熊类头骨的三维几何形态学初步研究

3D geometric morphometrics of some ursid skulls

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摘要三维激光扫描技术在骨骼形态学研究中得到越来越广泛的应用.运用激光扫描可得到骨骼三维几何形态学的全部信息,用于骨骼形态的定量分析,对于建立客观的分类指标以及形态生态学研究有重要意义.本研究以大熊猫、亚洲黑熊、棕熊和北极熊为研究对象,为亚洲黑熊、棕熊和北极熊的共计28件头骨和对应下颌建立三维模型,提取熊类下颌的9个形态测量的比例指标和头骨的1 5个形态测量的比例指标,对下颌和头骨进行数学建模.使用Weka的J48算法,构建决策树,成功实现了模式分类.又在上述三维模型的基础上,确定了23个下颌形态标志点和29个头骨形态标志点；以标志点的三维坐标为初始变量,进行主成分分析,比较4种熊类的下颌和头骨形态差异.结果显示大熊猫的下颌和头骨形态与其他3类熊差别显著；棕熊的头骨和下颌形态介于黑熊和北极熊之间.在此基础上,以同样方法将一例大熊猫小种化石头骨与4种现生熊类头骨形态进行比较,结果显示大熊猫小种头骨形态与现生大熊猫相似,而又不在其种内差异的形态区间内.除去大小因素,大熊猫小种在头骨形态上与现生大熊猫仍有一定差异,略倾向于杂食熊类.

作者 杨兴恺 ^[1] 张兆群 ^[2] 学术成果认领

作者单位中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京 100044;中国科学院大学北京100039;加拿大卡尔加里大学生物学系卡尔加里T2N 1N4 ^[1] 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京,100044 ^[2]

关键词三维几何形态学熊大熊猫大熊猫小种决策树主成分分析 3D geometric morphometrics bear giant panda Ailuropoda microta decision tree principal component analysis

主题词熊科(Ursidae)研究(Research)决策树(Decision Trees)主成分分析(Principal Component Analysis)骨骼(Skeleton)

分类号 Q915.874

发布时间 2013-12-05

基金项目

国家重点基础研究发展计划项目 国家自然科学基金