三维摄影测量几何形态计量学揭示社鼠属颅骨种间差异及其分类学意义

本研究针对社鼠属(Microtus)物种因形态相似性和核型变异导致的分类难题，采用摄影测量(PH)构建3D颅骨模型，结合几何形态计量学(GM)分析，证实3D形状数据能有效区分近缘物种，为形态学相似类群的分类提供了高精度方法，成果发表于《Zoologischer Anzeiger》。

　　

社鼠属(Microtus)作为啮齿动物中物种最丰富的类群之一，长期因形态相似性、核型变异和分子差异陷入分类困境。尤其在土耳其等分布中心区域，Microtus dogramacii、M. anatolicus等近缘物种的鉴别依赖传统线性形态测量(如判别函数分析)和二维几何形态计量学(2D GM)时效果有限，亟需更精确的形态分析技术。

为解决这一难题，土耳其埃尔吉耶斯大学的研究团队创新性地将摄影测量(Photogrammetry, PH)技术引入小型哺乳动物研究，通过多角度拍摄构建社鼠属5个物种的颅骨三维模型，首次系统比较3D几何形态计量学(3D GM)与2D方法的分类效能。研究发现，即使对于二倍体染色体数相同(M. guentheri-M. hartingi: 2n=54；M. anatolicus-M. schidlovskii: 2n=60)或传统方法无法区分的物种组合，3D形状数据仍能实现高达95%的分类准确率，显著优于线性形态测量。该成果发表于《Zoologischer Anzeiger》，为形态保守类群的分类学提供了新范式。

关键技术包括：1) 野外采集土耳其境内5种社鼠标本(n=54)，通过染色体核型(2n=48-60)和细胞色素b(cyt b)基因测序确证物种身份；2) 采用Agisoft Metashape软件进行多视角摄影测量，生成亚毫米级精度的3D颅骨模型；3) 设置32个解剖标志点进行3D GM分析，结合主成分分析(PCA)和典型变量分析(CVA)量化形状差异；4) 与既往2D GM数据进行跨方法比较。

【Sample collection, chromosome and moleculer analyses】
研究团队通过分子系统发育树(BI树)和核型分析确认样本分类可靠性，发现M. dogramacii(2n=48)与M. schidlovskii(2n=60)形成独立分支，支持其物种有效性。

【Chromosomal and molecular results】
细胞色素b系统发育显示所有物种形成高支持率单系群(后验概率pp=0.95-1.00)，其中M. guentheri与M. hartingi虽染色体数相同但遗传距离显著，为后续形态比较奠定基础。

【Discussion】
3D GM通过捕捉颅骨立体几何特征(如颧弓曲度、枕骨突角度)，成功区分了线性测量无法鉴别的M. dogramacii-M. schidlovskii-M. guentheri组合，其分类准确率比2D GM提升12-18%。

【Conclusion】
该研究证实摄影测量3D GM在小型哺乳动物分类中的三重优势：经济性(成本仅为显微CT的1/10)、便携性(野外适用)和精确性(误差<0.1mm)。特别在社鼠属这类"形态保守但遗传分化"的类群中，3D形状变异模式与分子系统发育呈现高度一致性，为整合形态-分子数据的分类学研究提供了新思路。

研究同时指出，未来可结合深度学习算法自动提取3D模型特征，进一步提升大规模样本的处理效率。这一方法体系不仅适用于啮齿动物，对昆虫、两栖类等形态相似物种群的分类同样具有推广价值。