Статья: Анатомическая изменчивость лучей кисти человека

Выявлены статистически значимые положительные корреляции между длиной лучей и длинами соответствующих пястных костей и пальцев как у мужчин, так и женщин (р<0,05) (рис. 3).

Рис. 3. Корреляции между длиной лучей, пястными костями и пальцами

Учитывая высокие значения коэффициентов корреляции, для выявления лучших предикторов и исключения мультиколлинеарности проведена процедура «Чистка и фильтрация данных» (Feature Selection and Variable Screening) из модуля Data mining, в результате которой установлено, что наиболее оптимальным фактором, определяющим длину луча независимо от пола, является длина пальца (F-value=4,52-17,62). Для оценки закономерности длины лучей от длины пальцев был проведен регрессионный анализ. По данным регрессионного анализа зависимость длины лучей была достоверно положительно связана с длиной пальцев (р<0,05) (табл. 4).

Таблица 4 Закономерности между длиной лучей и длиной и пальцев

Выявлены статистически значимые корреляции между длиной лучей и пальцевым индексом (рис. 4). У мужчин наблюдается отрицательная корреляционная связь между пальцевым индексом и длинами ГУ-У лучей, в то время как у женщин - между пальцевым индексом и ТТ-ТТТ лучами (р<0,05).

Результаты исследования показали, что лучи кисти независимо от пола были организованы в три кластера: первый кластер представляет Т луч, второй кластер представлен ТТ-ГУ лучами и третий кластер представлен V лучом. Однако у мужчин наиболее схожими являются ТТТ и ТУ лучи, в то время как у женщин - ТТ и ТТТ лучи (рис. 5).

Рис. 4. Корреляции между длиной лучей и пальцевым индексом

Рис. 5. Дендрограмма агрегаций лучей кисти (метод Ward, корреляционное расстояние 1-Pearson r)

Преобладание в пропорциях лучей длины пальцев над длиной пястных костей согласуется с мнением ряда авторов о повышении манипулятивной активности кистей и точности захвата в процессе эволюции [5]. Независимо от пола наблюдается снижение значения пястно-фалангового индекса от I пальца к V, что обусловлено эволюционной трансформацией кистей эволюции - утратой двигательной роли (при отказе от древесной локомоции) и усилением манипуляций [9]. Для человека, как и для большинства приматов, характерна мезаксоническая форма кисти, однако результаты кластерного анализа демонстрируют, что кисти мужчин в большей степени являются параксоническими [3]. Наиболее выраженные половые различия лучей кисти наблюдаются в acropodium, а именно в длине указательного и безымянного пальцев [12]. Половые различия в пропорциях элементов лучей кисти, возможно, являются результатом полового отбора у приматов для улучшения поражающей способности и одновременно защиты кисти от травм при ударе кулаком во время драки самцов [6]. Высокие уровни корреляции между пальцевым соотношением и длиной IV- V лучей у мужчин и II-III у женщин обусловлены влиянием половых гормонов во время эмбрионального развития, в том числе и балансом между эстрогеном и тестостероном [13].

Выводы

Таким образом, проведенное исследование выявило изменчивость лучей кисти человека в зависимости от пола и пальцевого индекса. Лучи кисти человека характеризуются половым диморфизмом и отсутствием билатеральных различий. Лучи постаксиальной группы характеризуются наибольшей изменчивостью. Длина лучей определяется длиной пальцев. Выявлена взаимосвязь между пальцевым индексом и длинами IV-V лучей у мужчин и пальцевым индексом и II-III лучами у женщин.

Список литературы

1. Chen M., Luo Z.X. Postcranial skeleton of the cretaceous mammal akidolestescifellii and its locomotor adaptations. J. Mammal. Evol. 2013. № 20. Р. 159-189.

2. Maiolino S.A., Patel B.A. Morphological Diversity in the Digital Rays of Primate Hands. Evolution of the Primate Hand: Anatomical, Developmental, Functional, and Paleontological Evidence. New York: Springer-Verlag, 2016. P. 55-100.

3. Preuschoft H., Chivers D.J. Hands of Primates. Vienna: Springer-Verlag, 1993. 421 p.

4. Медников Д.Н. Филогенез верхней конечности: от плавника к пятипалой конечности // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. 2018. Т. 21. № 4. С. 55-60.

5. Tamagawa T., Lundh T., Shigetoshi K., Nitta N., Ushio N., Inubushi T., Shiino A., Karlsson A., Inoue T., Mera Y., Hino K., Komori M., Morikawa S., Sawajiri S., Naka S., Honma S., Kimura T., Uchimura Y., Imai S., Egi N., Otani H., Udagawa J. Correlation between musculoskeletal structure of the hand and primate locomotion: morphometric and mechanical analysis in prehension using the cross- and triple-ratios. PLoS. One. 2020. Vol. 15. № 5. P. e0232397.

6. Morgan M.H., Carrier D.R. Protective buttressing of the human fist and the evolution of hominin hands. J. Exp. Biol. 2013. Vol. 216. Pt. 2. P. 236-244.

7. Jaworski T., Karpinski R., Dobrowolska A. Biomechanics of the upper limb. J. Technol. Exploit Mech. Eng. 2016. Vol. 2. № 1. P. 56-59.

8. Rolian C., Lieberman D.E., Zermeno J.P. Hand biomechanics during simulated stone tool use. J. Hum. Evol. 2011. Vol. 61. № 1. Р. 26-41.

9. Napier J.R., Napier P.H. A handbook of living primates. New York, Academic Press, 1967. 456 p.

10. McQueen С., Towers M. Establishing the pattern of the vertebrate limb. Development. 2020. Vol. 147. № 17. P. dev177956.

11. Kumar S., Voracek M., Singh M. Sexual Dimorphism in Digit Ratios Derived from Dorsal Digit Length among Adults and Children. Front Endocrinol. (Lausanne). 2017. № 8. P. 41.

12. Manning J.T., Fink B. Sexual dimorphism in the ontogeny of second (2D) and fourth (4D) digit lengths, and digit ratio (2D:4D). Am. J. Hum. Biol. 2018. Vol. 30. № 4. Р. e23138.

13. Manning J.T., Fink B. Digit ratio. In book: Encyclopedia of Evolutionary Psychological Science. Cham: Springer, 2018. 10000 p.

14. Boyer D.M., Yapuncich G.S., Chester S.G.B., Bloch J.I., Godinot M. Hands of early primates. Yearb. Phys. Anthropol. 2013. № 57. Р. 33-78.

15. Robertson J., Zhang W., Liu J.J., Muir K.R., Maciewicz R.A., Doherty M. Radiographic assessment of the index to ring finger ratio (2D:4D) in adults. J. Anat. 2008. Vol. 212. № 1. P. 42-48.