用于研究古老骨骼的新技术：对赖林根（Reilingen）和埃林斯多夫（Ehringsdorf）尼安德特人骨骼迷路进行的形态测量学与微分形态测量学分析

《The Anatomical Record》：New techniques for old bones: Morphometric and diffeomorphometric analysis of the bony labyrinth of the Reilingen and Ehringsdorf Neandertals

本研究通过三维几何形态学和形态测量学分析中更新世Reilingen和Ehringsdorf个体的内耳结构，并与Sima de los Huesos、Krapina及晚期尼安德尔人比较。结果表明两者具有晚期尼安德尔人的内耳形态，支持复杂人口动态和模块化演化的观点，挑战了线性积累模型。

　　在人类进化研究中，内耳结构，特别是骨迷路（bony labyrinth）的形态，一直是评估古人类亲缘关系和演化模式的重要指标。特别是尼安德特人（Neandertals）这一物种，其内耳形态表现出一些非常显著的特征，如后半规管位置较低，以及耳蜗（cochlea）的转弯数量非常少。这些特征使得内耳成为识别和研究尼安德特人化石的关键区域。然而，关于这些“经典尼安德特人”特征是如何逐步形成的，至今仍然存在争议。因此，研究那些最早的尼安德特人化石，例如来自Reilingen和Ehringsdorf的个体，对于理解尼安德特人的演化过程具有重要意义。尽管它们的分类和演化地位仍存在争议，但通过采用先进的分析技术，我们得以更深入地探讨它们的内耳形态，并揭示其在尼安德特人演化中的作用。

内耳结构不仅在人类进化中具有显著的遗传控制，而且在发育过程中高度保守。这使得它成为评估古人类亲缘关系和演化模式的优良工具。通过利用3D几何形态学分析，我们能够对这些化石的骨迷路形态进行详细研究，并将其与尼安德特人和现代人样本进行比较。我们的研究发现，Reilingen和Ehringsdorf的骨迷路形态在很大程度上已经呈现出晚期尼安德特人所具有的特征。这一发现挑战了传统的“渐进式演化”模型，即认为尼安德特人的特征是随着时间推移逐步积累的。相反，它支持了一种更为复杂的“镶嵌式演化”模式，即不同区域的骨骼结构可能以不同的速率演化，从而形成了多样化的骨迷路形态。

从形态学角度来看，Reilingen和Ehringsdorf的个体在骨迷路中展现出混合的原始特征和高度衍生的特征。这些特征与经典尼安德特人的骨迷路形态有相似之处，但也与更早的“直立人”或“原始智人”存在一定的关联。这种形态的混合性表明，尼安德特人的演化过程并不是线性的，而是呈现出一种多变的模式。通过分析这些个体的骨迷路形态，我们发现它们在很大程度上已经具备了晚期尼安德特人的一些典型特征，如后半规管和侧半规管的尺寸、位置以及耳蜗的结构。这些发现为理解尼安德特人的演化提供了新的视角，并揭示了尼安德特人与其他古人类之间的复杂关系。

在研究过程中，我们采用了多种分析方法，包括主成分分析（PCA）和聚类分析（cluster analysis），以评估不同群体之间的形态差异。结果显示，Reilingen和Ehringsdorf的个体在很大程度上与其他晚期尼安德特人样本相似，而在某些特征上又与早期的Sima de los Huesos人类或Krapina尼安德特人存在一定的差异。这种差异表明，尼安德特人可能在不同的地理区域和时间阶段中表现出多样化的演化轨迹，而不仅仅是单一的演化路径。此外，这些个体的耳蜗形态也显示出一定的衍生特征，与晚期尼安德特人相似，但在某些方面又与更早的样本存在差异。

这些研究结果对尼安德特人的演化模式提出了新的挑战。传统的模型认为，尼安德特人的特征是随着时间推移逐步积累的，但我们的研究显示，某些特征可能在更早的阶段就已经出现，并且在某些个体中已经呈现出晚期尼安德特人所具有的形态。这表明，尼安德特人的演化过程可能比我们之前认为的更为复杂。此外，研究还表明，尼安德特人的骨迷路形态可能是在多个区域中独立演化，而不仅仅是单一的演化路径。这种区域性的演化模式支持了尼安德特人可能属于一个高度变异的“元种群”（metapopulation）的观点，这一元种群可能在不同时间和地点中表现出不同的演化特征。

此外，研究还发现，尼安德特人的耳蜗形态可能受到多种因素的影响，包括遗传漂变、自然选择以及环境变化。这些因素可能在不同时间阶段中对尼安德特人的演化产生不同的影响。例如，Krapina样本中耳蜗的某些特征可能与晚期尼安德特人相似，但也表现出一定的独特性，这可能反映了该群体在特定环境下的演化过程。同时，Reilingen和Ehringsdorf的个体也显示出类似的特征，表明它们可能属于同一演化阶段的群体。

这些研究结果不仅加深了我们对尼安德特人骨迷路形态的理解，还揭示了尼安德特人与其他古人类之间的复杂关系。它们的形态特征表明，尼安德特人可能并不是一个单一的演化分支，而是在不同时间阶段和地理区域中表现出多样化的演化模式。这种多样化的演化模式可能与当时的环境变化、种群结构以及基因流动等因素有关。此外，这些发现还表明，尼安德特人的演化过程中可能存在某些“瓶颈”事件，这些事件可能导致了某些特征的固定，而其他特征则在随后的演化过程中逐渐消失。

总的来说，这些研究结果为理解尼安德特人的演化提供了新的视角。它们表明，尼安德特人的骨迷路形态可能在更早的阶段就已经呈现出晚期尼安德特人的特征，而这些特征的固定可能发生在Krapina之后。此外，这些发现还强调了尼安德特人与其他古人类之间复杂的演化关系，以及尼安德特人演化过程中可能存在的区域性和时间性差异。这些差异可能反映了尼安德特人与其他古人类之间的互动，以及他们在不同环境下的适应性演化。因此，这些研究结果不仅对尼安德特人的演化模式提供了新的见解，也为理解人类进化过程中不同区域和时间的演化动态提供了重要的依据。