Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/25261
Title: Characterization of the dental morphology of a Portuguese sample from the 19th and 20th centuries
Authors: Moreira, Luís Miguel do Carmo Rocha Marado 
Orientador: Silva, Ana Maria
Irish, Joel D.
Keywords: Dental anthropology; Dental morphology; Coimbra identified skeletal collections; Population movements; Coimbra (Portugal); 19th and 20th centuries; Fluctuating asymmetry; Intra-observer error; Antropologia dentária; Morfologia dentária; Coleções de esqueletos identificados de Coimbra
Issue Date: 6-Jan-2015
Citation: MOREIRA, Luís Miguel do Carmo Rocha Marado - Characterization of the dental morphology of a Portuguese sample from the 19th and 20th centuries. Coimbra : [s.n.], 2015. Tese de doutoramento. Disponível na WWW: http://hdl.handle.net/10316/25261
Abstract: A morfologia dentária analisa um conjunto de caracteres vastamente estudados cuja variação é determinada maioritariamente por diversidade genética. Essa variação, expressa nas frequências dos traços em cada amostra, difere entre populações em abrangentes escalas geográficas. Deste modo permite que as relações biológicas entre amostras sejam calculadas estatisticamente. O Arizona State University Dental Anthropology System (ASUDAS) e outros métodos complementares foram usados para registar a morfologia dentária e oral de 600 indivíduos identificados (300 de cada sexo), de duas coleções (Trocas Internacionais e Escolas Médicas) da Universidade de Coimbra, que pereceram em Portugal nos finais do século XIX, e inícios a meados do século XX. Estas frequências da morfologia dentária foram analisadas e comparadas com outras de diversos autores, com o objetivo de inferir as relações biológicas com outras amostras e os efeitos do fluxo génico em Portugal ao longo do tempo. As consequências de outros fatores na morfologia dentária da amostra e no seu registo também foram analisadas. Análise de componentes principais, tau-b de Kendall, rho de Spearman, chi quadrado de Pearson, H de Kruskall-Wallis, U de Mann-Whitney e Z-ratio foram os testes estatísticos usados. A precisão média (precisão geral: 89.4%; precisão com margem de um grau: 96.0%; precisão na presença/ausência: 94.5%) no registo dos caracteres não-métricos dentários foi adequada. Apenas o tuberculum dentale apresentou pouca fiabilidade na repetição, sendo removido de análises subsequentes. Os caracteres discretos dentários foram consistentemente considerados observáveis (precisão geral média: 97.0%), tal como o registo do desgaste dentário com margem de um grau (precisão geral média: 74.8%; precisão com margem de um grau: 99.6%). A precisão média nas variáveis não-métricas orais apresentou maiores dificuldades na repetição (precisão geral: 82.8%; precisão na presença/ausência: 86.4%), parcialmente explicada por opções metodológicas. A qualificação dos caracteres discretos orais como observáveis entre registos foi precisa (precisão geral média: 99.3%). A assimetria na morfologia dentária encontrada na amostra de Coimbra é considerada flutuante, e portanto é uma medida de instabilidade no desenvolvimento. As suas frequências gerais foram consideradas elevadas (assimetria geral média: 9.2%; assimetria média sem ausências bilaterais: 63.5%; assimetria média sem ausências bilaterais e amostras pequenas: 49.5%). A diferença da assimetria entre os sexos foi consistentemente significativa (assimetria geral média: Z-ratio = 3.803, P = 0.002; assimetria média sem ausências bilaterais: Z-ratio = 3.432, P = 0.0006; assimetria média sem ausências bilaterais e amostras pequenas: Z-ratio = 2.499, P = 0.0125). Doze dos 61 traços analisados demonstram algum grau de dimorfismo sexual. As correlações entre caracteres apenas foram encontradas entre as frequências do número de cúspides e as da presença das cúspides específicas, conforme esperado. Diversas análises de afinidade fenotípica revelaram que a amostra de Coimbra é próxima de outras amostras ibéricas e de amostras do Norte de África, do Império Romano e do Brasil. Para esclarecer a validade das relações biológicas encontradas, o efeito do desgaste dentário na precisão do registo foi pesquisada. Este revelou que o maior desgaste está associado com um menor erro intra-observador e com frequências mais baixas das variáveis. O método de contagem individual foi usado sempre que possível, porém as contagens por dente e por lado foram aplicadas quando necessário. Para determinar a legitimidade destas análises, os diferentes métodos foram comparados, retendo os padrões de distribuição de frequências. O método de contagem por expressão foi usado para comparar amostras de contextos semelhantes e de diferentes tamanhos. Tal permitiu a demonstração da continuidade biológica na amostra de Coimbra ao longo do tempo (gerações) e do espaço (distritos, regiões, nascidos em Portugal e no estrangeiro) e que a mesma fosse calculada em indivíduos de alta e baixa assimetria flutuante. As observações e métodos usados surgem como fiáveis, na generalidade. O nível de assimetria flutuante sugere a possibilidade duma elevada instabilidade no desenvolvimento, e um potencial viés no tratamento das crianças, para prejuízo das do sexo feminino. O dimorfismo sexual foi aceitavelmente baixo, permitindo que nas análises subsequentes os sexos fossem combinados. A informação da morfologia dentária demonstrou que (a) as frequências correspondem a um padrão Eurodonte, à excepção da menor frequência da cúspide de Carabelli, e (b) que os movimentos populacionais históricos relacionados com Portugal alteraram os subsequentes patrimónios genéticos. Essa informação não foi afetada pelo envolvimento do desgaste dentário na precisão do registo ou nas frequências dos caracteres, uma vez que o seu padrão deve ser extensível à maioria das amostras, nem pela comparação de frequências determinadas por diferentes métodos de contagem. A proximidade genética das diversas subamostras que dividem os indivíduos selecionados sublinha a validade das conclusões e a coerência biológica da população Portuguesa.
Dental morphology analyzes a set of widely studied traits which variation was mostly determined by genetic diversity. This variation, expressed in character frequencies for each sample, differs between populations at the wider geographical scales. Therefore, it allows for the biological relations between samples to be calculated, using statistical tools. The Arizona State University Dental Anthropology System (ASUDAS) and other complementary methodologies were used to record the dental and oral morphology of 600 identified individuals (300 males and 300 females), from two collections (Trocas Internacionais and Escolas Médicas) of the University of Coimbra, who died in Portugal in the late 19th and early to mid-20th century. Their dental morphology frequencies were analyzed and compared with others published by different authors, with the aim to enlighten the biological relations with other samples and the effects of the gene flow into and from Portugal across time. The consequences of other factors in the dental morphology of the Coimbra sample and its scoring were also analyzed. Principal components analysis, Kendall’s tau-b, Spearman’s rho, Pearson’s chi-squared, Kruskal-Wallis H, Mann-Whitney U and Z-ratio were the statistical tests used. The mean precision (overall precision: 89.4%; precision within one grade: 96.0%; presence/absence precision: 94.5%) in the scoring of the dental nonmetric traits was adequate. Only the tuberculum dentale presented unreliable repeatability of observation, and was removed from further analysis. The scorability of dental discrete traits between observations was precise (mean overall precision: 97.0%), as was the recording of dental wear within one grade (mean overall precision: 74.8%; precision within one grade: 99.6%).The mean precision for oral nonmetric traits presented slightly greater difficulties in their repeatability (overall precision: 82.8%; presence/absence precision: 86.4%), partially explained by methodological options. Scorability was precise for oral discrete variables (mean overall precision: 99.3%). The dental morphology asymmetry found in the Coimbra sample was fluctuating, which can be used as a measure of developmental instability. Their general frequencies were high (mean overall asymmetry: 9.2%; mean asymmetry without bilaterally absent sites: 63.5%; mean asymmetry without bilaterally absent sites and small samples’ traits: 49.5%). The statistical difference in asymmetry between sexes was consistently significant (mean overall asymmetry: Z-ratio = 3.803, P = 0.002; mean asymmetry without bilaterally absent sites: Z-ratio = 3.432, P = 0.0006; mean asymmetry without bilaterally absent sites and small samples’ traits: Z-ratio = 2.499, P = 0.0125). Twelve of the 61 (19.7%) traits analyzed show some amount of sexual dimorphism. Intratrait correlations were only found for the frequencies of cusp number and the presence of specific cusps, as expected. Several biological affinity analyses revealed the Coimbra sample’s proximity to other Iberian samples, and to North African, Imperial Roman and Brazilian samples. To further clarify the validity of the biological relations found, the effect of dental wear in scoring precision was tested. This revealed higher dental wear rates to be associated with lower intra-observer error and lower trait frequencies. The individual count method was used when possible, but the tooth count and side count methods were also applied when necessary. To ascertain the legitimacy of the analyses, the different count methods were compared, and found to retain the pattern of frequency distribution. The expression count method was used to compare samples of similar background and different sizes. It allowed the biological continuity of the Coimbra sample to be demonstrated through time (generations) and space (districts, regions, foreign and Portuguese born), and for it to be estimated when dealing with individuals of low and high fluctuating asymmetry. The observations and methods used seem generally reliable. The fluctuating asymmetry level suggests a possibly high developmental instability, and a potential childcare bias, to the detriment of female individuals. Sexual dimorphism was acceptably low, so the sexes were pooled in subsequent analyses. The dental morphology data demonstrated (a) the Portuguese frequencies correspond to Eurodonty, with the exception of Carabelli’s lower frequencies and (b) historical population movements related to Portugal altered subsequent gene pools. Those data were not affected by the involvement of dental wear in the scoring precision and the trait frequencies, since its pattern should be extensible to most samples, nor by the comparison of frequencies ailing from different count methods. The genetic proximity of the several devisable subsamples within the selected individuals underlines the validity of the conclusions and the biological coherence of the Portuguese population.
Description: Tese de doutoramento em Antropologia, na especialidade de Antropologia Biológica, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
URI: http://hdl.handle.net/10316/25261
Rights: openAccess
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