东亚中更新世古人类下颔第二臼齿釉质-齿质连接面三维形状和釉质厚度分布

东亚中更新世古人类在头骨、下颌骨、牙齿等解剖部位表现出不同程度的形态多样性,中期成员代表为直立人,而晚期成员的演化地位具有较大争议。为进一步了解东亚中更新世古人类内部的形态变异特点和为东亚中更新世晚期古人类分类提供依据,本文使用微分同胚的表面匹配（Diffeomorphic Surface Matching, DSM）和形态测量图（Morphometric map）对下颌第二臼齿（M₂）釉质-齿质连接面的形状和齿冠侧面釉质厚度分布模式进行了量化分析。结果显示：1）东亚中更新世古人类与晚期人属成员（尼安德特人和现代人）存在较明显的形态差别;2）该时段晚期的东亚古人类相对中期直立人在侧面釉质厚度分布规律上具有独特性,并在釉质-齿质连接面的三维形状上与晚期人属成员更加接近。本文在以往对东亚中更新世古人类牙齿内外结构单个性状研究的基础上,使用三维形态测量方法进一步量化了M₂釉质-齿质连接面三维形状和侧面釉质厚度分布模式两项重要特征的变异特点,这对未来该时段同类型牙齿的形态鉴定以及解决东亚中更新世晚期古人类的分类地位具有一定意义。     

禄丰古猿蝴蝶种下第四前臼齿釉质-齿质交界面的三维几何形态

禄丰古猿蝴蝶种 (Lufengpithecus hudienensis) 也称蝴蝶古猿,是重要的早期人科成员,化石产自云南元谋盆地竹棚-小河及雷老两个地点群,其年代为中新世晚期。上世纪八、九十年代的发掘工作共获得幼年个体颅骨1具、残上颌骨10件、残下颌骨17件及1500多枚单个牙齿。受限于当时的技术条件,蝴蝶古猿牙齿内部结构及三维形态一直未有报道和对比研究。本文首次使用高精度CT配合三维几何形态测量方法,对6枚产自小河地点的蝴蝶古猿下颌第四前臼齿的釉质-齿质交界面形态进行了观察和对比,对比材料包括步氏巨猿、猩猩（化石）、大猩猩、黑猩猩及现代人。多变量分析显示,蝴蝶古猿釉质-齿质交界面几何形态接近于本文所涉及的大型猿类对比标本,但并没有表现出与某一特定类群的相似性;咬合面轮廓狭长,前凹尺寸明显小于后凹;整体形态介于齿质尖较高的大猩猩和齿质尖较低、釉质-齿质交界面形态扁平的巨猿、猩猩和黑猩猩之间。本文所观察到的类群之间的异同可能与趋同演化有关,也需要更多数据的进一步验证。将釉质-齿质交界面的三维几何形态和其他牙齿内部结构的信息（如釉质厚度及其三维分布规律等）综合,有助于进一步讨论蝴蝶古猿的分类学、系统发育和食性。     

中国人牙齿形态测量分析——近代人群上、下颌前臼齿齿冠轮廓形状及其变异

采用基于标志点的几何形态测量方法对在河南和湖北地区考古遗址出土的291颗近代人群上、下颌前臼齿(P1=72; P2=72; P1=73; P2=74)齿冠轮廓形状(包括外轮廓及内轮廓形状) 进行了分析。结果显示: P1齿冠轮廓基本对称, 颊侧部分向近远中方向突出; 齿尖夹角区呈不规则狭长菱形, 舌侧尖向近中方向偏移。P2齿冠轮廓对称,颊侧部分向近远中方向的突出程度存在明显的个体差异; 齿尖夹角区由于舌侧尖向近中方向偏移而呈不规则菱形。P1和P2内外轮廓形状具有明显的重叠范围。P1齿冠轮廓不对称, 齿冠近中舌侧部分内缩; 齿尖区靠近近中舌侧, 近似方形。P2齿冠轮廓基本对称; 齿尖区靠近齿冠中央, 因近中舌侧尖向近中方向偏移而呈不规则狭长菱形。P1和P2内外轮廓形状重叠范围很小。P1、P2齿冠和齿尖夹角区各个部分所表现出来的变异大小、方式基本相同; 依据齿尖与齿冠基底边缘的距离大小可以将P1分为两种类型, 依据颊侧部分向近远中方向的突出程度可以将P2分为两类。P1、P2变异相对于上颌两颗前臼齿来说较大, 且变异主要集中在齿冠的近远中舌侧、齿尖夹角区的后凹点和舌侧尖;两者的变异大小范围稍有差别; P1和P2主要分为三类, 区别在于颊舌径和近远中径的大小比例、齿尖区后凹点和舌侧尖的位置上。异速生长分析显示所有四颗前臼齿的大小变化对轮廓形状的影响不大。     

现代各主要人群额骨3D几何形态的对比

额骨是连接面颅和脑颅的重要头骨组成部分,关于现代各个人种的额骨形态是否存在明显的差别,这些人种额骨的基本形态如何,变异范围以及与其他人群的相似与差异等问题都尚未完全厘清。而额骨的很多特征由于技术手段的限制很难进行测量和准确的描述比较。鉴于这些问题,本文将采用基于三维表面半标志点的几何形态测量方法,研究东亚现代人额骨的表面形态及其变异范围,并与欧洲,东南亚,美洲,非洲以及澳洲的现代人群的额骨形态进行对比,为对比不同人群的形态研究建立基础数据。结果显示,额骨形态的变异主要表现在:1)额骨鳞部的额结节和正中矢状脊共同向前隆起或回缩以及相对额骨宽度;2)眉弓的粗壮程度,额结节的侧向发育程度和正中矢状脊的发育情况。为了进一步揭示中国现代人与其他人群在额骨形态上的关系,本文还探讨了额骨大小在不同人群中的差异。结果显示,东亚现代人和欧洲现代人额骨中心大小值的中位数最大,澳洲现代人的最小。东亚现代人的额骨形态与澳洲,欧洲和非洲均有非常显著的差异。为了检验额骨的形态是否与遗传距离一致,作者还对额骨形态距离和遗传距离做了相关性分析。结果显示,不同人群的额骨形态与其遗传距离呈显著的相关性,说明本研究结果中不同人群额骨形态上的差异大小可以在一定程度上反映其遗传距离,并可能进一步反映人群历史。东亚现代人的额骨平均形态在与各个人群比较过程中表现出一致性特征,可能在一定程度上反映了东亚现代人群的进化过程是相对独立的。未来额骨的三维几何形态测量可通过扩大标本数量进一步探讨不同性别和不同演化阶段之间的差异。     

现代各主要人群中面部3D几何形态的对比

中面部的形态是个人识别的重要依据,并且长期以来都在各人种的形态对比研究中占有重要的地位。而中面部骨骼形态复杂,骨骼表面不规则,很难用传统的方法来进行测量和比较。本文采用基于三维表面半标志点的几何形态测量学研究东亚现代人中面部的形态及其变异范围,并与其他各大地理位置中的现代人群的中面部形态进行对比,为人类演化和对比不同人群的形态研究建立基础数据。本研究结果显示中面部形态能够大致区分各个现代人群,其中东亚现代人与除美洲印第安人以外的所有现代人的中面部形状之间都具有较为明显的差异。东亚现代人与澳大利亚和非洲的现代人中面部形状之间的差别最明显,而与欧洲和东南亚现代人的分布范围有部分重叠。东亚现代人群中面部的平均形状却具有非常明显的特点:沿着正中矢状面的结构回缩,而两侧的结构向前方和两侧突出。而其他现代人群的中面部平均形状则呈现出相反的特征,即沿着正中矢状面的结构为突出,而两侧的结构回缩的特征。这些特点在东亚发现的化石人类标本中也有很高的发生率,这表明这些中面部特征在东亚人类进化的序列是连续的,并无受到干扰的迹象。     

人类股骨断面面积与形状的不对称性——基于三维激光扫描的形态测量分析

人类股骨横断面面积、形状及其左右侧差异记载的人类演化、人群差异及生存活动的重要信息一直为古人类学研究所关注。多年来, 对股骨断面的研究通常采用破坏性地切割或者制作模型的方法。本文利用三维激光表面扫描技术, 无损、快捷、方便地获取了20对现代中国人左右侧股骨外轮廓的三维数据, 采用CAD软件及几何形态测量方法对两侧股骨断面轮廓的大小及形状进行了对比和分析。初步研究结果发现: 两侧股骨的横断面相对面积差异极其显著, 绝对面积差异不显著, 不对称方式表现为波动不对称性, 而不是偏向不对称性; 个体之间两侧股骨横断面外轮廓形状的波动不对称性极其显著, 偏向不对称性虽有差异但不显著; 平均形状和面积分析结果似乎表明股骨稍有偏左侧优势。虽然本文所采用的标本量有限, 所得出的结论需要更多标本的进一步验证, 但是, 本文的研究结果提示利用三维激光扫描技术获取股骨横断面外轮廓数据, 并采用形态测量方法分析确实能够揭示出一些以往研究方法不能发现的重要信息, 这种研究骨骼不对称性的新方法值得进一步的应用。     

物体形态的三维测量技术

人体测量学 (anthropometry)是人类学的一门分支学科 ,主要研究人体测量和观察方法 ,并通过人体整体测量与局部测量来探讨人体的特征、类型、变异和发展规律 (邵象清 ,1 985)。人体测量在医学、人类学、考古学研究中很重要。传统的人类学测量方法是用直脚规、弯脚规、三脚平行规、特殊量角器等专用仪器 ,量度人体或骨骼表面两点间的直线距离或弧线长度 ,以及线、面间的角度。测量的准确度和速度均有一定的局限性 ,而且获得的是一维数据。众所周知人体及人类骨骼为复杂的三维结构 ,一维的数据结果难以真正充分体现人体或骨骼的某些特征 ,为此…     

现代人头骨断面轮廓的性别鉴定——基于几何形态测量的研究

人类头骨在大小、粗壮度和形状上具有性别差异。长期以来,性别鉴定的方法主要是根据头骨的大小和粗壮度,用肉眼进行粗略观察。受研究方法的限制,忽略了头骨细微的解剖结构及形状差别。为获取头骨性别差异的更多信息,探究头骨断面轮廓的性别差异,本文选用距今300年左右墓葬出土的云南现代人成年男性和女性头骨各30例作为研究材料,利用3D激光扫描技术及逆向工程软件提取头骨断面的外轮廓信息,在此基础上,采用几何形态测量方法对头骨冠状面、矢状面的外轮廓形状的性别差异进行了比较。研究结果显示:男女头骨在冠状面、正中矢状面顶骨部、正中矢状面枕骨部的形状上性别差异不显著,而在正中矢状面额骨部的形状上差异显著。本文对于古人类学和体质人类学鉴定人类头骨的性别差异,以及探讨不同地区、不同时代人群头面部形状的变异具有一定的参考价值。     

现代人头骨断面轮廓的性别鉴定——基于几何形态测量的研究北大核心CSCDCSSCI

人类头骨在大小、粗壮度和形状上具有性别差异。长期以来,性别鉴定的方法主要是根据头骨的大小和粗壮度,用肉眼进行粗略观察。受研究方法的限制,忽略了头骨细微的解剖结构及形状差别。为获取头骨性别差异的更多信息,探究头骨断面轮廓的性别差异,本文选用距今300年左右墓葬出土的云南现代人成年男性和女性头骨各30例作为研究材料,利用3D激光扫描技术及逆向工程软件提取头骨断面的外轮廓信息,在此基础上,采用几何形态测量方法对头骨冠状面、矢状面的外轮廓形状的性别差异进行了比较。研究结果显示:男女头骨在冠状面、正中矢状面顶骨部、正中矢状面枕骨部的形状上性别差异不显著,而在正中矢状面额骨部的形状上差异显著。本文对于古人类学和体质人类学鉴定人类头骨的性别差异,以及探讨不同地区、不同时代人群头面部形状的变异具有一定的参考价值。     

枕骨三维形态在现生人群间的变异

与面颅、脑颅和颅底不同,枕骨与人群间遗传信息的关系不明确且研究较少.传统形态测量方法对枕骨的研究难以全面反映枕骨的形态信息.为更加精细地探究枕骨形态与人群的关系,本文以亚洲、非洲和欧洲地区的103例现生男性头骨为研究对象,通过三维几何形态测量和多元统计分析的方法对枕骨三维形态和异速生长模式在人群间的差异进行了研究.研究...     

鳜牙齿形态结构及与不同种属间比较观察

牙齿是肉食性鱼类重要的摄食器官.为探究鳜(Siniperca chuatsi)牙齿形态结构,采用解剖镜观察了鳜牙齿分布、形态与数量.并比较其与大眼鳜(S.kneri)、斑鳜(S.scherzeri)及中国少鳞鳜(Coreoperca whiteheadi)牙齿差异.采用茜素红染色、组织切片、扫描电镜、X射线能谱及红外光...     

Electron-microscope study of the dentine-enamel junction of kangaroo (Macropus giganteus) teeth using selected-area argon-ion-beam thinning

Summary Transmission electron microscopy of selected-area argon-ion-beam thinned kangaroo (Macropus giganteus) enamel revealed a complex ultrastructure in the region of the dentine-enamel junction (DEJ). Characteristic features were multiple branching of dentinal tubules, rejoining of enamel tubules, elongated defects, extended protrusions of dentine into enamel, two types (A and B) of hypomineralized enamel and a continuity between dentinal and enamel tubules. In the intertubular regions of the DEJ a complex intermingling of finer enamel and dentine crystals, similar to that found in human enamel, was observed. The varicosities observed in the light microscope were a combined optical effect caused by the hypomineralized (type A) enamel and the branching and rejoining of the enamel tubules.     

Stereophotogrammetric analysis of occlusal morphology of extant hominoid molars: phenetics and function

Because teeth are commonly preserved in the fossil record, dental remains have often been employed in estimating evolutionary relationships among fossil hominoids. This is appropriate, however, only to the extent that dental morphology is phylogenetically informative. I have used phenetic analytic techniques to assess whether hominoid molars are likely to be useful for phylogenetic inference. Thirty-four occlusal landmarks for first and second molars were chosen; seven on each maxillary and ten on each mandibular tooth. Three-dimensional locations of these points were determined from stereophotographs of dental arcades of more than 260 specimens from six taxa (gorilla, chimpanzee, human, orangutan, siamang, and gibbon). Analytic emphasis was on canonical variates analyses of landmark coordinates for mandibular and maxillary second molars, adjusted for intergroup size differences. There is little correspondence between the systematic implications of hominoid molar morphometrics and reliable estimates of evolutionary propinquity based on interhominoid biomolecular similarities. The former seem to have been determined largely by dietary constraints. Although this suggests the possibility of using the protocol employed here to infer diets of fossil hominoids, molar crown measurements seem unlikely to serve well as phylogenetic indicators in the Hominoidea.     

元谋古猿下颌臼齿三维立体特征

采用欧氏距离矩阵分析（EDMA）方法对72枚元谋古猿及作为对比样本的10枚禄丰古猿、现生大猿类和人类下颌臼齿齿冠13个测量标志点三维测量数据的统计分析显示：元谋古猿在下颌臼齿齿冠三维形态测量特征上与禄丰古猿最为接近。与现生大猿类及人类相比,元谋古猿和禄丰古猿均与人类之间呈现出非常显著的差异,而与猿类较为接近。它们两者及生大猿类均与人类之间具有许多共同的差异表现特点。元谋古猿在下颌臼齿三维测量特征方面与三种现生大猿类各自之间的差别表现相似。其中,元谋古猿与猩猩之间的牙齿形态特征上似乎更为接近。但目前对这些特征相似差异的含义尚难以确定。     

Do modern humans and Neandertals have different patterns of cranial integration?

Studies of cranial differences between modern humans and Neandertals have identified several characteristics for which the two groups differ in their mean values, the proportional relationships with other traits, or both. However, the limited number of fairly complete Neandertals has hindered investigations into patterns of integration – covariance and correlation among traits – in this fossil group. Here, we use multiple approaches specifically designed to deal with fragmentary fossils to test if metric cranial traits in Neandertals fit modern human patterns of integration. Based on 37 traits collected from a sample of 2524 modern humans from Howells’ data set and 20 Neandertals, we show that overall patterns of cranial integration are significantly different between Neandertals and modern humans. However, at the same time, Neandertals are consistent with a modern human pattern of integration for more than three-quarters of the traits. Additionally, the differences between the predicted and actual values for the deviating traits are rather small, indicating that the differences in integration are subtle. Traits for which Neandertals deviate from modern human integration patterns tend to be found in regions where Neandertals and modern humans are known to also differ in their mean values. We conclude that the evolution of patterns of cranial integration is a cause for caution but also presents an opportunity for understanding cranial differences between modern humans and Neandertals.