应用于3D人属化石颅骨演化的扩展基于距离的系统发育分析

本文展示了如何利用新开发的基于距离的进化树推断方法（扩展至平面图）来分析3D几何形态测量数据。将这些方法应用于人属（Homo）中13个不同颅盖（calvaria）的3D表征，范围从约1.6 mya的 Homo erectus (ergaster) 到现代人类，得出了极为清晰的系统发育树。检验了多种进化假说。这些检验的结果包括拒绝 Homo heidelbergensis 的单系性、多地区起源假说（Multi-Regional hypothesis），以及认为不寻常的12,000年（12kya）Iwo Eleru 颅骨代表现代人的假说。相反，通过定量系统发育分析，后者被视为一个古老（200-400kya）的谱系，可能代表一个新的非洲物种 Homo iwoelerueensis。它在通向尼安德特人的谱系之后分化，并可能在过去10kya内被现代人 Homo sapiens（另一个约100kya出现的非洲人属物种）驱向灭绝。另一颗神秘颅骨，来自中东约90kya的 Qafzeh 6，似乎是三分之二接近但非解剖学现代人与三分之一古老谱系（接近于典型欧洲尼安德特人分化）的杂交体。总体而言，该树清晰暗示在过去400kya非洲地区颅盖形状变化速率加快，进而暗示底层大脑的变化加速。这种加速可能一直延续到现代人的起源。基于距离的进化树推断方法得到改进和扩展，特别关注诊断模型并实现更好拟合。这包括对输入数据进行幂变换，倾向于根 Procrustes 距离。