Paleobiology of Pleistocene ground sloths (Xenarthra, Tardigrada): biomechanics, morphogeometry and ecomorphology applied to the masticatory apparatus

Abstract

The fossil xenarthrans include giant forms, the ground sloths (Tardigrada), characteristic of the mammal fauna of the Pleistocene of South America. Although most authors agree in considering them as herbivorous, these forms have not been studied in terms of detailed morpho-functional analyses of their masticatory apparatuses. The aim of this work is the study the masticatory apparatus of the large Pleistocene ground sloths Glossotherium robustum, Lestodon armatus, Mylodon darwini and Scelidotherium leptocephalum (Mylodontidae) applying biomecanichal and morphogeometrical methods, and to compare with the information obtained for Megatherium americanum (Megatheriidae). The results are integrated with recent ecomorphological analyses that include three variables (hypsodonty index, dental occlusal surface area and relative width and shape of the muzzle) providing useful information for the inference of dietary habits and to propose a niche partitioning among these species. Glossotherium robustum and Lestodon armatus, the wide-muzzled sloths, were mostly bulk-feeders (i.e. ingest great amounts of food with each bite; probably grass and herbaceous plants). Mylodon darwini and Scelidotherium leptocephalum, the narrow-muzzled sloths, were mixed or selective-feeders (i.e. select plants or plant parts; grass and/or tree and shrubs foliage). The tooth design of mylodontids indicates that teeth were used mainly for crushing and grinding turgid and fibrous items respectively. Megatherium americanum was probably the most selective feeder among these sloths, and selectively fed on particular plants (shrubs) or plant parts (leaves, twigs, fruits). Its dentition was designed mostly for cutting soft but tough items which might include flesh, leaving open the possibility of an omnivorous diet.

. Los xenartros fósiles incluyen formas gigantes, los perezosos terrestres (Tardigrada), características de la fauna de mamíferos del Pleistoceno de América del Sur. Si bien la mayoría de los autores los han considerado herbívoros, estas formas no han sido objeto de un análisis morfofuncional detallado de sus aparatos masticatorios. El objetivo de este trabajo es estudiar el aparato masticatorio de los perezosos terrestres Glossotherium robustum, Lestodon armatus, Mylodon darwini y Scelidotherium leptocephalum (Mylodontidae) aplicando métodos biomecánicos y morfogeométricos, y compararlos con Megatherium americanum (Megatheriidae). Estos resultados son integrados con aquellos obtenidos de análisis ecomorfológicos que incluyen tres variables (índice de hipsodoncia, área de la superficie oclusal dentaria y ancho relativo y forma del hocico), proveyendo información para inferir probables hábitos alimenticios y proponer una partición de nichos. Glossotherium robustum y Lestodon armatus, formas de hocico ancho, no eran selectivos, se alimentaban al bulto (i.e. ingerían grandes cantidades de alimento con cada bocado; probablemente pastos y plantas herbáceas). Mylodon darwini y Scelidotherium leptocephalum, formas de hocico angosto, eran selectivos o intermedios (i.e. seleccionaban plantas o partes de plantas; pastos y/o hojas de árboles y arbustos). El diseño de los dientes indica que eran usados principalmente para triturar y moler alimentos semiduros o pulposos y fibrosos. Megatherium americanum era el más selectivo, y probablemente se alimentaba seleccionando ciertas plantas o partes de plantas (hojas, ramas, frutos). Sus dientes estaban diseñados principalmente para cortar alimentos blandos pero resistentes, que podrían incluir carne, lo que deja abierta la posibilidad de una dieta omnívora.