Deciduous dentition and dental eruption sequence of Bothriogenys fraasi (Anthracotheriidae, Artiodactyla)
from the Fayum Depression, Egypt

Hesham M. Sallam, Afifi H. Sileem, Ellen R. Miller, and Gregg F. Gunnell

Plain Language Abstract

Anthracotheres ("coal beasts") are an extinct group of artiodactyls that thrived across the northern continents and Africa from 38 to 18 million years ago. They ranged in size from that of a small deer to larger than a hippopotamus. Most anthracotheres lived near rivers and ponds, ate aquatic and semi-aquatic vegetation and many were partially aquatic in a manner similar to living hippos. Even though they were hippo-like in habit it is not clear which other artiodactyl group anthracotheres may have been related to with both hippos and pigs having been previously favored as potential relatives. Anthracotheres are especially abundant from 30 million year old rocks in the Fayum Depression in the Western Desert of Egypt represented by a species called Bothriogenys fraasi. The Fayum B. fraasi sample includes many virtually complete jaws that span every age class from new born to mature adult. This permits documentation of the dental eruption pattern and the stages of tooth development for the species. It is clear from the study presented here that the dental eruption pattern of Bothriogenys fraasi is unlike that seen in hippos and more like that seen in pigs. However, this may simply reflect different life history patterns for anthracotheres and pigs compared to hippos whose life span is three to four times longer than those of the former two groups. Documenting dental eruption sequences in other anthracothere species will be necessary to determine if such information can provide a meaningful way to test hypotheses of relationships.

Resumen en Español

Dentición decidua y secuencia de erupción dental de Bothriogenys fraasi (Anthracotheriidae, Artiodactyla) de la Depresión de El Fayum, Egipto

Los Anthracotheriidae del Paleógeno están escasamente documentados en las localidades afroarábicas. Esto se debe, en gran parte, a la naturaleza fragmentaria de los especímenes que se han descrito. Sin embargo, los sedimentos de la Formación Jebel Qatrani, Depresión El Fayum, Egipto, conservan los conjuntos de fósiles de Anthracotheriidae más ricos en toda la región afroarábica. A diferencia de otras muestras, la colección de El Fayum incluye muchas denticiones completas, cráneos y esqueletos parciales. Documentado con estas extensas colecciones, este estudio proporciona la primera descripción de la dentición decidua completa y la secuencia de erupción dental para el Anthracotheriidae del Oligoceno temprano Bothriogenys fraasi. Se proporciona una discusión detallada sobre el patrón y el tiempo de crecimiento dental en B. fraasi, y la secuencia ontogenética documentada para B. fraasi se compara con las disponibles para suoideos e hipopótamos, los dos grupos existentes que actualmente se consideran como posibles taxones hermanos de Anthracotheriidae. Los resultados muestran que los Anthracotheriidae y los suoideos comparten un patrón de emergencia dental más parecido entre ellos que con otros grupos, y uno que puede estar cerca de la condición primitiva para los artiodáctilos, mientras que los hipopótamos tienen una secuencia de erupción dental muy diferente como consecuencia de su patrón de vida muy divergente. Cada vez más la investigación sobre la historia de la vida indica que se puede esperar que los taxones estrechamente relacionados compartan rasgos de su patrón de desarrollo dental, por lo que el presente hallazgo sugiere que la hipótesis sobre una relación filogenética entre Anthracotheriidae con Hippopotamidae o Suiformes puede ser potencialmente testada con el estudio de los patrones de erupción dental.

Palabras clave: El Fayum; Egipto, Oligoceno; juvenil; dentición; Artiodactyla

Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)

Résumé en Français

Dentition déciduale et séquence d'éruption dentaire de Bothriogenys fraasi (Anthracotheriidae, Artiodactyla) de la dépression du Fayoum, Égypte

Les anthracothères paléogènes sont mal documentés dans les localités afro-arabiques. Cela est dû en grande partie à la nature fragmentaire des spécimens qui ont été décrits. Cependant, les sédiments de la formation Jebel Qatrani, dépression du Fayoum, Égypte, préservent les assemblages les plus riches en anthracothères de toute la région afro-arabique. Contrairement aux autres échantillons, la collection du Fayoum inclut de nombreux squelettes partiels, dentures, et têtes osseuses. À partir de ces collections importantes, cette étude fournit la première description de la dentition déciduale complète et de la séquence d'éruption dentaire de l'anthracothère Bothriogenys fraasi de l'Oligocène ancien. Une discussion détaillée du schéma et du déroulement de la croissance dentaire de B. fraasi est fournie, et la séquence ontogénétique documentée pour B. fraasi est comparée à celles disponibles pour les suoïdes et les hippopotames, les deux groupes actuels actuellement considérés comme des possibles groupes frères des anthracothères. Les résultats montrent que les anthracothères et les suoïdes partagent un schéma d'éruption dentaire similaire qui pourrait être proche de la condition plésiomorphe pour les artiodactyles, alors que les hippopotames ont une séquence d'éruption dentaire très différente en conséquence de leur schéma d'histoire de vie très divergent. Un corpus de recherches de plus en plus important sur les paramètres d'histoire de vie indique qu'il faut s'attendre à ce que des taxons phylogénétiquement proches partagent des caractères de leur schéma de développement dentaire. Nos résultats suggèrent donc qu'un test utile des hypothèses actuellement en compétition concernant les relations entre les Anthracotheriidae d'une part et soit les Hippopotamidae soit les Suiformes d'autre part pourrait potentiellement être développé en se basant sur les schémas d'éruption dentaire.

Mots-clés : Fayoum ; Égypte ; Oligocène ; juvénile ; dentition ; Artiodactyla

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Milchbezahnung und Zahneruptionssequenzen von Bothriogenys fraasi (Anthracotheriidae, Artiodactyla) aus der Fayum Depression, Ägypten

Paläogene Anthracotheren sind aus afro-arabischen Fundstellen kaum dokumentiert. Dies liegt zum großen Teil an der fragmentarischen Erhaltung der beschriebenen Stücke. Jedoch beinhalten Sedimente in der Jebel Qatrani Formation (Fayum Depression, Ägypten) die reichhaltigste Anthracotheren-Assemblage im gesamten Afro-Arabien. Im Gegensatz zu anderen Proben enthält die Fayum-Sammlung viele komplette Gebisse, Schädel und Teilskelette. Basierend auf dieser umfangreichen Sammlung stellt diese Untersuchung die erste Beschreibung der kompletten Milchbezahnung und Zahneruptionssequenz des früholigozänen anthracotheren Bothriogenys fraasi dar. Die Muster und der Zeitpunkt des Zahnwachstums bei B. fraasi werden diskutiert und die für B. fraasi dokumentierte ontogenetische Sequenz wird mit denen der verfügbaren Suoiden und Hippos verglichen, den zwei heute noch lebenden Gruppen, die gegenwärtig als mögliche Schwestertaxa der Anthracotheren angesehen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass Anthracotheren und Suoiden ein ähnlicheres Zahneruptionsmuster aufweisen, das zudem möglicherweise der primitiven Kondition bei Artiodactylen ähnelt, während Hippos eine unterschiedliche Zahneruptionssequenze haben, was auf ihre abweichende Entwicklungsgeschichte zurückzuführen ist. Viele Forschungen zur Lebensgeschichte von Organismen weisen darauf hin, dass Taxa, die sich phylogenetisch nahe stehen, Merkmale bezüglich ihrer Zahnentwicklung teilen. Der vorliegende Fund hingegen ist ein nützlicher Test konkurrierender Annahmen hinsichtlich der Verwandtschaft von Anthracotheriidae mit entweder Hippopotamidae oder Suiformes basierend auf Zahneruptionsmustern.
Schlüsselwörter: Fayum; Ägypten, Oligozän; juvenil; Bezahnung; Artiodactyla

Translator: Eva Gebauer

Arabic

Translator: Authors