Geometrická morfometrika

Sylabus

1. Úvod (internetové stránky, přehled software). Morfologie a morfometrika; vývoj kvantitativního myšlení v morfologii; biologický strukturalismus. 2.

Typy morfometrických metod - lineární vzdálenosti a úhly; obrysové metody, landmarková (geometrická) morfometrika. 3. Obrysové metody (eliptická Fourierova analýza).

Digitalizace obrysů, harmonické koeficienty, zpracování a hodnocení výsledků, rekonstrukce obrysů. 3. Landmarkové metody - digitalizace landmarků, Booksteinovy tvarové souřadnice, generalizovaná prokrustovská analýza, thin plate spline. 4.

Hlavní a částečné warpy, analýza relativních warpů - vliv parametru "alfa". Mnohorozměrná regrese nezávislých proměnných na tvarové proměnné, metoda parciálních nejmenších čtverců.

Rekonstrukce teoretických či průměrných tvarů. CVA tvarových proměnných při analýze skupinových rozdílů. 5.

Semilandmarky. Použití landmarkových metod na struktury bez homologních landmarků. 6.

Morfologická asymetrie v biologii - evoluční a ekologický význam. Rozklad asymetrie v geometrické morfometrice. 7.

Rekonstrukce a modelování obrazu pomocí geometrické morfometriky. Literatura: 1. Dryden, I.L. & Mardia, K.V. (1998): Statistical shape analysis. - John Wiley & Sons, New York. 2. http://life.bio.sunysb.edu/morph/ 3.

Zelditch M.L., Swiderski D.L. & Fink W.L. (2004): Geometric Morphometrics for Biologists: A Primer. Elsevier. [E-book na: http://www.sciencedirect.com/science/book/9780127784601]

Anotace

Níže následuje informační email pro studenty zapsané ke kurzu v letním semestru 2024:

Vážení a milí studenti a studentky, chci vám všem poděkovat za to, že jste si zapsali předmět "Geometrická morfometrika". V následujícím emailu chci popsat plán tohoto kurzu pro nadcházející semestr.

Geometrická morfometrika je netriviální oblastí lidského počínání a ani zvenčí nemusí každému připadat jako snadno přístupný a banálně excitující předmět. V současné biologii ale představuje možná nejživější větev studia živých tvarů, jejich proměn a variability. Určitě tedy stojí za pozornost i úsilí - a to jí právě můžeme věnovat v rámci našeho kurzu!

Faktem je, že předmět se může konat, když je zapsáno alespoň pět lidí - a nyní je vás zapsaných právě šest. Kdyby se tedy někdo chtěl ze SISu škrtnout, nechť to dobře zváží, a případně tak učiní rychle.

Kurz má část teoretickou a praktickou. Teoretická část by měla podle rozsahu předmětu pojmout zhruba šest přednášek. Část praktická pak cca jeden turnusový den společné práce s reálnými daty. Přednášky se započnou v dubnu, konkrétně 10.4., a budou pak probíhat vždy ve středu od 12:20 do 13:50, a to v Kolokviu v Benátské 2 (přízemí vedle vrátnice). (Začínáme až takhle v polovině semestru proto, že předtím přednáším ve stejnou dobu ještě jiný předmět.)

Na konci semestru, tedy cca v polovině května, uspořádáme v jednom dni, na němž se pokud možno společně dohodneme, praktickou část. K té bude třeba mít notebooky a několik snadno instalovatelných programů k jednotlivým analýzám.

Teoretická část bude založena na společném studiu několika textů, které nás uvedou do geometrické morfometriky od jejích počátků historických i konceptuálních až po některé významné novinky geometricko-morfometrického korpusu, jež byly formulovány a publikovány v posledních letech. Společné čtení, analýza a komentování odborného textu není v biologii úplně nejčastější formou výuky. V teoretické biologii, kam geometrická morfometrika tak či onak patří (a o to více v humanitních oborech), je to ovšem docela běžná a navíc i poměrně účinná metoda, jak se společně něco naučit a nezapomenout.

Předpokládám, že začneme relativně novým a dobře srozumitelným textem Philipa Mitteroeckera a Katrin Schäfer ("Thirty years of geometric morphometrics: Achievements, challenges, and the ongoing quest for biological meaningfulness", 2022) a shrnujícím článkem Normana MacLeoda ("Morphometrics: History, development methods and prospects", 2017). Pak (snad) navážeme některými úseky ze dvou knih Freda Booksteina ("Measuring and Reasoning; Numerical Inference in the Sciences, 2014; a "A Course in Morphometrics for Biologists", 2018).

Bude-li se to zdát vhodné, doplníme program částmi některých dalších studií.

PDFka všech textů pošlu po uzavření SISu na konci února; budeme je ale mít k dispozici i vytištěné.

Cílem této teoretické části bude připravit se na část praktickou, při níž bychom si měli na vlastních, modelových datech vyzkoušet některé analýzy, které se často používají v různých typech studií.

Posílám všem pozdravy a těším se v dubnu na viděnou!

Jirka N.