《Veterinary Sciences》：Sella Turcica Shape as a Marker for Breed and Sex Classification in Sheep
Eylem Bekta? Bilgi?,
Tomasz Szara,
Ozan Gündemir,
Zuzanna Kaska,
Muhammed Taha Temir,
Bar?? Can Güzel,
Fatma ??bilir,
Emine ?rem Deveci,
Alexandra-Andreea Cher?unaru and
Mihaela-Claudia Spataru
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本研究旨在解决绵羊颅底形态学特征与品种分化关系不明确的问题。研究人员通过CT扫描重建、三维几何形态测量等技术，分析了Akkaraman、Morkaraman和Zom三个绵羊品种共102个样本的蝶鞍（sella turcica）形态。结果表明，蝶鞍的大小和三维形态在不同品种间存在显著差异，其中Zom品种的蝶鞍显著区别于其他两个品种。在控制了大小效应后，这种品种间的形态差异依然显著。然而，雌雄个体间的蝶鞍形态未表现出显著差异。这项研究为绵羊的品种鉴定、颅底形态比较以及兽医影像诊断提供了新的解剖学依据。
在动物的驯化和选育历史中，形态特征的差异不仅是品种分化的直观体现，也可能隐藏着适应不同环境和生产需求的进化密码。颅底结构，尤其是位于颅中窝、呈马鞍状的蝶鞍，因其内嵌着控制生长、繁殖和代谢的关键腺体——垂体，在临床和形态学研究中一直备受关注。然而，在兽医解剖学和家畜品种比较研究中，一个悬而未决的问题是：颅底这样一个“深藏不露”的解剖结构，其精细的三维形态是否能够承载品种特异性的信息？绵羊作为重要的家畜，其不同品种在体型、毛色和生产性能上已有明确区分，但构成其颅骨基础的蝶鞍，是否也会随着品种分化而呈现出独特的形态特征？此外，在绵羊中，是否存在明显的性别二态性？回答这些问题，不仅有助于理解家畜颅面形态的进化与发育，也能为基于骨骼形态的品种鉴定、考古动物学研究乃至兽医临床影像诊断提供新的视角。
为了探索上述问题，由Eylem Bekta? Bilgi?、Tomasz Szara、Ozan Gündemir、Zuzanna Kaska、Muhammed Taha Temir、Bar?? Can Güzel、Fatma ??bilir、Emine ?rem Deveci、Alexandra-Andreea Cher?unaru和Mihaela-Claudia Spataru组成的研究团队，开展了一项系统的三维形态学研究。他们选择了三个土耳其绵羊品种：广泛分布于安纳托利亚中部的Akkaraman、集中于安纳托利亚东部的Morkaraman，以及来自东南部卡拉卡达地区的地理限制性地方品种Zom。研究人员利用伊斯坦布尔大学-杰拉帕夏兽医学院动物医院的CT扫描设备，对来自骨考古学应用与研究中心的102个（每个品种30余个，雌雄皆有）成年绵羊头骨样本进行了高精度扫描。随后，他们使用开源软件3D Slicer对每个样本的蝶鞍区域进行三维重建和分割，并在重建的模型上手动数字化了12个同源解剖标志点，以精确捕捉蝶鞍的三维几何形态。通过计算标志点集的质心大小来表征全局尺寸，并利用广义普氏分析（Generalized Procrustes Analysis, GPA）对齐坐标以提取纯粹的形态信息。研究采用基于残差随机化置换程序（Residual Randomization Permutation Procedure, RRPP）的普氏方差分析（Procrustes ANOVA）来检验品种、性别及其交互作用对蝶鞍形态的影响，并使用主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）在形态空间中可视化样本分布。该研究发表在《Veterinary Sciences》期刊上。
本研究运用了多项关键技术方法，其核心流程可概括为：首先，样本来源于骨考古学应用与研究中心的102个绵羊头骨，涵盖Akkaraman、Morkaraman和Zom三个品种。其次，使用计算机断层扫描（CT）对所有头骨进行无损成像，获取高分辨率三维数据。接着，在3D Slicer软件中对蝶鞍区域进行三维重建和分割，并手动数字化12个同源解剖标志点，以获取其三维坐标。最后，采用三维几何形态测量学方法，包括计算质心大小、进行广义普氏分析和主成分分析，并运用基于置换检验的统计模型（如RRPP和Procrustes ANOVA）来量化并检验品种与性别对蝶鞍大小和形态的影响。
研究结果
3.1. 品种与性别间的大小差异
对蝶鞍标志点集质心大小的分析显示，品种对尺寸有极显著影响。具体而言，Zom品种的蝶鞍质心大小最大，而Akkaraman和Morkaraman之间无显著差异。相比之下，性别以及品种与性别的交互作用对蝶鞍大小均无显著影响。这表明，在所研究的样本中，蝶鞍的整体尺寸主要与品种相关，而与性别无关。
3.2. 形态差异与异速生长效应
对普氏对齐后的三维形态坐标进行分析发现，品种对蝶鞍的整体三维形态有显著影响。然而，性别的影响以及品种与性别的交互作用均不显著。进一步的配对比较揭示，形态差异主要由Zom品种驱动，其平均形态与Akkaraman和Morkaraman存在显著差异，而后两个品种之间的形态则相似。异速生长分析表明，尺寸（对数转换后的质心大小）能显著解释部分形态变异。至关重要的是，在统计模型中控制尺寸效应后，品种对形态的影响仍然显著。这证明所观察到的品种间形态差异并非仅仅由尺寸差异导致，而是存在独立于尺寸的真实形态分化信号。
3.3. 样本在形态空间中的分布
主成分分析显示，前三个主成分共解释了总形态变异的48.02%。在由PC1和PC2构成的形态空间中，不同品种的样本存在大量重叠，而非清晰的离散聚类。尽管如此，统计分析表明，在PC1和PC3轴上，品种间的平均得分存在显著差异。Zom品种倾向于分布在PC1轴的正值端（更细长、前后向拉长）和PC3轴的正值端（轮廓更趋近方形），而Akkaraman则倾向于PC1轴的负值端（更宽、内外侧更紧凑）和PC3轴的负值端（轮廓更扁平、呈矮矩形），Morkaraman则居于中间位置。对主成分极端形态的重建可视化表明，PC1主要反映了蝶鞍“细长化与内外侧增宽”的比例变化，PC2反映了边缘“内侧收缩与外侧张开”的模式，而PC3则捕捉了从“更方形”到“更扁平矩形”的外轮廓转变。
结论与讨论
本研究证实，作为颅底的一个小区域，蝶鞍在绵羊中携带了可测量的、具有生物学信息的形态学信号。研究的主要结论是：蝶鞍的尺寸和三维形态在不同绵羊品种间存在显著差异，这种差异主要体现在地理分布更局限的Zom品种与另外两个关系更近的品种（Akkaraman和Morkaraman）之间。在控制了异速生长（即尺寸对形态的影响）后，品种间的形态差异依然显著，说明这是一个稳健的、独立于个体大小的形态分化信号。相比之下，在本研究样本中，未检测到明显的性别二态性。
这一发现具有多方面的重要意义。首先，它表明蝶鞍这一相对保守的颅底结构，其形态能够反映绵羊品种水平的种内分化，为利用颅骨形态进行品种鉴定或考古动物学分析提供了除牙齿、角等外部特征之外的新潜在标志。其次，研究揭示了形态差异的具体模式：Zom品种的蝶鞍倾向于更细长、前后向拉长，且垂体窝前入口更狭窄，这可能与其特定的地域适应、管理实践或遗传背景有关。而Akkaraman和Morkaraman在形态上的相似性，也与它们已知的密切遗传关系和相似的生产系统背景相一致。
从方法学角度看，该研究成功地将临床医学中常用的CT成像与三维几何形态测量学相结合，实现了对复杂骨骼结构无损、精细的定量分析，为兽医解剖学和比较形态学研究提供了范例。此外，明确绵羊蝶鞍的正常形态变异范围，有助于为兽医临床中颅底和垂体区域的CT或磁共振成像诊断建立形态学基线，从而更好地识别病理性的形态改变。
研究的局限性在于样本的精确月龄信息未知，尽管所有个体均大于1岁，但年龄可能对仍在进行的骨骼成熟过程产生影响。未来研究需要在更严格的年龄控制下，并结合更多颅骨区域或遗传数据，以进一步验证和拓展蝶鞍形态在品种鉴别和功能形态学中的价值。总之，这项研究凸显了整合先进成像与形态计量技术在揭示家畜细微解剖变异方面的强大能力，深化了我们对颅底形态与品种分化之间关系的理解。
