Distinguishing between three modern Ellobius species (Rodentia, Mammalia) and identification of fossil Ellobius from Kaldar Cave (Iran) using geometric morphometric analyses of the first lower molarle
Plain Language Abstract
Southeastern Europe, western and central Asia are a crossroads between Africa, Europe and Asia. It plays an important role to understand the biological history of human lineages, including their techno-cultural complexes during the Pleistocene.
Small mammals (insectivores, bats and rodents) are generally well suited for drawing inferences on past environmental conditions because they are closely bound to the environment in which they lived. The application of small mammals studies in archaeology is essential for palaeoenvironmental and palaeoclimatic reconstructions.
Based on Geometric Morphometrics we were able to discriminate between the different Ellobius species occurring today in the southeastern Europe, western and central Asia on the basis of molar size and shape. Ellobius is well represented in Middle Eastern archaeological sites, and thanks to this method, we were able to identify the fossil Ellobius remains from the Kaldar Cave (Iran).
Resumen en Español
Diferenciación de las tres especies actuales de Ellobius (Rodentia, Mammalia) e identificación de las especies fósiles de los Ellobius de Kaldar Cave (Irán) empleando análisis de morfometría geométrica en el primer molar inferior
Los restos de Ellobius son comunes y, con frecuencia, abundantes en los yacimientos arqueológicos del sudeste de Europa y Asia central y occidental. La correcta identificación de las especies es fundamental para entender la evolución de las mismas, así como de las comunidades a lo largo del tiempo, incluidas las secuencias bioestratigráficas que se establecerán.
En este estudio se aplica la morfometría geométrica a los primeros molares inferiores de Ellobius, con los siguientes objetivos: 1) discriminar las especies actuales y explorar diferencias morfológicas y de tamaño en las colecciones de referencias; 2) identificar el conjunto de especies fósiles recuperado en los yacimiento arqueológicos, basándose en el estudio anteriormente comentado. Las colecciones de referencias empleadas en este artículo incluyen especímenes pertenecientes a las tres especies que se encuentran hoy en día en el sureste de Europa, Asia central y occidental, que son: Ellobius fuscocapillus, E. lutescens y E. talpinus. El material arqueológico proviene del yacimiento iraní del Pleistoceno Superior de Kaldar Cave (valle de Khorramabad, provincia de Lorestán, oeste de Irán).
Nuestro estudio evidencia que la morfología de la cúspide anterior y la disposición de los triángulos siguientes permiten discriminar las tres especies estudiadas de Ellobius, existentes a día de hoy. La morfología del m1 de E. fuscocapillus y E. lutescens son muy similares sin embargo, E. talpinus es diferente a las especies mencionadas anteriormente. La longitud total y la cúspide anterior son de mayor tamaño en E. fuscocapillus que en E. lutescens. Los análisis de morfometría geométrica llevados a cabo en la colección de referencia nos permite identificar los especímenes fósiles de Kaldar Cave como de E. lutescens y E. fuscocapillus, excluyendo así E. talpinus.
Palabras clave: Rodentia, Arvicolinae, morfología del m1, análisis de multivariantes, Pleistoceno
Traducción: Authors
Résumé en Français
In progress
Translator: Antoine Souron
Deutsche Zusammenfassung
Unterscheidung zwischen drei modernen Ellobius Arten (Rodentia, Mammalia) und Identifizierung von fossilen Ellobius aus der Kaldar-Höhle (Iran) anhand geometrisch-morphometrischer Analysen des ersten unteren Molaren
Überreste von Ellobius sind in archäologischen Fundstellen in Südosteuropa, West- und Zentralasien häufig und oft reichlich vorhanden. Eine korrekte Identifizierung der Arten ist entscheidend für unser Verständnis der Evolution von Arten und Gemeinschaften im Laufe der Zeit, einschließlich der zu erstellenden biostratigraphischen Sequenzen.
Diese Studie wendet geometrisch-morphometrische Methoden (GMM) auf die ersten unteren Molaren von Ellobius an, mit den Zielen: 1) moderne Arten zu unterscheiden und Unterschiede in Morphologie und Größe in Referenzproben zu erforschen; und 2) fossile Exemplare aus archäologischen Fundstellen zu identifizieren, basierend auf der vorgenannten Analyse. Der in dieser Arbeit verwendete Referenzdatensatz umfasst Exemplare, die zu den drei Arten gehören, die heute in Südosteuropa, West- und Zentralasien vorkommen: Ellobius fuscocapillus, E. lutescens und E. talpinus. Das archäologische Material stammt aus der spätpleistozänen iranischen Fundstelle der Kaldar-Höhle (Khorramabad-Tal, Provinz Lorestan, Westiran).
Unsere Studie zeigt, dass die Form der vorderen Kappe und die Anordnung der folgenden Dreiecke eine Unterscheidung der drei untersuchten, lebenden Ellobius Arten ermöglichen. Die Form von m1 bei E. fuscocapillus und E. lutescens erscheint recht ähnlich, während Ellobius talpinus gut von diesen beiden Arten getrennt ist. Die Gesamtlänge und die anteriore Kappe von m1 ist bei E. fuscocapillus größer als bei Ellobius lutescens.
Die mit dem modernen Referenzdatensatz durchgeführten GMM-Analysen erlaubten uns, fossile Exemplare aus der Kaldar-Höhle als E. lutescens und einige als E. fuscocapillus zu identifizieren und E. talpinus auszuschließen.
Schlüsselwörter: Rodentia; Arvicolinae; m1 Form; multivariate Analyse; Pleistozän
Translator: Eva Gebauer
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
Polski
Szczątki rodzaju Ellobius są liczne oraz często znajdowane w stanowiskach w południowo-wschodniej Europie jak również w zachodniej i środkowej Azji. Prawidłowa identyfikacja gatunków ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia ich ewolucji i zróżnicowania zbiorowisk w czasie, w tym ustalania sekwencji biostratygraficznych. W niniejszej pracy zastosowano metody geometryczno-morfometryczne (GMM) dla pierwszych dolnych zębów trzonowych przedstawicieli rodzaju Ellobius w celu: 1) rozróżnienia współczesnych gatunków i zbadania różnic morfologicznych i wielkości w próbkach referencyjnych; oraz 2) identyfikacji okazów kopalnych wydobytych na stanowiskach na podstawie wspomnianej analizy. Zbiór danych referencyjnych wykorzystany w niniejszej pracy obejmuje okazy należące do trzech gatunków, które obecnie występują w południowo-wschodniej Europie oraz zachodniej i środkowej Azji: Ellobius fuscocapillus, E. lutescens i E. talpinus. Materiał badawczy pochodzi z późnego plejstocenu irańskiego stanowiska z Jaskini Kaldar (dolina Khorramabad, prowincja Lorestan, zachodni Iran). Nasze badanie pokazuje, iż kształt przedniej pętli i układ następujących trójkątów pozwalają na rozróżnienie trzech badanych zachowanych gatunków Ellobius. Kształty te na m1 u E. fuscocapillus i E. lutescens wydają się podobne, podczas gdy te u E. talpinus są odmienne od tych dwóch gatunków. Całkowita długość i przednia pętla m1 u E. fuscocapillus jest większa niż u E. lutescens. Analizy GMM przeprowadzone na zbiorze danych referencyjnych pozwoliły nam zidentyfikować szczątki z jaskini Kaldar jako E. lutescens, a niektóre jako E. fuscocapillus, z wyłączeniem E. talpinus.
Translator: Krzysztof Stefaniak and Dariusz Nowakowski
Russian
Различение трех современных видов Ellobius (Rodentia, Mammalia) и идентификация ископаемого Ellobius из пещеры Калдар (Иран) с использованием геометрического морфометрического анализа первого нижнего моляра
Останки представителей рода Ellobius обычны и часто встречаются в археологических памятниках юго-восточной Европы, Западной и Центральной Азии. Правильная идентификация видовой принадлежности имеет решающее значение для нашего понимания эволюции отдельных видов и сообществ во времени, включая определение биостратиграфических последовательностей. В этом исследовании применяются методы геометрической морфометрии (GMM) к первым нижним молярам Ellobius с целью: 1) различать современные виды и изучить морфологические и размерные различия в контрольных образцах; и 2) идентифицировать ископаемые образцы, обнаруженные в процессе археологических раскопок, на основе вышеупомянутого анализа. Базовый набор данных, используемый в этой статье, включает образцы, принадлежащие к трем видам, которые сегодня встречаются в юго-восточной Европе, Западной и Центральной Азии: Ellobius fuscocapillus, E. lutescens и E. talpinus. Археологический материал происходит из иранского поселения эпохи позднего плейстоцена – пещеры Калдар (долина Хоррамабад, провинция Лорестан, западный Иран). Наше исследование показывает, что форма антероконида и расположение треугольников позволяют различать три ныне существующих вида Ellobius. Форма m1 у E. fuscocapillus и E. lutescens довольно сходна, тогда как Ellobius talpinus отличается от этих двух видов. Общая длина и антероконид m1 у E. fuscocapillus больше, чем у Ellobius lutescens. Анализ GMM позволил нам идентифицировать ископаемые образцы из пещеры Калдар как принадлежащие к E. lutescens и E. fuscocapillus, исключая E. talpinus.
Ключевые слова: Rodentia; Arvicolinae; форма m1; многомерный анализ; плейстоцен
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Ukrainian
Розрізнення трьох сучасних видів Ellobius (Rodentia, Mammalia) і ідентифікація викопного Ellobius із печери Калдар (Іран) із використанням геометричного морфометрического аналізу першого нижнього моляра
Рештки представників роду Ellobius досить часто зустрічаються в археологічних пам’ятках південно-східної Європи, Західної і Центральної Азії. Правильна ідентифікація видової приналежності має вирішальне значення для нашого розуміння еволюції окремих видів і угруповань в часі, включаючи визначення біостратиграфічних послідовностей. У цьому дослідженні застосовуються методи геометричної морфометрії (GMM) до перших нижніх молярів Ellobius з метою: 1) розрізняти сучасні види і з’ясувати морфологічні та розмірні відмінності в контрольних зразках; та 2) ідентифікувати викопні зразки, виявлені в ході археологічних розкопок, на основі вищезазначеного аналізу. Базовий набір даних, який використовується у цій статті, включає зразки, що належать до трьох видів, які сьогодні зустрічаються у південно-східній Європі, Західній і Центральній Азії: Ellobius fuscocapillus, E. lutescens і E. talpinus. Археологічний матеріал походить з іранського поселення епохи пізнього плейстоцену – печери Калдар (долина Хоррамабад, провінція Лорестан, західний Іран). Наше дослідження показує, що форма антероконіду і розташування трикутників дозволяють розрізняти три нині існуючих види Ellobius. Форма m1 у E. fuscocapillus і E. lutescens досить схожа, тоді як Ellobius talpinus чітко відрізняється від цих видів. Загальна довжина та антероконід m1 у E. fuscocapillus більші, ніж у Ellobius lutescens. Аналіз дозволив нам ідентифікувати викопні зразки з печери Калдар як такі, що належать до E. lutescens і E. fuscocapillus, виключаючи E. talpinus.
Ключові слова: Rodentia; Arvicolinae; форма m1; багатофакторний аналіз; плейстоцен
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Chinese
利用第一下臼齿的几何形态分析来区分鼴形田鼠属 (Ellobius, Rodentia，Mammalia) 的三个现代种并鉴定来自伊朗Kaldar Cave的化石
鼴形田鼠属的遗骸在欧洲东南，西亚和中亚的考古遗址中很常见且常常保存丰富。正确识别该属的不同种对于我们理解物种和群落随时间的演变 (包括要建立的生物地层序列) 至关重要。
本文将几何形态计量学方法 (GMM - geometric morphometric methods) 应用于鼴形田鼠属的第一下臼齿研究，其目的是: 1) 区分现代种，并探索参考样品的形态和大小差异; 2) 根据上述分析结果鉴定在考古遗址发现的化石标本。本文使用的参考数据包括属于现生于欧洲东南，西亚和中亚的三个种的标本: Ellobius fuscocapillus, E. lutescens和E. talpinus。这些晚更新世材料来自Kaldar Cave 考古遗址 (伊朗西部洛雷斯坦省Khorramabad Valley)。
研究表明，前齿冠的形状和以下三角形的排列可以区分三个现存种。Ellobius fuscocapillus和Ellobius lutescens 的第一臼齿形状看起来相当相似，而Ellobius talpinus则与这两种完全可以分开。 Ellobius fuscocapillus的第一臼齿总长度和前齿冠均比Ellobius lutescens的大。
据对现代参考数据集进行的GMM分析, 我们可以将Kaldar Cave的化石标本鉴定为Ellobius lutescens, 另外一些标本归入E. fuscocapillus, 并排除E. talpinus。
关键词：啮齿目 (Rodentia); 田鼠亚科 (Arvicolinae); 第一臼齿形状; 多元统计分析; 更新世
Translator: Hongshan Wang
