau hauv lub npe hu ua "Broca's cap" cheeb tsam, uas ua rau muaj kev loj hlob ntawm frontal lobe wide34.Cov kev sib txawv no tau piav qhia los ntawm qhov sib txawv ntawm cov qauv ua piv txwv;Peb txoj kev tshawb fawb tau txheeb xyuas cov qauv allometric ntawm tag nrho cov cranial loj siv cov neeg niaj hnub, thiab cov kev tshawb fawb sib piv hais txog cov kev hloov mus sij hawm ntev hauv tib neeg cov kev hloov pauv ntsig txog lub hlwb loj.
Hais txog lub ntsej muag allometry, ib txoj kev tshawb fawb siv biometric data78 pom tias lub ntsej muag thiab qhov loj me tuaj yeem cuam tshuam me ntsis, thaum peb txoj kev tshawb fawb pom tias cov pob txha taub hau loj dua yuav cuam tshuam nrog lub ntsej muag siab dua.Txawm li cas los xij, qhov sib xws ntawm cov ntaub ntawv biometric tsis meej;Regression tests sib piv ontogenetic allometry thiab static allometry qhia cov txiaj ntsig sib txawv.Ib qho kev nyiam allometric ntawm lub pob txha taub hau kheej kheej vim qhov siab nce ntxiv kuj tau tshaj tawm;txawm li cas los xij, peb tsis tau txheeb xyuas cov ntaub ntawv qhov siab.Peb txoj kev tshawb fawb qhia tau tias tsis muaj cov ntaub ntawv allometric qhia txog kev sib raug zoo ntawm cranial globular proportions thiab tag nrho cranial loj ib se.
Txawm hais tias peb txoj kev tshawb fawb tam sim no tsis cuam tshuam nrog cov ntaub ntawv ntawm extrinsic variables sawv cev los ntawm huab cua lossis kev noj haus uas yuav cuam tshuam rau cranial morphology, cov ntaub ntawv loj ntawm homologous 3D cranial deg qauv siv hauv txoj kev tshawb no yuav pab ntsuas kev sib raug zoo phenotypic morphological variation.Ib puag ncig yam xws li kev noj haus, kev nyab xeeb thiab kev noj haus, nrog rau cov tsis muaj zog xws li kev tsiv teb tsaws chaw, cov gene flow thiab genetic drift.
Txoj kev tshawb no suav nrog 342 tus qauv ntawm cov txiv neej pob txha taub hau sau los ntawm 148 cov neeg hauv 9 thaj chaw (Table 1).Cov pab pawg feem ntau yog cov neeg nyob hauv thaj chaw, thaum qee pawg hauv Africa, Northeast / South East Asia thiab Asmeskas (teev nyob rau hauv italics) yog haiv neeg txhais.Ntau tus qauv cranial raug xaiv los ntawm cov ntaub ntawv ntsuas cranial raws li Martin cranial ntsuas txhais tau muab los ntawm Tsunehiko Hanihara.Peb xaiv cov txiv neej pob txha taub hau los ntawm txhua haiv neeg hauv ntiaj teb.Txhawm rau txheeb xyuas cov tswv cuab ntawm txhua pab pawg, peb suav Euclidean nrug raws li 37 kev ntsuas cranial los ntawm pab pawg txhais tau tias txhua tus neeg koom nrog pawg ntawd.Feem ntau, peb xaiv 1-4 cov qauv nrog qhov tsawg tshaj plaws nyob deb ntawm qhov nruab nrab (Table Ntxiv S4).Rau cov pab pawg no, qee cov qauv raug xaiv xaiv yog tias lawv tsis tau teev tseg hauv Hahara cov ntaub ntawv ntsuas.
Rau kev sib piv cov lej, 148 cov qauv pej xeem tau muab faib ua cov cheeb tsam loj, raws li qhia hauv Table 1. Cov pab pawg "African" tsuas yog cov qauv los ntawm thaj tsam sub-Saharan.Cov qauv ntawm North Africa tau suav nrog hauv "Middle East" nrog rau cov qauv ntawm West Asia nrog cov xwm txheej zoo sib xws.Cov pab pawg neeg Esxias sab qaum teb tsuas suav nrog cov neeg uas tsis yog neeg Europe qhovntsej thiaj tsis mob, thiab pawg neeg Amelikas suav nrog cov neeg Qhab Asmeskas nkaus xwb.Tshwj xeeb tshaj yog, cov pab pawg no tau muab faib rau thaj tsam loj ntawm North thiab South American continents, nyob rau hauv ntau qhov chaw.Txawm li cas los xij, peb xav txog US tus qauv nyob rau hauv ib lub geographic unit, muab cov pej xeem keeb kwm ntawm Native Americans suav hais tias yog los ntawm Northeast Asian keeb kwm, tsis hais txog ntau yam kev tsiv teb tsaws chaw 80.
Peb tau sau 3D cov ntaub ntawv saum npoo ntawm cov qauv pob txha taub hau zoo sib xws siv lub tshuab ntsuas 3D siab (EinScan Pro los ntawm Shining 3D Co Ltd, qhov kev daws teeb meem tsawg kawg nkaus: 0.5 hli, https://www.shining3d.com/) thiab tom qab ntawd tsim ib lub mesh.Cov qauv mesh muaj kwv yees li 200,000-400,000 vertices, thiab cov software suav nrog yog siv los sau qhov thiab cov npoo du.
Hauv thawj kauj ruam, peb siv cov ntaub ntawv luam theej duab los ntawm ib lub pob txha taub hau los tsim ib qho qauv mesh pob txha taub hau uas muaj 4485 vertices (8728 polygonal ntsej muag).Lub hauv paus ntawm lub pob txha taub hau, muaj cov pob txha sphenoid, cov pob txha ntawm lub cev nqaij daim tawv, palate, maxillary alveoli, thiab cov hniav, raug tshem tawm ntawm cov qauv mesh qauv.Qhov laj thawj yog vim li cas cov qauv no qee zaum ua tsis tiav lossis nyuaj ua kom tiav vim nyias lossis nyias nyias qhov chaw xws li pterygoid nto thiab cov txheej txheem styloid, cov hniav hnav thiab / lossis cov hniav tsis sib xws.Lub hauv paus pob txha taub hau nyob ib ncig ntawm lub foramen magnum, nrog rau lub hauv paus, tsis tau rov kho dua vim tias qhov no yog qhov chaw tseem ceeb ntawm qhov chaw ntawm lub ncauj tsev menyuam thiab qhov siab ntawm pob txha taub hau yuav tsum tau soj ntsuam.Siv daim iav rings los ua tus qauv uas yog symmetrical ntawm ob sab.Ua isotropic meshing los hloov cov duab polygonal kom muaj qhov sib npaug li qhov ua tau.
Tom ntej no, 56 thaj chaw tau muab rau cov anatomically sib thooj vertices ntawm tus qauv qauv siv HBM-Rugle software.Kev teeb tsa thaj chaw kom ntseeg tau qhov tseeb thiab ruaj khov ntawm qhov chaw tsaws chaw thiab xyuas kom meej qhov homology ntawm cov chaw no hauv cov qauv tsim homology.Lawv tuaj yeem raug txheeb xyuas raws li lawv cov yam ntxwv tshwj xeeb, raws li qhia hauv Cov Lus Qhia Ntxiv S5 thiab Cov Duab Ntxiv S3.Raws li Bookstein lub ntsiab lus txhais 81, feem ntau ntawm cov landmarks yog hom I landmarks nyob rau ntawm kev sib tshuam ntawm peb lub tsev, thiab ib co yog hom II landmarks nrog cov ntsiab lus ntawm qhov siab tshaj plaws curvature.Ntau qhov chaw tau hloov pauv los ntawm cov ntsiab lus uas tau hais tseg rau cov kev ntsuas kab hauv nruab nrab hauv Martin lub ntsiab lus 36. Peb tau txhais tib 56 qhov chaw rau cov qauv scanned ntawm 342 pob txha taub hau, uas tau muab manually xa mus rau anatomically sib thooj vertices los tsim cov qauv zoo dua qub nyob rau ntu tom ntej.
Lub taub hau-centric coordinate system tau txhais los piav qhia cov ntaub ntawv scan thiab qauv, raws li qhia hauv Daim Duab Ntxiv S4.Lub dav hlau XZ yog lub dav hlau kab rov tav Frankfurt uas hla lub siab tshaj plaws (Martin lub ntsiab lus: ib feem) ntawm lub superior ntug ntawm sab laug thiab sab xis sab nraud auditory kwj dej thiab qhov qis tshaj (Martin lub ntsiab lus: orbit) ntawm sab ntug ntawm sab laug orbit. ..X axis yog kab txuas sab laug thiab sab xis, thiab X + yog sab xis.Lub dav hlau YZ hla nruab nrab ntawm sab laug thiab sab xis thiab lub hauv paus ntawm lub qhov ntswg: Y + nce, Z + rau pem hauv ntej.Lub ntsiab lus siv (keeb kwm: xoom coordinate) yog teem rau ntawm kev sib tshuam ntawm YZ dav hlau (midplane), XZ dav hlau (Frankfort dav hlau) thiab XY dav hlau (coronal dav hlau).
Peb siv HBM-Rugle software (Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/) los tsim ib homologous mesh qauv los ntawm kev ua qauv haum siv 56 lub ntsiab lus tseem ceeb (sab laug ntawm daim duab 1).Lub hauv paus software tivthaiv, Ameslikas tsim los ntawm Center for Digital Human Research ntawm lub koom haum ntawm Advanced Industrial Science thiab Technology nyob rau hauv Nyiv, yog hu ua HBM thiab muaj nuj nqi rau haum templates siv landmarks thiab tsim zoo mesh qauv siv partitioning nto82.Cov tom ntej software version (mHBM) 83 tau ntxiv qhov tshwj xeeb rau cov qauv haum yam tsis muaj qhov cim los txhim kho kev ua tau zoo.HBM-Rugle ua ke nrog mHBM software nrog rau cov neeg siv-phooj ywg ntxiv nrog rau kev hloov kho kev sib koom tes thiab hloov cov ntaub ntawv tawm tswv yim.Kev ntseeg siab ntawm software haum qhov tseeb tau lees paub hauv ntau qhov kev tshawb fawb52,54,55,56,57,58,59,60.
Thaum haum rau HBM-Rugle template siv cov cim, cov qauv qauv mesh yog superimposed ntawm lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv los ntawm kev sau npe nruj raws li ICP thev naus laus zis (txo qhov sib npaug ntawm qhov kev ncua deb ntawm thaj chaw sib xws rau cov qauv thiab cov hom phiaj scan cov ntaub ntawv), thiab ces los ntawm non-rigid deformation ntawm lub mesh adapts template rau lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv.Cov txheej txheem fitting no tau rov qab peb zaug siv qhov sib txawv ntawm ob qhov kev sib haum xeeb los txhim kho qhov tseeb ntawm qhov haum.Ib qho ntawm cov kev txwv no txwv qhov kev ncua deb ntawm tus qauv daim phiaj qauv thiab lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv, thiab lwm qhov ua rau qhov kev ncua deb ntawm cov qauv tsim thiab cov phiaj xwm thaj chaw.Lub deformed template mesh qauv yog ces subdivided siv lub cyclic nto subdivision algorithm 82 los tsim ib tug ntau refined mesh qauv muaj xws li 17,709 vertices (34,928 polygons).Thaum kawg, lub partitioned template grid qauv yog haum rau lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv los tsim ib homology qauv.Txij li thaum thaj chaw thaj chaw sib txawv me ntsis los ntawm cov hauv lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv, homology qauv tau raug kho kom zoo los piav qhia lawv siv lub taub hau kev sib koom ua ke uas tau piav qhia hauv ntu dhau los.Qhov nruab nrab ntawm qhov sib thooj ntawm cov qauv homologous landmarks thiab lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv nyob rau hauv tag nrho cov qauv yog <0.01 hli.Xam siv HBM-Rugle muaj nuj nqi, qhov nruab nrab ntawm qhov kev ncua deb ntawm homology qauv cov ntaub ntawv cov ntsiab lus thiab lub hom phiaj scan cov ntaub ntawv yog 0.322 hli (Table Ntxiv S2).
Los piav qhia txog kev hloov pauv hauv cranial morphology, 17,709 vertices (53,127 XYZ kev tswj hwm) ntawm tag nrho cov qauv homologous tau txheeb xyuas los ntawm tus thawj tswj hwm kev txheeb xyuas (PCA) siv HBS software tsim los ntawm Center for Digital Human Science ntawm lub koom haum ntawm Advanced Industrial Science thiab Technology., Nyiv (distribution dealer: Medic Engineering, Kyoto, http://www.rugle.co.jp/).Peb mam li sim siv PCA rau cov ntaub ntawv tsis raug cai thiab cov ntaub ntawv teeb tsa normalized los ntawm centroid loj.Yog li, PCA raws li cov ntaub ntawv tsis raug cai tuaj yeem ua kom pom tseeb ntawm cov duab cranial ntawm cuaj thaj chaw thiab pab txhawb kev txhais lus ntau dua li PCA siv cov ntaub ntawv txheem.
Kab lus no nthuav tawm cov naj npawb ntawm cov khoom tseem ceeb uas tau pom nrog kev koom tes ntau dua 1% ntawm tag nrho qhov sib txawv.Txhawm rau txiav txim siab cov ntsiab lus tseem ceeb tshaj plaws hauv cov pab pawg sib txawv thoob plaws thaj chaw loj, kev soj ntsuam ntawm tus neeg txais kev ua haujlwm (ROC) tau siv rau cov qhab nia tseem ceeb (PC) nrog kev koom tes ntau dua 2% 84.Qhov kev tshuaj ntsuam no tsim qhov yuav ua tau nkhaus rau txhua qhov PCA txhawm rau txhim kho kev ua tau zoo ntawm kev faib tawm thiab sib piv cov phiaj xwm ntawm thaj chaw.Lub degree ntawm kev ntxub ntxaug muaj peev xwm tuaj yeem soj ntsuam los ntawm cheeb tsam hauv qab qhov nkhaus (AUC), qhov twg PCA Cheebtsam nrog cov txiaj ntsig loj dua tuaj yeem sib cais ntawm pawg.Tom qab ntawd qhov kev sim chi-square tau ua los ntsuas qhov tseem ceeb.Kev tshuaj xyuas ROC tau ua tiav hauv Microsoft Excel siv Bell Curve rau Excel software (version 3.21).
Txhawm rau pom qhov sib txawv ntawm thaj chaw hauv cranial morphology, scatterplots tau tsim siv cov qhab nia PC uas zoo tshaj plaws sib txawv ntawm pawg los ntawm cov cheeb tsam loj.Txhawm rau txhais cov ntsiab lus tseem ceeb, siv daim ntawv qhia xim kom pom cov qauv vertices uas muaj feem cuam tshuam nrog cov ntsiab lus tseem ceeb.Tsis tas li ntawd, virtual sawv cev ntawm qhov kawg ntawm tus thawj tswj hwm axes nyob ntawm ± 3 tus qauv sib txawv (SD) ntawm cov qhab nia tus thawj tswj hwm tau suav thiab nthuav tawm hauv cov yeeb yaj kiab ntxiv.
Allometry tau siv los txiav txim siab txog kev sib raug zoo ntawm pob txha taub hau thiab qhov loj me uas tau soj ntsuam hauv PCA tsom xam.Kev tsom xam siv tau rau cov khoom tseem ceeb nrog kev koom tes> 1%.Ib qho kev txwv ntawm PCA no yog tias cov khoom sib txuas tsis tuaj yeem qhia tus kheej zoo vim tias cov ntaub ntawv tsis raug cai tsis tshem tawm tag nrho cov khoom seem.Ntxiv nrog rau kev siv cov ntaub ntawv tsis raug cai, peb kuj tau txheeb xyuas qhov sib txawv ntawm cov khoom siv hauv PC feem ntau raws li cov ntaub ntawv loj centroid uas siv tau rau cov ntsiab lus tseem ceeb nrog kev koom tes> 1%.
Allometric trends raug sim siv qhov sib npaug Y = aXb 85 qhov twg Y yog cov duab lossis kev faib ua feem ntawm ib qho kev tivthaiv, X yog qhov loj centroid (Sab Ntxiv Table S2), a yog tus nqi tas li, thiab b yog tus lej allometric.Txoj kev no pib qhia txog kev kawm txog kev loj hlob ntawm allometric rau hauv geometric morphometry78,86.Lub logarithmic transformation ntawm cov qauv no yog: log Y = b × log X + log a.Kev txheeb xyuas qhov rov qab siv qhov tsawg tshaj plaws squares txoj kev tau siv los suav a thiab b.Thaum Y (centroid loj) thiab X (PC cov qhab nia) hloov logarithmically, cov txiaj ntsig no yuav tsum yog qhov zoo;Txawm li cas los xij, cov txheej txheem kwv yees rau X muaj qhov tsis zoo.Raws li kev daws teeb meem, peb ntxiv qhov sib npaug rau qhov tseeb ntawm qhov tsawg tshaj plaws feem ntau ntxiv rau 1 rau txhua feem hauv txhua qhov khoom thiab siv lub logarithmic hloov pauv rau txhua qhov hloov pauv zoo.Qhov tseem ceeb ntawm allometric coefficients raug soj ntsuam siv ob-tailed Student's t test.Cov kev suav suav txheeb xyuas los ntsuas kev loj hlob ntawm allometric tau ua los ntawm Bell Curves hauv Excel software (version 3.21).
Wolpoff, MH Climatic cuam tshuam rau ntawm lub qhov ntswg ntawm cov pob txha.Yog lawm.J. Phys.Tib neeg.29, 405–423 : kuv.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330290315 (1968).
Beals, KL Lub taub hau zoo thiab kev nyab xeeb kev ntxhov siab.Yog lawm.J. Phys.Tib neeg.37, 85–92 : kuv.https://doi.org/10.1002/ajpa.1330370111 (1972).
Post lub sij hawm: Apr-02-2024