新西兰兔颅骨三维几何形态计量学分析：性别差异对颅骨形状的影响

这篇研究采用三维几何形态计量学（3D geometric morphometrics）方法，首次系统分析了新西兰兔颅骨的三维形状差异及其性别影响。通过3D扫描和标志点（landmarks）定位，研究发现性别显著影响颅骨形状（p < 0.0001），尤其是颞区（temporal region）和内侧眼角（medial eye angle），而大小（centroid size）无显著差异。该方法为动物考古学、分类学及性别鉴定提供了高精度分析工具。

　　

引言

哺乳动物骨骼的形态分析是系统分类和进化研究的重要依据，而颅骨因其解剖复杂性和性别二态性（sexual dimorphism）成为关键研究对象。新西兰兔（Oryctolagus cuniculus L.）因颅骨尺寸适中，常被用于实验研究。传统二维形态分析存在局限性，而三维几何形态计量学（3D geometric morphometrics）通过标志点（landmarks）的笛卡尔坐标（Cartesian coordinates）量化形状差异，显著提升了分析精度。

材料与方法

样本与建模

研究选取12只1岁新西兰兔（6雌6雄）颅骨，经脱钙处理后，使用Shining 3D EinScan Pro 2X扫描仪进行三维建模，通过EXScan Pro软件生成模型。标志点定位采用Stratovan Checkpoint软件，共标记23个点（9个中线点，14个双侧点），涵盖鼻骨（os nasale）、颧弓（arcus zygomaticus）等关键区域。

统计分析

通过Procrustes叠加和主成分分析（PCA）解析形状变异，Procrustes ANOVA检验性别间差异，判别函数分析（discriminant function analysis）评估性别对形状的影响。

结果

形状变异

PCA显示PC1贡献25.47%的变异，集中于颞区（LM18-25）和内侧眼角（LM8-11），其次为切牙骨（incisive bone, LM4-5）。PC2（21.73%）变异与PC1相似。雌性个体聚类更集中（图5）。

性别差异

Procrustes ANOVA证实性别对形状影响显著（p < 0.0001），但颅骨大小无差异（p = 0.19）。回归分析表明大小对形状有微弱影响（p < 0.002）。判别分析中，马氏距离（Mahalanobis distance）为1.9686，交叉验证误分类率33.3%（2/6）。

讨论

三维几何形态计量学在揭示颅骨性别二态性上优势显著。与人类研究（如Yong等2018年无性别差异的臼齿分析）不同，本研究明确颞区和内侧眼角的性别特异性变异，可能与咀嚼肌附着或性选择相关。对比Akkaya等（2024）的线性测量结果，3D方法更敏感，尤其对不规则骨骼（如颅骨）的分析更具优势。

应用与展望

该方法可拓展至考古学（zooarchaeology）标本的性别鉴定，且无需破坏样本。未来可结合功能形态学（functional morphology）探讨变异机制，或通过扩大样本量优化判别模型。

作者贡献与伦理

Demircio?lu设计实验并撰写初稿，Demiraslan负责数据分析，Ko?yi?it参与修订。研究经Harran大学动物伦理委员会批准（2024/008/07），无利益冲突声明。