Biomechanical Skull Study of the Aetosaur Neoaetosauroides engaeus Using Finite Element Analysis

Abstract

Los aetosaurios son un grupo de arcosaurios con distribución mundial durante el Triásico Tardío. Tenían cabeza pequeña en relación con el tamaño del cuerpo y una cola larga, y se caracterizan por tener una armadura dorsal y ventral, formada por osteodermos ornamentados y articulados. A pesar de que los aetosaurios se consideraron históricamente como los únicos herbívoros entre los primeros arcosaurios pseudosuquios, pocos análisis evalúan cuantitativamente sus hábitos de alimentación, y algunos autores han propuesto hábitos omnívoros y/o carroñeros para este grupo. Neoaetosauroides engaeus, es un aetosaurio de Triásico Tardío de la Formación Los Colorados, La Rioja, Argentina. Se conocen tres cráneos relativamente bien conservados de N. engaeus, que son un excelente taxon para realizar estudios de la ecología de alimentación. Aplicamos el Método de los Elementos Finitos para estimar la fuerza de mordida y evaluamos la respuesta estructural del cráneo en diferentes situaciones durante la alimentación. Nuestros resultados muestran que el cráneo de N. engaeus generó una fuerza de mordida de 3.6 kN una magnitud comparable con mediciones realizadas en Alligator mississippiensis, y podría resistir esfuerzos externos laterales y longitudinales. Esto indica que N. engaeus podría capturar presas vivas de pequeño tamaño (e.g., cinodontes) con sus mandíbulas, y/o arrastrar cadáveres de mayor tamaño (e.g., dicinodontes). Estos resultados brindan una nueva evidencia para respaldar la posible zoofagia u omnivoría para N. engaeus, lo cual amplía los roles ecológicos de los aetosaurios previamente conocidos.

Aetosaurs are quadrupedal archosaurs that had a worldwide distribution during the Late Triassic. They had small heads relative to their body size and a long tail, and they are characterized by a dorsal and ventral carapace formed by ornamented and articulated osteoderms. Although aetosaurs historically have been considered the only herbivorous among the early pseudosuchian archosaurs, few analyses quantitatively assess their feeding habits, and some authors have proposed omnivorous and/or scavenging habits for the group. Neoaetosauroides engaeus is an aetosaur from the Late Triassic of the Los Colorados Formation, La Rioja, Argentina. N. engaeus is known from three relatively well-preserved skulls, making it an excellent taxon to study the feeding ecology. We applied the Finite Element Method to estimate bite force and to evaluate the structural response of the skull at different positions during food processing. Our results show that the skull of N. engaeus generated a bite force of 3.6 kN, a magnitude comparable with the measurement made in Alligator mississippiensis, and could resist lateral and longitudinal forces during feeding. This indicates that N. engaeus was capable of hunting of small living prey (e.g., cynodonts) with its jaws, and/or dragging carcasses of larger sizes (e.g., dicynodonts). These results bring new evidence that supports possible zoophagy or omnivory for N. engaeus, thus expanding the potential ecological roles of aetosaurs.