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

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. AREA DE LA SUPERFICIE OCLUSAL DENTARIA EN RELACION CON LA MASA CORPORAL, HABITOS ALIMENTICIOS Y OTROS RASGOS BIOLOGICOS EN XENARTROS FOSILES. El grupo de los Xenarthra incluye los mamiferos mas intrigantes del Cenozoico de America del Sur: los gliptodontes (Cingulata) y los perezosos terrestres (Tardigrada). Sus aparatos masticatorios son diversos y peculiares, con una denticion fuertemente reducida, hipselodonte, que carece de esmalte y presenta distintos grados de lobulacion. El objetivo de este trabajo es investigar la relacion que existe entre el area de la superficie oclusal dentaria (OSA), la dieta y otros factores fisiologicos en xenartros fosiles. Se midieron y fotografiaron mas de ciento cincuenta especimenes, que incluyen epiterios herbivoros actuales y xenartros vivientes y fosiles; se estimaron sus OSAs y graficaron contra la masa corporal. Para la mayoria de los xenartros fosiles la OSA es menor que la esperada para mamiferos herbivoros vivientes de tamano 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 mas extensivo que en los tardigrados. Entre los perezosos terrestres, los milodontidos presentan valores de OSA extremadamente bajos, lo que indica una baja eficiencia en el procesamiento oral del alimento, que podria compensarse con una alta fermentacion en el tracto digestivo o con requerimientos metabolicos menores, o una combinacion de ambas adaptaciones. Por otra parte, Megatherium americanum posee la OSA esperada para un mamifero de tamano equivalente, o inclusive mayor, lo que sugiere un mayor procesamiento oral del alimento, menor capacidad de fermentacion y/o mayores requerimientos metabolicos.