摘要
研究目的
本研究检验了"电容器释放"(Release of the Capacitor)假说,以确定现代人类手的模块性是发育固有的基线特征,还是进化分化(parcellation)的产物。研究比较了进化整合与固有发育整合,对比了解剖学指区(anatomical rays)与数据驱动分区的可进化性,并检验了表型整合与可进化性之间的关系。
材料与方法
本研究采集了来自印度三个地区人群607名右利手成年人的1214张二维图像。通过32个同源标志点记录掌心及手指的拓扑形态。利用几何形态学方法和Procrustes方差分析(ANOVA),将表型变异分解为固有发育整合与群体水平表型整合。通过马哈拉诺比斯距离(Mahalanobis distance)评估解剖学分区和数据驱动分区间的进化分化程度,并通过自助法典范变量分析(bootstrap canonical variate analysis)进行验证。
研究结果
发育支架表现出极低的整合度,表明存在强烈的固有模块性。相反,群体水平变异显示出更高的整合度。在手部解剖学指区中,掌心枢纽和无名指成为主要进化热点;然而,自动化搜索发现跨指功能握持单元(functional grip-units)同样实现了较高的进化分化。整合度与可进化性之间呈非线性关系;高度整合的结构(如手掌)仍可通过内部重组驱动形态分化,反映了镶嵌式进化(mosaic evolution)模式。
结论
发育整合与群体水平整合之间的显著差异不支持在所采样人群中"电容器释放"假说。虽然本研究为观察性研究,但这些模式强烈提示模块性是发育固有的。手最初是一个高度模块化的发育场,但其架构在群体水平上表现出更高的整合性,包括功能区域内协调一致的变异,这可能反映了与精细灵巧性相关的需求。
利益声明
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利益冲突
作者声明无利益冲突。
数据可用性声明
原始32标志点坐标数据(TPS格式)及样本人口统计学元数据已存入Dryad数字仓库(数据集DOI:10.5061/dryad.stqjq2ckd)。


