Semi-landmark Method for Morphometric Analysis
최근 들어 많은 학자들이 여러 분야 (고생물학, 생물학, 그리고 인류학)에 걸쳐서 형태분석 연구를 위해 여러 가지 형태분석 방법을 사용하고 있다. 그들의 요구를 충족시키기 위해서 다른 형태분석 방법들도 개발 사용되고 있다. 2차원적인 형태분석 방법을 넘어서서 3차원적으로도 형태분석을 할 수 있는 소프트웨어들도 속속 개발되고 있다.
작년 (2004)에 Springer 출판사에서 형태분석학 책이 한 권 발간되었다 (Morphometrics: Applications in Biology and Paleontology by Ashraf M. T. Elewa, ed.). 이 책의 부제에서도 알 수 있듯이 이 책은 여러 분야 학자들의 연구동향과 결과에 대한 몇 편의 논문들을 소개하고 있다. 필자도 공동저자로 한 논문을 투고하였다. 랜드마크 (landmark)를 이용한 형태분석에서의 문제점은 모든 생물 또는 화석들이 형태분석에 필요한 확실한 랜드마크를 항상 가지고 있는 것은 아니라는 점이다. 예를 들면, 조개나 오스트라코다 (ostracoda) 같은 경우에는 한 두개 정도의 랜드마크를 가지고 있을 뿐, 그 외에는 랜드마크를 설정할 수 없는 완만한 곡선의 외형 (outline)를 가지고 있다. 따라서 이러한 생물들의 형태분석에는 주로 Eigenshape Analysis를 이용해왔다. 필자가 이 책에 투고한 논문의 요점은 이러한 생물들에도 랜드마크를 이용한 형태분석을 적용하려는 것이다. 즉, 임의적 방법으로 완만한 곡선의 외형에 랜드마크 (semi-landmarks로 불림)를 설정하여 형태분석을 하는 방법이다. 여기에 그 논문의 초록을 첨가한다. 그 외에도 다른 여러 분야의 흥미로운 형태분석 연구 논문들이 이 책에 실려있다. 참고로 이 책의 목차를 pdf 파일로 첨가하였다.
A Combined Landmark and Outline-Based Approach to Ontogenetic Shape Change in the Ordovician Trilobite Triarthrus becki H. David Sheets¹, Keonho Kim² and Charles E. Mitchell² ¹Dept. of Physics Canisius College, 2001 Main St. Buffalo, NY 14208;
keywords : ontogenetics, geometric morphometrics, trilobite, semi-landmarks, outlines Abstract Landmark based geometric morphometrics has developed as a powerful set of statistical and visual tools for the study of the covariance patterns of organismal shape change with a range of variables or factors. The approach is limited in the kinds of shape information accessible to it, however, by the need to employ discrete landmarks as the basis for comparison. In particular, curves and complex outlines are difficult to address using strictly landmark-based methods. Information about curves may be incorporated into the study of shape by the use of semi-landmark methods, which allow information about curved surfaces to be incorporated into the framework of landmark-based geometric morphometrics. We present a discussion of several software and statistical approaches needed to carry out combined landmark and semi-landmark analysis. In particular, we demonstrate several approaches to semi-landmark alignment (including the “edgewarp” method) and compare these to standard landmark based methods utilizing a regression analysis of the Ordovician trilobite Triarthrus becki. Abundant landmarks on the cranidium of T. becki allow landmark methods to represent the shape of that structure effectively, making it a good test case for combined landmark and semi-landmark methods. We verify that patterns of ontogenetic change implied by regression models using varying combinations of landmark and semi-landmark information are consistent with one another. Thus, semi-landmark methods and standard landmark based geometric morphometric methods yield commensurate information about this ontogenetic shape transformation. These results suggest that semi-landmark methods show substantial promise for rigorously testing hypotheses that involve the comparison of shapes when an adequate set of landmarks is not available. |