
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
采猎人群髂骨形态生长变异的多维度解析:气候适应与中性进化的发育证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月01日 来源:Journal of Human Evolution 3.1
编辑推荐:
本研究通过几何形态测量学(geometric morphometrics)分析4个采猎人群(n=161)的髂骨发育轨迹,首次揭示髂骨形态变异从出生即呈现种群特异性模式。研究推翻"活动模式塑性假说",证实气候适应(ecogeographic adaptation)和中性进化(neutral evolution)是主要驱动因素,为理解化石人骨盆差异提供全新发育视角。
人类骨盆形态长期被视为双足行走、脑容量增大和分娩需求间的进化妥协产物。然而近年研究发现骨盆具有惊人的生物可塑性(biological plasticity),成年人群间存在的骨盆形态差异何时形成、受何因素影响仍不清楚。这项发表在《Journal of Human Evolution》的研究,通过分析四个采猎人群的髂骨发育模式,揭示了气候适应与遗传漂变在塑造骨盆形态中的核心作用。
研究团队采用几何形态测量学技术,对来自两个陆地采猎人群(南非Later Stone Age/LSA和印第安纳Indian Knoll)和两个海洋资源依赖人群(阿拉斯加Point Hope和努纳武特Sadlermiut)的161例髂骨标本进行三维扫描。通过设置11个固定标志点和100个滑动半标志点,运用主成分分析(PCA)和回归分析探究形态变异规律。
主要研究结果
3.1. 主成分分析概述
主成分分析显示PC1(30.50%变异)捕获髂骨长度与宽度变异,PC2(22.88%)反映髂嵴曲度变化。高纬度人群(Sadlermiut和Point Hope)在PC1上显著聚集,表现为相对短宽的髂骨形态,符合伯格曼规则(Bergmann's rule)的寒冷适应特征。
3.2. 组合样本分析
关键发现是种群差异从新生儿期即存在:LSA与Indian Knoll聚集于PC1负端(窄长型髂骨),Sadlermiut与Point Hope位于正端(短宽型)。这种分化模式在生长发育过程中保持稳定(p<0.001),否定活动模式塑性的假说。
3.3. 个体样本发育轨迹
各人群PC1均与年龄显著相关(p<0.001),但LSA样本变异度最高(R2=0.225),反映非洲人群更大的遗传多样性。Sadlermiut样本形态最均质(PC1解释40.04%变异),可能与北极环境的强选择压力有关。
3.4. 异速生长效应
回归评分(regression scores)与中心大小(centroid size)呈强线性相关(R2=0.839),证实异速生长(ontogenetic allometry)是髂骨形态变异的重要驱动因素。
3.5. 性别二态性
对23例青少年分析发现,髂骨性别差异在青春期前不明显,与成人显著分离模式形成对比,提示性选择主要在青春期后发挥作用。
讨论与意义
这项研究颠覆了传统认知:髂骨形态的种群差异并非后天活动塑造,而是先天遗传与气候适应的结果。对尼安德特人骨盆发育研究具有启示——其新生儿髂骨已显现冷适应特征,支持"先天适应假说"。研究强调在化石分析中需采用多样化现代人对比样本,单一参照人群可能导致误判。
方法论上,该研究建立首个采猎人群髂骨发育数据库,为后续研究提供重要基线。未来纳入坐骨与耻骨分析将更全面揭示骨盆发育规律。这些发现不仅更新了人类进化认知,对理解现代人群骨盆疾病的地理差异也有潜在临床意义。
生物通微信公众号
知名企业招聘