Morpho-Functional Analysis Using Procrustes Superimposition by Static Reference
Morpho-Functional Analysis Using Procrustes Superimposition by Static Reference
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通过静态参考使用 Procrustes 叠加进行形态泛函分析
DOI：
10.1007/s11692-018-9456-9
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发表时间：
2018
影响因子：
2.5
通讯作者：
Nyakatura
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mielke;Nyakatura
在传统的四肢长骨的几何形态测量分析，关节面和非关节结构的进化能力的差异往往仍然没有得到承认。可以表明，高空间变化的区域主导形状数据，这对于肢体长骨形状的功能解释是有问题的。我们在这里介绍了Procrustes叠加静态参考（PSSR），一种新的分析策略，旨在促进形态功能推理。该过程利用了一些参考结构（在我们的情况下，关节面）的空间约束，用于与该静态参考相关的其他子区域（例如，肌肉附着部位）的叠加。PSSR允许原始扫描数据的转换，使研究人员能够提取二维和三维子结构的几何模型，这些子结构不能有效地与地标集成。正如我们所证明的一个简单的模型分析一个肌肉附着部位，这个过程可以产生直接的功能相关性的措施。多变量分析的一组广泛的子区域表明这种类型的数据如何涉及到传统的形状坐标。xenarthran humeri的形状演变，以前已经进行了详细的研究（Milne等人，J Zool 278（1）：48-56，2009）作为测试用例。基于方差的界标子集分离的概念通过结合关于进化约束的知识来扩展数学方法。因此，PSSR的应用远远超出了长骨形状的直观案例研究。
In conventional geometric morphometric analyses of limb long bones, differences in the evolutionary capacity of articular surfaces and non-articular structures often remain unrecognised. It can be shown that areas of high spatial variance dominate shape data, which is problematic for the functional interpretation of limb long bone shape. We herein introduce Procrustes superimposition by static reference (PSSR), a novel analysis strategy that aims to facilitate morpho-functional inference. This procedure exploits the spatial constraint of some reference structures (in our case, articular surfaces) for the superimposition of other subareas (e.g. muscle attachment sites) in relation to that static reference. PSSR allows for the transformation of raw scan data, enabling researchers to extract geometric models of two- and three-dimensional substructures that cannot effectively be integrated with landmarks. As we demonstrate by a simple model analysis for one muscle attachment site, this procedure can yield measures of direct functional relevance. Multivariate analysis of an extensive set of subareas indicates how this type of data relates to conventional shape coordinates. The shape evolution of xenarthran humeri, which has previously been subject to a detailed study (Milne et al., J Zool 278(1):48–56, 2009), serves as a test case. The concept of a variance-based separation of landmark subsets expands mathematical methods by incorporating knowledge about evolutionary constraints. PSSR could therefore find application far beyond the intuitive case study of long bone shape.
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