Articles

Rozdział wprowadzający-Morphometric Studies: Beyond Pure Anatomical Form Analysis

Morphometrics (or morphometry)1 odnosi się do badania zmienności kształtu narządów i organizmów oraz ich współzawodnictwa z innymi zmiennymi : „Morphometrics deals with the fusion of geometry and biology, morphometrics deals with the study of form in two‐ or three‐dimensional space” . Shapencompasses, together with size , the formin Needham ’ s equation (1950), two aspects with different properties.

produkcja naukowa w dziedzinie morfometrycznej wzrosła dramatycznie w ciągu ostatnich kilku dekad. Nie wątpię, że w dużej mierze wynikało to z łatwo dostępnych i (zazwyczaj) dość wszechstronnych programów komputerowych, tańszych i mocniejszych komputerów osobistych oraz bardziej wyspecjalizowanego i tańszego sprzętu do pozyskiwania danych surowych: „na szczęście społeczność morfometryczna jest pełna teoretyków, którzy również generują oprogramowanie, a zatem dostępnych jest wiele pakietów” .

dlatego, oprócz „klasycznych” narzędzi do pozyskiwania danych (takich jak obrazy), istnieje obecnie szerokie spektrum bardzo zaawansowanych technologii, dzięki czemu pomiary dowolnego typu są łatwiejsze, o większej rozdzielczości, trójwymiarowe, mniej inwazyjne i bardziej złożone: tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, ultradźwięki, Skanery powierzchniowe i inne trójwymiarowe urządzenia do zbierania danych, Skanery.2 przykładem tego „nowego wieku technologicznego” jest oszacowanie powierzchni ciała (BSA). Oszacowanie BSA można prześledzić do 1793 roku, kiedy Abernathy bezpośrednio zmierzył powierzchnię głowy, dłoni i stopy u ludzi za pomocą trójkątnego papieru, szacując pozostałe segmenty ciała za pomocą geometrii liniowej . Podobnie u zwierząt wstępne dane BSA uzyskiwano przez przyklejenie pasków mocnego papieru manilskiego, gumowanego z jednej strony, do włosów zwierząt lub zwinięcie obrotowego metalowego cylindra o znanym obszarze, przymocowanego do licznika obrotów . Ostatnio jednak zastosowano skomplikowane techniki , takie jak tomografia komputerowa, które niewątpliwie poprawiły jakość (precyzję, łatwość) danych (i szczerze mówiąc, nie wyobrażam sobie, aby żywa fretka była owinięta w kartkę papieru, aby oszacować jej BSA!).

tutaj w porządku jest osobisty komentarz. Rozważania te nie zostały opracowane zgodnie z żadnymi głębszymi rozważaniami teoretycznymi. Są one oparte głównie na osobistych doświadczeniach pracy z morfologią w różnych kontekstach. Ich celem jest zapewnienie intuicyjnego przeglądu tego, w jaki sposób i w jakim celu można zastosować morfologię, a nie próba sformułowania ścisłej tezy. Być może nie trzeba dodawać, że jest to Tekst mający na celu przedstawienie pewnych osobistych poglądów na temat morfometrii i morfologii, a nie próba wyczerpującej prezentacji literatury na ten temat. Przedstawiona Bibliografia jest po prostu po to, aby rzeczy miały większy sens i aby pokazać, w jaki sposób uzasadniam pewne założenia dotyczące pojmowania przedstawionych idei.

kontynuujmy. Obecne oprogramowanie do morfometrii może analizować dane niezależnie od ich pochodzenia i zwykle pozwala na budowę odpowiednich obrazów (rola reprezentacji wizualnych jest bardzo ważna w morfometrii, chociaż algorytmy czasami nie mogą pokazać całkowicie dokładnych wyników, na przykład dlatego, że nie są dobrze przystosowane do dyskretnych RAM).

Morfometria była początkowo wykonywana na organizmach („Morfometria jest po prostu ilościowym sposobem adresowania porównań kształtu , które zawsze interesowały biologów”), wydobywając informacje za pomocą operacji matematycznych. Narzędzia metod morfometrycznych początkowo stosowane do badania jedynie formy (rozmiar + kształt)3 mogą być stosowane w innych dziedzinach niebiologicznych. W tym kontekście „analiza morfometryczna” odnosi się do analizy formy w ramach danej dyscypliny naukowej, w której termin ten jest używany, w tym form niebiologicznych. Wiele pojęć morfometrycznych można jednak uogólnić na hipotezy niebiologiczne, a ich zastosowania nie są obecnie ograniczone do zastosowań biologicznych. Mamy więc teraz wiele gałęzi morfometrii, które pojawiły się jako praktyka ich własnych, takich jak „geomorfometria” i „archeometria” . Dla szerszej wizji zastosowań morfologii zaleca się zapoznanie się z publikacjami Zwicky 'ego, które są wymienione na stronie internetowej Fundacji Fritza Zwicky’ ego (FZF) pod adresem: http://www.zwicky‐stiftung.ch/index.php?p=6|8|8&url=/Links.htm. Ponadto obecne morfologiczne narzędzia matematyczne mają podobne zalety, gdy są stosowane do badania cech „innych niż forma”: koloru , wzorców pigmentacji, faktur itp. Ma to również miejsce w przypadku znaków merystycznych (policzalnych) (np. promienie płetw u ryb, foramina głowowa u czaszek itp.).

z tą dostępnością wielu ułatwień obliczeniowych i tak szerokim spektrum zastosowań, obecne badania morfometryczne nie mogą być po prostu stosowane w tak szerokim zakresie dziedzin, ale wymagają również połączenia wielu dyscyplin. Wszystkie te czynniki składają się na złożone zadanie, które nie powinno wykraczać poza nasze możliwości jako zwykłych naukowców. Morfometria w coraz większym stopniu wymaga integracyjnego podejścia badawczego, oprócz dobrego zrozumienia matematycznych lub logicznych podstaw rozważanego podejścia.

podsumowując, możemy dać wiele odpowiedzi na podstawie dowolnej motywacji pomiaru, nie tylko formy, morfemu, na ciałach biologicznych. Ważne pytanie w analizach morfometrycznych jest często bardziej związane koncepcyjnie z tym, jak i co mierzymy, niż z tym, jak powinniśmy postępować matematycznie. Na przykład, te same próbki mierzone za pomocą morfometrii geometrycznej lub morfometrii liniowej wykazują zupełnie inne wyniki, chociaż statystyczne analizy wielowymiarowe są podobne (porównując, na przykład, , jest jasne, jak wyniki mogą się zmieniać w zależności od samej różnicy w tym, jak surowe dane zostały uzyskane (oczywiście mam na myśli technikę, a nie Jakość)).

Morfologia4 „odnoszą się do badania związków strukturalnych między różnymi częściami lub aspektami przedmiotu badania”. Obejmuje więc aspekty wyglądu zewnętrznego (kształt, rozmiar, struktura, kolor, wzór, tj., morfologia zewnętrzna lub eidonomia), a także forma i struktura części wewnętrznych, takich jak kości i organy, czyli morfologia wewnętrzna (lub anatomia) 5. Nie tylko cechy wewnętrzne, ale także inne cechy zewnętrzne mogą być zatem analizowane matematycznie za pomocą metod morfometrycznych. Mamy wtedy ogromną chmurę badań w całkowicie morfologicznym—a nie tylko morfometrycznym-polu: okazy biologiczne lub niebiologiczne, nad formą lub bardziej cechami strukturalnymi itp. Na przykład, w badaniu kopalni 322 jaj należących do różnych ras i odmian kur katalońskich (dane niepublikowane, ale dostępne na życzenie autora), sama analiza kształtu (przy użyciu 3 klasycznych deskryptorów „powierzchnia jaja”, „objętość jaja” i „wskaźnik kształtu” ) pozwoliła na 3,7% prawidłowych identyfikacji. Gdy analiza obejmowała świeżą masę (co można zinterpretować jako rozmiar), wzrosła do 18,0%; a gdy badane cechy obejmowały kolor (kremowy lub barwiony, biały lub brązowy), udana klasyfikacja osiągnęła 20,8%. Jest to tylko przykład tego, w jaki sposób wyniki można uzyskać za pomocą procesu produkcyjnego—w niektórych przypadkach złożonego—ale na który będą miały wpływ decyzje dotyczące hipotezy, a nie dane matematyczne algorytmy.

podsumowując, morfometrię, będącą gałęzią statystyki, należy postrzegać jako gałąź morfologii w najszerszym tego słowa znaczeniu.6 Ponadto, podkreślając szeroki Składnik morfologii, nie wykluczamy znaczenia jego składnika matematycznego.