Dental occlusal surface area in relation to body mass, food habits and other biological features in fossil xenarthrans

Sergio F. Vizcaíno, M. Susana Bargo, Guillermo H. Cassini

Abstract


Abstract. The Xenarthra includes the most intriguing mammals from the Cenozoic of South America: the glyptodonts (Cingulata) and the ground sloths (Tardigrada). Their masticatory apparatuses are diverse and peculiar, with a strongly reduced, hypselodont dentition that lacks enamel and displays different degrees of lobation. The goal of this study is to investigate the relationship between dental occlusal surface area (OSA) and diet, and other physiological factors in fossil xenarthrans. Over one hundred and fifty specimens, including living herbivorous epitherians and both extinct and living xenarthrans, were measured and photographed, and their OSA estimated and plotted against body mass. For most fossil xenarthrans OSA is smaller than expected for extant herbivorous mammals of equivalent body size. Within xenarthrans, cingulates show the highest OSA values, suggesting more extensive oral food processing than in tardigrades. Among ground sloths, mylodontids have extremely low OSA values, suggesting low efficiency in oral food processing that was probably compensated by high fermentation in the digestive tract, or lower metabolic requirements, or a combination of both adaptations. On the other hand, Megatherium americanum has an OSA expected for, or even higher than that of, a mammal of its size, which indicates higher oral food processing, lower fermentation capacity, and/or higher metabolic requirements.


Resumen. ÁREA DE LA SUPERFICIE OCLUSAL DENTARIA EN RELACIÓN CON LA MASA CORPORAL, HÁBITOS ALIMENTICIOS Y OTROS RASGOS BIOLÓGICOS EN XENARTROS FÓSILES. El grupo de los Xenarthra incluye los mamíferos más intrigantes del Cenozoico de América del Sur: los gliptodontes (Cingulata) y los perezosos terrestres (Tardigrada). Sus aparatos masticatorios son diversos y peculiares, con una dentición fuertemente reducida, hipselodonte, que carece de esmalte y presenta distintos grados de lobulación. El objetivo de este trabajo es investigar la relación que existe entre el área de la superficie oclusal dentaria (OSA), la dieta y otros factores fisiológicos en xenartros fósiles. Se midieron y fotografiaron más de ciento cincuenta especímenes, que incluyen epiterios herbívoros actuales y xenartros vivientes y fósiles; se estimaron sus OSAs y graficaron contra la masa corporal. Para la mayoría de los xenartros fósiles la OSA es menor que la esperada para mamíferos herbívoros vivientes de tamaño corporal equivalente. Dentro de los xenartros, los cingulados arrojan los valores mayores de OSA, lo que sugiere un procesamiento del alimento en la cavidad oral más extensivo que en los tardigrados. Entre los perezosos terrestres, los milodóntidos presentan valores de OSA extremadamente bajos, lo que indica una baja eficiencia en el procesamiento oral del alimento, que podría compensarse con una alta fermentación en el tracto digestivo o con requerimientos metabólicos menores, o una combinación de ambas adaptaciones. Por otra parte, Megatherium americanum posee la OSA esperada para un mamífero de tamaño equivalente, o inclusive mayor, lo que sugiere un mayor procesamiento oral del alimento, menor capacidad de fermentación y/o mayores requerimientos metabólicos.

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