Bone shell microstructure of Condorchelys antiqua Sterli,2008, a stem turtle from the Jurassic of Patagonia

Abstract

The histology of the turtle shell has proven to be a valuable source of characters for the study of development and shell origin, as well as early turtles’ lifestyles and systematics. Here we describe and discuss the shell bone microanatomy and histology of Condorchelys antiqua, a stem turtle from the Lower Jurassic of Patagonia. Examination of several elements (including costals, neurals, peripherals and plastral plates) reveals that the shell bones consist of a diploe structure in which the interior area of cancellous bone is framed by external and internal cortices. Whereas the external cortex is mostly composed of structural fiber bundles, histological composition of the internal cortex is more variable, exhibiting structural fiber bundles and/or parallel fibered bone. This histological variation in the internal cortex allows discerning between different types of plates. The cancellous bone is mostly well developed and consists of fine trabeculae composed of secondary lamellar bone tissue. Predominance of structural fiber bundles in the shell bones suggests that metaplasia plays an important role during the development of the shell in this taxon. Comparison with other stem Testudines (including Proganochelys quenstedti, Proterochersis robusta, Kayentachelys sp., Eileanchelys waldmani, and Heckerochelys romani) reveals that the shell histology of C. antiqua resembles more H. romani and E. waldmani than the other stem taxa. The obtained values of compactness of C. antiqua shell bones suggest an aquatic lifestyle for this taxon.

Il n’est plus à prouver que l’histologie de la carapace de tortue dans les taxons fossiles est un outil précieux pour résoudre de nombreuses questions concernant l’origine et le développement de la carapace, le mode de vie et la systématique. Nous décrivons et discutons ci-dessous la micro-anatomie et l’histologie de la carapace de Condorchelys antiqua, une souche tortue du Jurassique inférieur de Patagonie. L’observation de plusieurs éléments (notamment les plaques osseuses costales, neurales, périphériques et du plastron) révèle que la carapace consiste en une structure diploë dans laquelle la partie interne de l’os spongieux est entourée par des cortex interne et externe. Bien que le cortex externe soit principalement composé des fibres structurales, la composition histologique du cortex interne est plus variable, montrant des fibres structurelles et/ou pseudo-lamellaires. Cette variation histologique du cortex interne permet de discerner différents types de plaque osseuse. L’os spongieux est principalement bien développé et consiste en fines trabécules composées de tissu osseux lamellaire secondaire. La prédominance des fibres structurelles dans la carapace suggère que la métaplasie de l’os joue un rôle important pendant le développement de la carapace pour ce taxon. Les comparaisons avec d’autres testudinés du groupe souche (incluant Proganochelys quenstedti, Proterochersis robusta, Kayentachelys sp., Eileanchelys waldmani, et Heckerochelys romani) révèlent que l’histologie de la carapace de C. antiqua ressemble plus à celles de H. romani et E. waldmani qu’à celle d’autres taxons souches. Les valeurs de densité de la carapace de C. antiqua suggèrent un mode de vie aquatique.