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生物特征由基因型和表型共同定义.对于由化石主导的古生物学而言,基因信息通常难以获得,因此表型(通常指生物个体的形态)对探讨物种的定义、分类和演化显得尤为重要.早期对形态特征的量化多为直观的线性距离、角度或者面积,随着以界标点和半界标点表示轮廓线的连续性变量和以特征矩阵构建的离散变量等相关量化指标出现,以及针对这些指标所使用的多变量分析方法逐渐发展而形成的几何形态测量学,使得古生物学工作者对形态的认识和研究更为全面.几何形态测量学对生物个体的形态进行量化,随后将降维后的形态学信息投影在二维或三维的空间中形成形态空间,从而研究生物的形态特征以及个体或群落之间的聚集和离散程度.此类分析对生物的演化历程提供了非常重要的信息,尤其可以着重探讨地质历史时期大灭绝事件对生物类群宏演化的影响.本文重点介绍了形态空间的研究历史及其原理与方法,不仅包括对形态的量化、降维的步骤,还涉及差异分析和系统发育比较方法的应用与讨论.此外,本文以贯穿整个显生宙时期舌形贝腕足动物的形态空间分析为例,探讨了形态空间方法在古生物学中的应用和存在的问题,以及其前景与展望.
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