University of Oulu

The use of craniofacial measurements in body size estimation : implications for fossil hominins

Saved in:
Author: Korpinen, Niina1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Humanities, Archaeology
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.2 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201604141490
Language: English
Published: Oulu : N. Korpinen, 2016
Publish Date: 2016-05-13
Physical Description: 77 p.
Thesis type: Master's thesis
Tutor: Junno, Juho-Antti
Niskanen, Markku
Reviewer: Salmi, Anna-Kaisa
Niskanen, Markku
Description:
This master thesis studies the use of craniofacial measurements in body size estimations using a reference sample of 74 extant African apes and creates new size estimation equations for fossil hominins. Size estimation is one of the most important tools in palaeoanthropology and there are many features reducing the use of postcranial bones in size estimations. As a results, there is demand to study the application of craniofacial dimensions as predictors in the body size estimations. The main focus was to study if some of the craniofacial measurements have strong relationship to skeletal frame size (SFS) which in this study was utilized as a proxy for the body size. These analyses were based on Pearson correlations which were performed separately for sex- and species specific samples. Measurements with the strongest correlations were further utilized to create the equations and size estimations for the apes by applying least square regression and their accuracy were then examined. Further size estimations were computed for 15 fossil skull casts (representing 13 species) that were available in the Zoological Museum of the University of Oulu. In the end these new size estimations for fossil hominins were compared to the previous size estimations of these species to determine how the new equations work in reality and could be used in future research. All the analyses were done with IBM SPSS Statistics. Results from the correlations showed a very strong relationship between craniofacial measurements and SFS. The highest correlations were found with facial size and GIL (r=0.951). Altogether 8 measurements were chosen to be used in the regressions and size estimations. Additionally, it was decided to create own equations for males and females. The results of the linear regressions and size estimations for apes demonstrated promising results, with the smallest MAPE of facial size between 12-14% in all samples and all samples having at least a few equations which produced predictions where 70 % of specimens fall within ±20% of the SFS. Although clearly the best results were received using facial size, in general most of the results were comparable to those of previous studies. However, when the fossil cast size estimations were performed it became apparent that majority of the craniofacial measurements would not work as a size predictor. Results included many over- and underestimations but did not differ much amongst the pooled, male or female equations. Only facial size was able to produce fairly accurate estimations and its sole problem seemed to be the very small-sized H. floresiensis. The reasons behind this most like stem from the size range of the reference material which had much larger specimens compared to the fossil hominins. As a result of this study facial size seem very promising size predictor which probably is related to the fact that it represents the overall size of the face instead of just one dimension. However, the use of facial size as body size predictor requires more research. Particular important would be to test its’ applicability with reference material including smaller species and individuals to obtain better equations for smaller hominins.
see all

Pro gradu -tutkielmani aiheena on tutkia kallon mittojen käyttöä kokoarvioiden teossa hyödyntäen aineistona 74 yksilön Afrikkalaisen ihmisapinan otosta ja luoda uudet kokoarviointilaskukaavat, joita voisi sitten käyttää fossiili hominien kokoarvioinnissa. Aihe tarvitsee lisäselvityksiä, sillä kokoarviointi on yksi paleoantropologjen tärkeimmistä työkaluista tutkittaessa muinaisia hominineja. On myös ilmennyt monia seikkoja, jotka ovat heikentäneen postcranialisten luiden käyttöä koko-arvioinneissa. Tämä on luonnut tarpeen tutkia kallon mittasuhteiden hyödynnettävyyttä. Tarkoituksena oli ensinnäkin tutkia mitkä kallon yksittäiset mitat osoittavat vahvaa suhdetta luuston kehyskoon kanssa (SFS), joka kuvastaa tutkimuksessa ruumiin kokoa. Yksittäisiä mittoja tutkittiin Pearson korrelaatio analyysin avulla käsitellen lajien ja sukupuoliryhmien välisiä eroja. Tämän jälkeen tehtiin least square regressio analyysi niille mitoille, jotka osoittivat vahvaa korrelaatiota SFS:n kanssa. Tällä tavalla saatiin luotua kokoarviokaavat ja apinoille kokoarviot, joiden paikkansa pitävyyttä sitten tutkittiin. Seuraavaksi laskettiin uudet kokoarviot 15 fossiili kallovalokselle (edustivat 13 lajia), jotka olivat saatavilla Oulun Yliopiston Eläinmuseossa. Lopuksi fossiilien uusia kokoarvioita verrattiin jo olemassa oleviin lajien kokoarvioihin ja selvitettiin kaavojen toimivuutta sekä niiden hyödynnettävyyttä tulevissa tutkimuksissa. Kaikki analyysit tehtiin IBM SPSS Statistics tilasto-ohjelmalla. Korrelaatioiden tulokset osoittavat vahvaa suhdetta kallon mittojen ja SFS välillä. Korkeimmat korrelaatiot saatiin kasvojen koolle ja GIL:le (r=0.951). Kaiken kaikkiaan 8 mittaa valittiin käytettäväksi lineaarisessa regressiossa ja kokoarvioissa. Tämän lisäksi uroksille ja naaraille luotiin omat kokoarvio kaavat. Regressiot ja apinoiden kokoarviot tuottivat hyvin lupaavia tuloksia. Pienin MAPE (12-14%) löytyi kaikissa otoksissa (kaikki, urokset ja naaraat) kasvojen koolta. Kaikissa otoksissa ainakin muutama laskukaava tuotti kokoarvioita, joista 70 % osui ±20% sisälle SFS koosta. Vaikka selvästi parhaimmat tulokset saatiin käyttäen kasvojen kokoa laskukaavioissa, kokonaisuudessaan suurin osa tuloksista oli samaa luokkaa aiempien tutkimusten tulosten kanssa. Sen sijaan, kun fossiilien kokoarvoit laskettiin, tuli selväksi ettei suurin osa kallon mitoista toimi luotettavina kokoarviojana. Tulokset osoittivat monia koon yli- ja aliarviointeja, mutta eri otoksilla luotujen kaavojen tulokset eivät juuri eronneet toisistaan. Ainoastaan kasvojen koko sai tuotettua suhteellisen tarkkoja arvioita ja sen ainoa ongelma vaikutti olevan pienikokoinen H. floresiensis. Syy tähän todennäköisesti liittyy aineiston yksilöiden kokoon, missä on paljon suurempia yksilöitä verrattaessa homineihin. Tämän tutkimus osoittaa että kasvojen koko vaikuttaa lupaavalta kokoarvioijalta. Tämä liittyy todennäköisesti siihen että mitta edustaa kasvojen kokonaiskokoa eikä vain yksittäistä mittaa. Tästä huolimatta kasvojen koon käyttäminen kokoarvioiden teossa vaatii vielä lisätutkimuksia. Varsin tärkeätä olisi käyttää aineistoa, johon kuuluisi pieniä yksilöitä, jotta saataisi luotua parempia laskukaaviota, joita voitaisiin hyödyntää myös pienempiä homineita tutkittaessa.
see all

Subjects:
Copyright information: © Niina Korpinen, 2016. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.