BoneProfileR: The next step to quantify, model, and statistically compare bone section compactness profiles
Plain Language Abstract
Bone sections have been widely used for over a century to assess life history traits of extant and extinct vertebrates, and they remain extremely useful. The characterization of their geometric and microanatomical properties forms the core of many descriptive and inferential studies. Bone compactness in particular has been associated with various attributes in individuals, such as habitat use or specific morphofunctional traits. We develop a method to reduce the complexity of bone section to facilitate quantitative analyses.
Resumen en Español
BoneProfileR: el siguiente paso para cuantificar, modelar y comparar estadísticamente los perfiles de compacidad de secciónes óseas
Las secciones de hueso se han utilizado ampliamente durante más de un siglo para evaluar los rasgos de la historia de vida de los vertebrados actuales y extintos, y siguen siendo extremadamente útiles. La caracterización de sus propiedades geométricas y microanatómicas constituye el núcleo de muchos estudios descriptivos e inferenciales. La compacidad ósea en particular se ha asociado con varios atributos en los individuos, como el uso del hábitat o rasgos morfofuncionales específicos. En 2003 se publicó un método implementado en el software para reducir la complejidad de la sección ósea para facilitar los análisis cuantitativos. Mejoramos este método utilizando mejores herramientas estadísticas (máxima verosimilitud y análisis bayesiano), una nueva función para modelar la compacidad y proponemos un nuevo software mejorado, BoneProfileR, como un paquete R, junto con una versión en línea para usuarios que no están familiarizados con este lenguaje. La aplicación del nuevo método al fémur de un erizo actual (Erinaceus europaeus) y un temnospondilo pérmico (Eryops megacephalus) nos permite describir cuantitativa y objetivamente la microanatomía transversal de estos dos taxones.
Palabras clave: sección ósea; compacidad ósea; selección de modelos; paleobiología
Traducción: Francesco Gascó (Grupo de Biología Evolutiva, UNED y Sociedad Española de Paleontología)
Deutsche Zusammenfassung
BoneProfileR: Der nächste Schritt zur Quantifizierung, Modellierung und zum statistischen Vergleich von Dichteprofilen von Knochenschnitten
Knochenschnitte werden seit über einem Jahrhundert in großem Umfang verwendet, um biologische Merkmale von lebenden und ausgestorbenen Wirbeltieren zu bewerten, und sie sind nach wie vor äußerst nützlich. Die Charakterisierung ihrer geometrischen und mikroanatomischen Eigenschaften bildet den Kern vieler beschreibender und inferenzieller Studien. Insbesondere die Knochendichte wurde mit verschiedenen Merkmalen von Individuen in Verbindung gebracht, wie z. B. mit der Nutzung von Lebensräumen oder bestimmten morphofunktionellen Merkmalen. Im Jahr 2003 wurde eine in Software implementierte Methode veröffentlicht, um die Komplexität von Knochenschnitten zu reduzieren und quantitative Analysen zu erleichtern. Wir verbessern diese Methode durch den Einsatz besserer statistischer Werkzeuge (Maximum-Likelihood- und Bayes-Analyse), einer neuen Funktion zur Modellierung der Dichte und schlagen eine neue, verbesserte Software, BoneProfileR, als R-Paket vor, zusammen mit einer Online-Version für Benutzer, die mit dieser Sprache nicht vertraut sind. Die Anwendung der neuen Methode auf den Oberschenkelknochen eines heutigen Igels (Erinaceus europaeus) und eines permischen Temnospondylen (Eryops megacephalus) ermöglicht es uns, die Querschnittsmikroanatomie dieser beiden Taxa quantitativ und objektiv zu beschreiben.
Schlüsselwörter: Knochenschnitt; Knochendichte; Modellauswahl; Paläobiologie
Translator: Eva Gebauer
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
Polski
BoneProfileR: Kolejny krok do wyliczania, modelowania i statystycznego porównania profili zwięzłości w przekrojach przez kości
Przekroje poprzeczne przez kości są używane powszechnie od ponad stu lat w badaniach rozwoju osobniczego żyjących i wymarłych ssaków, i wciąż pozostają niezmiernie przydatną metodą badawczą. Charakterystyka cech geometrycznych i mikroanatomicznych stanowi podstawę licznych prac opisowych i porównawczych. Gęstość kości zależy od różnorodnych właściwości poszczególnych osobników, w tym wykorzystania siedliska czy specyficznych cech morfofunkcjonalnych. W 2003 opublikowano oprogramowanie mające na celu ograniczenie złożoności badań przekrojów przez kości by wspomóc analizy ilościowe. W niniejszej pracy udoskonalamy tę metodę poprzez zastosowanie lepszych narzędzi statystycznych (metoda największej wiarygodności, statystyka bayesowska) i nowej funkcji do modelowania gęstości, oraz proponujemy nowe ulepszone oprogramowanie, BoneProfileR, jako pakiet w języku R, wraz z wersją online dla użytkowników niezaznajomionych z językiem programowania. Zastosowanie nowej metody dla kości udowych żyjącego jeża (Erinaceus europaeus) i permskiego temnospondyla (Eryops megacephalus) pozwala na ilościowy i obiektywny opis mikroanatomii obydwu taksonów w przekrojach poprzecznych.
Słowa kluczowe: przekrój poprzeczny przez kości; gęstość kości; wybór modelu; paleobiologia
Translator: Anna Żylińska
Ukrainian
BoneProfileR: наступний крок для кількісної оцінки, моделювання та статистичного порівняння профілів компактності зрізу кістки
Зрізи кісток широко використовувалися протягом понад століття для оцінки способу життя існуючих і вимерлих хребетних тварин, і вони досі залишаються надзвичайно корисними. Характеристика їхніх геометричних і мікроанатомічних особливостей становить основу для багатьох описових досліджень. Компактність кісток, зокрема, пов’язана з використанням тваринами середовища їхнього проживання та специфічними морфофункціональними ознаками. Метод, реалізований у програмному забезпеченні, був опублікований у 2003 році, щоб зменшити складність розрізу кістки для полегшення кількісного аналізу. Ми вдосконалюємо цей метод, використовуючи кращі статистичні інструменти (максимальна ймовірність і байєсівський аналіз), нову функцію моделювання компактності, і ми пропонуємо нове покращене програмне забезпечення, BoneProfileR, як пакет R, а також онлайн-версію для користувачів, які не знайомі з цією мовою програмування. Застосування нового методу до стегнової кістки рецентного їжака (Erinaceus europaeus) та пермського темноспондила (Eryops megacephalus) дозволяє кількісно та об’єктивно описати мікроанатомію цих двох таксонів у поперечному перерізі.
Ключові слова: розріз кістки; компактність кісток; вибір моделі; палеобіологія
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Chinese
BoneProfileR: 量化、建模和统计比较骨切片密实度特征软件
一个多世纪以来,骨切面已被广泛用于评估现存和已绝灭的脊椎动物的生活历史特征,且它们仍然极为有用。它们的几何和显微解剖结构特征构成了许多描述性和推测性研究的核心,尤其是骨骼紧密度, 它与个体的各种属性有关, 例如栖息地使用或特定的形态功能特征。 在2003 年曾有一种软件被开发以用于降低骨切片的复杂性并促进定量分析。我们使用更好的统计工具(最大似然估计和贝叶斯分析)改进了这种方法, 这是一种模拟紧密性的新功能, 我们提出了新的增强软件 BoneProfileR, 作为R包,以及为不熟悉这种语言的用户提供的在线版本。将新方法应用于现存刺猬 (西欧刺猬：Erinaceus europaeus) 和二叠纪一种离片椎类 (Eryops megacephalus) 的股骨分析，使我们能够定量和客观地描述这两个种的骨骼横截面显微解剖结构。
关键词: 骨切面; 骨骼紧密度; 模型选择; 古生物学
Translator: Hongshan Wang
French
BoneProfileR : la prochaine étape dans la quantification, modélisation, et comparaison statistique de profils de compacité de coupes osseuses
Les coupes osseuses ont été largement utilisées depuis plus d'un siècle pour évaluer les traits historiques de la vie des vertébrés actuels et éteints, et elles restent extrêmement utiles. La caractérisation de leurs propriétés géométriques et microanatomiques est au cœur de nombreuses études descriptives et inférentielles. La compacité osseuse en particulier a été associée à divers attributs chez les individus, tels que l'utilisation de l'habitat ou des traits morpho-fonctionnels spécifiques. Une méthode implémentée dans un logiciel a été publiée en 2003 pour réduire la complexité des coupes osseuses afin de faciliter les analyses quantitatives. Nous perfectionnons cette méthode en utilisant de meilleurs outils statistiques (maximum de vraisemblance et analyse bayésienne), une nouvelle fonction pour modéliser la compacité, et nous proposons un nouveau logiciel amélioré, BoneProfileR, sous la forme d'un package R, ainsi qu'une version en ligne pour les utilisateurs peu familiarisés avec ce langage. L'application de la nouvelle méthode au fémur d'un hérisson (Erinaceus europaeus) et d'un temnospondyle du Permien (Eryops megacephalus) nous permet de décrire quantitativement et objectivement la microanatomie en coupe transversale de ces deux taxons.
Mots-clés : coupe osseuse ; compacité osseuse ; sélection de modèle ; paléobiologie
Translator: Authors
