Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Model to generate phylogenetic missing stages of dinosaurs

Sikorska-Piwowska Z., Łukaszuk T.

Mathematica Applicanda

|

2015

|

Vol. 43, No. 2

123--143

EN

Aim of the paper is to present a mathematical method used to generate the missing stages of the evolution of fossil vertebrates. Considered excavations may be in the form of skeletons or the traces left by autopodium during locomotion of these animals. The research material contains selected dinosaurs, which features of locomotor apparatus were described in terms of chronology and habitat affiliation. They were formalized in the form of a numeric code by Sikorska-Piwowska [29]. The present paper has in view taking into account the adaptation and specialization traits of limbs and also the types of autopodium joints and basipodium specializations. The vector of binary features is assigned to each investigated form of Tetrapoda. It was taken the simplified assumption of statistical independence and equipoise of investigated features during the building of the model. There are no reasons for distinguishing any of them. The projection of the spatial image of dinosaurs’ locomotor apparatus development has the expression in the form of mathematical cladogram. This model verifies some evolution stages like origin of pre-birds lined with hypothetic form related with Coelophysis, one of the earliest known dinosaurs from upper Triassic. In such a manner Archeopteryx was left out from considerations as the ancestor of prebirds.

PL

Celem pracy jest przedstawienie matematycznej metody służącej do wygenerowania brakujących etapów ewolucji kopalnych kręgowców. Rozważane wykopaliska mogą występować w postaci szkieletów lub odcisków naskalnych. Materiałem badawczym są wybrane dinozaury, których cechy aparatu lokomocyjnego zostały opisane w kategoriach czasu i przynależności do danego środowiska oraz sformalizowane przez Sikorską-Piwowską [29]. Obecna praca ma na celu włączenie do obliczeń cech adaptacji i specjalizacji kończyn oraz typów stawów autopodium (rąk i stóp) i specjalizacji basipodium dotyczącego nadgarstka i stępu. Konstruowany jest model mający zastosowanie do testowania połączeń między badanymi formami i wyznaczania brakujących etapów ewolucji. Każda badana forma została oznaczona wektorem binarnym cech. Do budowy modelu przyjęto uproszczone założenie statystycznej niezależności i równoważności badanych cech, ponieważ nie ma podstaw do wyróżnienia którejkolwiek z nich. Projekcja form rozwojowych aparatu lokomocyjnego dinozaurów, jako punktów w wielowymiarowej przestrzeni cech, została wyrażona matematycznym kladogramem. Model ten weryﬁkuje między innymi stadia rozwojowe ptaków wiążąc je z Coelophysis - jedną z najwcześniejszych form dinosaurów pochodzących z górnego Triasu. Archaeopteryx zwany mylnie praptakiem został wykluczony z linii prowadzącej do ptaków.

2

Hominization tendencies in the evolution of primates in multidimensional modeling

Sikorska-Piwowska Z., Zalewska M., Tomczyk J., Dawidowicz A. L., Mańkowska-Pliszka H.

Mathematica Applicanda

|

2015

|

Vol. 43, No. 1

77--93

EN

The evolutionary radiation of primates determined many developmental paths among which there is a hominization tendency that leads to the emergence of the modern human. This evolution was studied on the basis of the measurements defining Morant and Sergi’s index [21], which were taken on 68 skulls of chosen adult monkeys, apes and fossil hominids. They were classified into 10 separate taxons. The skull measurements were analyzed with the help of the following methods: descriptive statistics and discriminant analysis, a method that enables spotting differences between the taxons studied on the basis of Mahalanobis distance. Moreover, analysis of variance, ANOVA, was applied as well as Tukey’s multiple comparisons and Kendall’s Ί rank correlation coefficient based on the difference in the probability of growth or decrease in one variable in relation to another one. As a result, the analysis performed showed that apes originate from the primitive forms related to the chimpanzee ( PAN taxon) and orangutan (PONGO taxon). The evolution of the baboon (PAPIO taxon) branched off form the line leading to humans at the orangutan (PONGO taxon). Gibbons are forms which differ from their evolutionary roots the most. Hominids, through their massive and gracile Australopithecus forms, led simultaneously to the emergence of Pithecanthropus, whose further evolution resulted in the neanderthal form. Modern humans have remained distinct from other primates due to simultaneous growth of cranial vault and height, which allowed for considerable brain development. This type of development can be regarded as a manifestation of a qualitative jump in the evolution of primates.

PL

Radiacja ewolucyjna naczelnych wyznaczyła wiele dróg rozwojowych a wśród nich tendencje hominizacyjną prowadzącą do powstania człowieka współczesnego. Ta ewolucja została zbadana na podstawie pomiarów tworzących wskaźnik Moranta i Sergiego [14], pobranych na 68 czaszkach wybranych małp i kopalnych hominidów w wieku adultus. Zostały one zakwalifikowane do dziesięciu odrębnych taksonów. Pomiary czaszek zostały opracowane przy użyciu statystyki opisowej i analizy dyskryminacyjnej, jako metody pozwalającej na wychwycenie różnic między badanymi taksonami co zostało przedstawione na podstawie odległości Mahalanobisa. Ponadto zastosowano analizę wariancji ANOVA wraz z porównaniami wielokrotnymi Tukeya oraz rangowy współczynnik korelacji Ί Kendalla oparty na różnicy prawdopodobieństwa wzrostu lub zmniejszania się jednej zmiennej pomiarowej względem drugiej. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że ewolucja małp człekokształtnych przebiegała od form prymitywnych, których cechy czaszki nawiązywały do zbadanych przez nas form taksonów szympansa i orangutana, a formą najbardziej odbiegającą od rdzenia ich ewolucji jest gibon. Ewolucja pawianów będzie odpowiednikiem rozwoju filogenetycznego form pośrednich prowadzących do formy orangutana. Tak więc cechy czaszki orangutana mają charakter preadaptywny, stanowiący punkt wyjścia zarówno dla małp człekokształtnych jak i zwierzokształtnych. Hominidy poprzez formy australopiteków masywnych i gracylnych doprowadziły równolegle do powstania pitekantropa, którego dalszy rozwój zaowocował w formie neandertalskiej. Człowiek współczesny pozostał odległy od wszystkich naczelnych poprzez równoczesny wzrost wysklepienia i wysokości mózgoczaszki, co pozwoliło na ogromny rozwój mózgu. Ten typ rozwoju jest wyrazem skoku jakościowego w ewolucji naczelnych.

3

Morphological evolution of formalized taxa for some monkey and ape species

Sikorska-Piwowska Z., Dawidowicz A. L., Mańkowska-Pliszka H., Zalewska M.

Mathematica Applicanda

|

2014

|

Vol. 42, No. 1

93--113

EN

The aim of this work is to present taxa which link various species and genera according to morphological stages in the development of primates. The research material consists of 115 skulls of monkeys and apes. The variability in their neurocranium and splanchnocranium ratios can be characterized by Morant and Sergi’s index and by the direct measurements that define this index. Analysis of the results leads to the following conclusions: In the PAPIO taxon (baboons), sex dimorphism exceeds the differences between the genera. In the PAN taxon (chimpanzees), there are no significant differences between the genera and sexes. By studying taxonomic differences between the taxa, it can be stated that the evolutionary radiation of apes started from an initial form corresponding to the contemporary chimpanzee. Gibbons HYLOBATES differ equally from both baboons and great apes. In the area of the features studied, the PONGO taxon links to Old World monkeys. This does not mean that these taxa have a close phylogenetic relationship, but that the evolution of the PAPIO form may have proceeded in the direction of the great apes through a number of intermediate forms. Analysis of the rate and rhythm of skull development in the primates studied indicates that young individuals are relatively similar to each other, irrespective of taxonomic differences. Taxonomic differences are only clearly visible in the period of morphological stability.

PL

Celem pracy jest przedstawienie sformalizowanych taksonów łączących różne gatunki i rodzaje jako etapy mofologiczne ewolucji naczelnych. Materiał badawczy zawiera 115 czaszek małp zwierzokształtnych i człekokształtnych. Stosunek zmienności ich mózgoczaszki do twarzoczaszki scharakteryzowano wskaźnikiem Moranta i Sergiego [21, 25] oraz pomiarami bezpośrednimi, które go tworzą. Analiza wyników pozwala na poniżej sformułowane wnioski. Przy tworzeniu dla pawianów taksonu PAPIO wykazano, że różnice miedzy samcami i samicami są większe niż międzygatunkowe czy międzyrodzajowe. Wskazuje to na możliwość równoległego rozwoju samic i samców wśród niektórych naczelnych. W przypadku szympansów [takson PAN] nie wykazano istotnych różnic ani miedzy rodzajami, które go tworzą, ani miedzy płcią męską i żeńską. Badaniem istotności różnic miedzy utworzonymi taksonami stwierdzono, ze radiacja adaptatywna małp człekokształtnych rozpoczęła sie od formy przodka odpowiadającemu współczesnemu szympansowi. Gibony [takson HYLOBATES] są w podobnym stopniu oddalone od małp zwierzokształtnych jak i człekokształtnych. Można przypuszczać, ze stanowią one osobny trend ewolucyjny w budowie czaszki. W przestrzeni rozpatrywanych cech, takson PONGO nawiązuje do małp zwierzokształtnych poprzez takson PAPIO. Można przypuszczać, że ewolucja pawianów może przebiec poprzez szereg form pośrednich w kierunku małp człekokształtnych odpowiadajacych opisanej formie orangutana. Analiza tempa i rytmu rozwojowego czaszki wskazuje, ze osobniki młode wszystkich badanych naczelnych są do siebie podobne. Zróżnicowanie taksonomiczne miedzy nimi pojawia sie dopiero w okresie pełnej dojrzałości warunkującej stabilizacje morfologiczna czaszki.