Morfología funcional de los sistemas mandibular y locomotor en roedores caviomorfos

Abstract

La morfología funcional ha surgido en los años ’80 integrando la anatomía clásica, con datos provenientes del comportamiento y desempeño de los organismos en condiciones experimentales o en la naturaleza. También ha incorporado conceptos de la ingeniería, siendo su objeto de estudio complementario al de la disciplina conocida como biomecánica. En este capítulo se mencionan resultados obtenidos mediante el uso de enfoques y técnicas de la morfología funcional aplicados al conocimiento de un grupo de roedores sudamericanos ecológicamente muy diversos, los caviomorfos, que habitan el continente desde hace ~40 millones de años. Esta diversidad ecológica se da principalmente en la locomoción y la alimentación, por lo que los diferentes grupos taxonómicos y especies muestran muy diferentes tipos de anatomía de las extremidades y el aparato mandibular. El Laboratorio de Morfología Funcional y Comportamiento (FCEyN, UNMdP -CONICET) ha focalizado su análisis en los músculos y huesos involucrados en ambos sistemas. Estos estudios comprenden análisis anatómicos de la forma de los huesos, e interpretaciones mecánicas de las inserciones musculares que permiten inferir adaptaciones a modos de vida particulares. De esta forma, los estudios han permitido responder a preguntas tales como: ¿qué características posibilitan el ejercicio de las fuerzas requeridas para excavar el suelo con las garras o los incisivos? O bien ¿cómo es la estructura del cráneo, la mandíbula y los dientes de tal forma que permite soportar los esfuerzos asociados a la masticación de dietas duras? Los estudios incluyen también la medición de variables funcionales, como la fuerza mandibular, mediante el uso de transductores de fuerza, comparando especies filogenética y ecológicamente diferentes.

Functional morphology (FM) has arisen in the '80s integrating classic comparative anatomy, with data from the behavior and performance of organisms observed either under experimental conditions or in the wild. FM has also incorporated concepts of engineering, its study subject being in instances complementary to that of the discipline known as biomechanics. This chapter describes results obtained by using approaches and techniques from FM to the study of an ecologically diverse group of South American rodents, the caviomorpha, which inhabit the continent about ~40 million years ago. This ecological diversity manifests mainly in locomotion and feeding, so that different taxonomic groups and species show a diverging anatomy in their limbs and mandibular apparatus. Our laboratory, in occasions interacting with other research groups, has focused on muscles and bones involved in both systems. These studies include the analysis of bone shape, as well as the assessment of origin and insertion of muscles. This information allows inferring the mechanical advantage of the system regarding particular behaviors or functions. Thus, studies have allowed answering questions such as: 1) what characteristics make possible the exercise of the forces required to excavate hard soils with the claws or the incisor? or 2) how is the structure of the skull, jaw and teeth which allow withstand the stresses associated with chewing hard diets? Studies also include measurement of functional variables, such as the mandibular force, by using force transducers in live specimens.