Deciduous dentition and dental eruption of Hyainailouroidea (Hyaenodonta, “Creodonta,” Placentalia, Mammalia)

Matthew R. Borths and Nancy J. Stevens

Plain Language Abstract

Although many vertebrate animals replace their teeth multiple times throughout a lifetime, mammals are typically restricted to two sets of teeth: the deciduous teeth that erupt first and the adult dentition that eventually replaces them. Most paleontological studies of meat-eating mammals focus on the adult dentition, hence less information exists on the importance of the deciduous teeth for many mammal groups. In this paper, we describe the deciduous teeth for six species from a group of African meat-eating mammals, the hyainailouroids, which lived from at least 62 to 15 million years ago. We discovered these animals retained their deciduous teeth relatively late in life, and the deciduous teeth actually preserve features that are helpful in understanding the evolutionary history of the group. We also examined the order in which the deciduous teeth were eventually replaced, and explored how these teeth may hold important information for understanding why this group went extinct and were replaced by true carnivores like dogs, cats, and hyenas.

Resumen en Español

Dentición decidua y erupción dental de Hyainailouroidea (Hyaenodonta, "Creodonta", Placentalia, Mammalia)

La morfología dental decidua y la secuencia de la erupción dental permanente ofrecen perspectivas evolutivas y filogenéticas sobre la evolución de los mamíferos. La historia evolutiva temprana de Hyaenodonta, un clado morfológicamente diverso y biogeográficamente extendido de mamíferos carnívoros conocidos del Paleógeno y el Neógeno temprano, solo ha sido examinada de cerca para un género: Hyaenodon. Aquí describimos la morfología dental decidua para seis Hyainailouroidea, un clado lejanamente relacionado con Hyaenodon que dominó los primeros nichos Afro-arábicos del Cenozoico durante casi 20 millones de años. Los resultados sugieren una variación significativa entre Hyainailouroidea en la expresión de los protoconos, paraconos y metaconos de dP3 y dP4, y en la expresión del paracónido, metacónido y talónido de dP3 y dP4. Los caracteres dentales deciduos se incorporaron en un análisis filogenético bayesiano. La topología fue congruente con los análisis sistemáticos anteriores de la evolución de Hyaenodontidae, lo que sugiere que las características dentales deciduas pueden ser filogenéticamente informativas y que los taxones conocidos solo a partir de dientes deciduos se pueden incorporar en los estudios sobre la sistemática de mamíferos. A partir de los ejemplares descritos aquí, se reconstruye la secuencia de erupción dental de Hyainailouroidea. P4 y P3 entran en erupción después de M3, evidencia de que el complejo carnoso deciduo formado entre dP3 y dP4 se retuvo hasta el final del desarrollo, lo que permitió a los Hyaenodontidae desgastar fuertemente las áreas de corte en estos dientes antes del reemplazo. Esto difiere de Carnivora, un grupo que tiende a reemplazar la dentición decidua más temprano en el desarrollo, limitando a los carnívoros de forma notoria a un solo grupo de carniceras durante la mayor parte de su vida. Esta diferencia de desarrollo entre carnívoros y Hyaenodontidae ahora puede examinarse en un contexto sistemático y ecológico más amplio.

Palabras clave: Ontogenia; Dieta carnívora; Egipto; África; Paleógeno.

Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología) 

Résumé en Français

in progress

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Milchbezahnung und Zahneruption bei Hyainailouroidea (Hyaenodonta, “Creodonta,” Placentalia, Mammalia)

Die Morphologie der Milchzähne und die Zahneruptionssequenz bieten uns entwicklungsbezogene phylogenetische Einsichten in die Evolution der Säugetiere. Die frühe Entwicklungsgeschichte der Hyaenodonta, einer morphologisch diversen und biogeographisch weit verbreiteten Klade von karnivoren Säugetieren aus dem Paläogen und frühen Neogen wurde nur bei der Gattung Hyaenodon eingehend untersucht. Hier beschreiben wir die Morphologie der Milchzähne für sechs Hyainailouroiden, einer Klade von Hyaenodonten, die weitläufig mit Hyaenodon verwandt sind und die die frühkänozoischen Fleischfresser-Nischen von Afro-Arabien für beinahe 20 Millionen Jahre dominierten. Die Ergebnisse weisen auf signifikante Unterschiede zwischen den Hyainailouroiden hin, was die Ausprägung des dP3 und dP4 Protoconus, Paraconus und Metaconus angeht und die des dP3 and dP4 Paraconid, Metaconid und Talonids. Die Merkmale des Milchgebisses wurden in eine Bayesianische Phylogenetische Analyse eingegeben. Die Topologie stimmte mit früheren systematischen Untersuchungen über die hyaenodonte Evolution überein, was zeigt, dass Merkmale des Milchgebisses phylogenetisch aussagekräftig sein können und dass Taxa, die nur durch Milchzähne bekannt sind, durchaus in Untersuchungen über Saugetiersystematik miteinbezogen werden können. Basierend auf dem hier beschriebenen Stück wird die Eruptionssequenz der Hyainailouroidea rekonstruiert. P4 and P3 brechen nach M3 durch, was darauf hindeutet, dass die Reißzähne des Milchgebisses zwischen dP3 and dP4 bis spät in der Entwicklung erhalten blieben, was es den Hyaenodonten erlaubte vor dem Zahnwechsel starke Schneidekanten auf diesen Zähnen zu tragen. Dies unterscheidet sich von den Carnivora, einer Gruppe die dazu tendiert die Milchbezahnung früher in der Entwicklung zu wechseln, was die Karnivora effektiv auf ein einziges Paar Reißzähne in ihrem Leben einschränkt. Dieser Unterschied in der Entwicklung von Karnivora und Hyaenodonten kann nun in einem größeren systematischen und ökologischen Zusammenhang untersucht werden.

Schlüsselwörter: Ontogenie; Karnivorie; Ägypten; Afrika; Paläogen.

Translator: Eva Gebauer

Arabic

Translator: Ashraf M.T. Elewa