近日，山东大学文化遗产研究院与南非金山大学合作，在美国《公共科学图书馆·综合》（PLoS ONE）杂志上发表了题为“Three-dimensional geometric morphometric studies of modern human occipital variation”（现代人枕骨的三维形态研究）的论文，揭示出枕骨三维形态在性别和人群间的变化趋势，为今后古人类学和体质人类学的研究提供了基础数据和参考。山东大学文化遗产研究院讲师张亚盟博士为该论文第一作者和通讯作者。

一直以来，传统形态测量方法对于枕骨的研究较为局限。使用枕骨进行性别鉴定主要局限于非测量性状的观察，而根据枕骨大孔和枕髁尺寸进行性别鉴定的研究远没有达到足够高的准确率。此外，对于枕骨人群差异的研究也局限于某些测量性状，很难全面的反映枕骨的形态信息。而近年来，CT扫描的普及和几何形态测量的广泛应用极大地弥补了传统形态测量研究的不足，使得我们对于骨骼表面形态信息的提取更加全面，分析更加细致，结果的展示也更加直观。

研究者使用显微CT扫描获取了214例亚洲、非洲和欧洲现代人头骨的三维数据，在枕骨上选择了11个三维标志点，进行了几何形态测量分析和多元统计分析，包括普氏多元协方差分析(Procrustes MANCOVA)、多元线性回归、主成分分析、异速生长分析等。

研究结果表明，性别和人群两个变量对于枕骨形态具有显著影响，且分别解释了1.3%和9.6%的枕骨形状变异。主成分分析的结果表明，枕骨主要形状变异体现在枕平面和项平面的相对比例上，其次为星点在前后、近中-远中以及高低位置的变化上（图一和图二）。枕骨的中心大小表现出明显的人群差异和性别差异，具体表现为男性大于女性；欧洲人群大于非洲人群，二者均大于亚洲人群，且人群差异的模式在两性中表现一致。

图一 主成分散点图显示不同人群PC1和PC2得分的分布

图二 枕骨三维形状从PC1和PC2最小到最大值处的变化

异速生长的分析表明，较大的枕骨拥有较为倾斜的斜坡和相对较小的枕骨大孔（图三）。结合前人的研究，我们认为前者可以用“空间包装”假说来解释，即更加弯曲的颅底形态是为了适应较大的脑量。而后者似乎可以用脊髓与大脑具有不同的异速生长趋势来解释，即与大脑相比，脊髓的异速生长系数更小，因此若以枕骨大小作为大脑的参照，枕骨大孔则反映了脊髓的大小趋势。

图三 较小（蓝色）到较大（粉色）枕骨的异速生长三维形状变化（a俯视图，b侧视图）

最后，研究者认为，尽管枕骨三维形态在性别和人群间差异显著，但是二者解释的形状变异较少，并不适合应用于性别或人群鉴定。枕骨形状变异主要还是由其他因素造成的，例如个体发育、功能适应和环境等因素。(文/张亚盟)

文章链接：https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245445