熊类头骨的三维几何形态学初步研究

三维激光扫描技术在骨骼形态学研究中得到越来越广泛的应用。运用激光扫描可得到骨骼三维几何形态学的全部信息,用于骨骼形态的定量分析,对于建立客观的分类指标以及形态生态学研究有重要意义。本研究以大熊猫、亚洲黑熊、棕熊和北极熊为研究对象,为亚洲黑熊、棕熊和北极熊的共计28件头骨和对应下颌建立三维模型,提取熊类下颌的9个形态测量的比例指标和头骨的15个形态测量的比例指标,对下颌和头骨进行数学建模。使用Weka的J48算法,构建决策树,成功实现了模式分类。又在上述三维模型的基础上,确定了23个下颌形态标志点和29个头骨形态标志点;以标志点的三维坐标为初始变量,进行主成分分析,比较4种熊类的下颌和头骨形态差异。结果显示大熊猫的下颌和头骨形态与其他3类熊差别显著;棕熊的头骨和下颌形态介于黑熊和北极熊之间。在此基础上,以同样方法将一例大熊猫小种化石头骨与4种现生熊类头骨形态进行比较,结果显示大熊猫小种头骨形态与现生大熊猫相似,而又不在其种内差异的形态区间内。除去大小因素,大熊猫小种在头骨形态上与现生大熊猫仍有一定差异,略倾向于杂食熊类。