Caracterización de la topografía dental en la tribu Papionini: Inferencias alimentarias en los cercopitecinos del Plio-Pleistoceno de Sudáfrica

Abstract

El trabajo que se presenta en esta Tesis Doctoral se centra en el estudio de la topografía dental de los molares superiores e inferiores de diversas especies de primates de la tribu Papionini. El objetivo general es caracterizar la variabilidad morfológica dental de especies Papionini actuales en relación con la dieta, con el fin de determinar la señal que ofrecen los datos topográficos y crear un modelo ecológico que aporte un mejor conocimiento de las adaptaciones ecológicas de los primates cercopitecinos –especialmente de la tribu Papionini– del Plio-Pleistoceno de Sudáfrica.

(i) Creación de un protocolo metodológico útil y estandarizado para caracterizar la topografía dental en series dentales de primates bilofodontos. (ii) Caracterización y clasificación de la muestra según el desgaste dental y el tipo de dieta. Con el fin de inferir la dieta a partir las adaptaciones dentales de los fósiles del Plio-Pleistoceno, primero es necesario analizar la morfología dental de la tribu Papionini basándose en la topografía dental de los molares. La amplia muestra de taxones Papionini vivos no sólo va a proporcionar información ecológica sobre las adaptaciones dentales dentro de la diversidad actual de la tribu, sino que va a significar un modelo de comparación para la muestra fósil.

(iii) Analizar la topografía dental a lo largo de todas las etapas de desgaste para entender cómo evolucionan las variables topográficas en relación con la dieta. (iv) Determinar las presiones selectivas que pueden haber influido en la morfología oclusal de la tribu Papionini y valorar las posibles convergencias morfológicas como adaptación a entornos ecológicos similares y las discrepancias entre las filogenias moleculares y morfológicas. (v) Puesto que en este trabajo se han analizado series molares completas (M1-M3) en superiores e inferiores, evidenciar si las señales proporcionadas por cada diente son las mismas e intentar inferir qué presiones puede influir en la morfología de cada diente. (vi) Inferir la dieta en las especies de cercopitecinos del Plio-Pleistoceno de Sudáfrica. Este objetivo incluye especialmente especies de la tribu Papionini y una especie de la tribu Colobini (Cercopithecoides williamsi) que forma parte del conjunto fósil. (vii) Correlacionar cambios morfológicos con diferentes momentos climáticos. La muestra de individuos fósiles incluye especies que abarcan desde finales del Plioceno hasta finales del Pleistoceno. Esta horquilla de 3-4 Ma incluye cambios climáticos abruptos, que supusieron una variación de los recursos alimentarios dis- ponibles. Algunos linajes de gran recorrido –p. ej. Parapapio o Theropithecus– se desarrollan durante este periodo y es posible determinar algún tipo de tendencia morfológica en la morfología oclusal a medida que el clima cambia.

A wide variety of primate taxa is represented in the Plio-Pleistocene deposits of the South African caves. Until now, almost all the recovered fossil primates belong to the Papionini tribe (Family Cercopithecidae, Subfamily Cercopithecinae), representing 12 species and 5 genera. Interest in the study of these cercopithecines taxa has increased, since they provide valuable biostratigraphic, paleoenvironmental and evolutionary information on the hominins with which they coexisted. Since most of the fossil remains recovered are teeth, they have become the object of numerous works to infer phyletic relationships and palaeoecological adaptations. Diet, a major evolutionary factor affecting primate life histories, provides significant clues to the understanding of adaptation and ecological niche separation in primates. The use of dental topography (DNE, OPCR, RFI, and PCV) to mathematically quantify the shape of the occlusal surface of the molars has become a valid method to infer the all-year-round diet of extant and extinct species and during periods of scarcity. Fallback foods have been considered biomechanically demanding challenges for food processing, and probably are key items determining dental morphology in relation to both dental morphology adaptations and dental wear. The studied sample consisted of high-resolution 3D dental scans of upper and lower postcanine teeth (M1-M3) from 14 fossil taxa (n= 1.224) and 14 extant African Papionini species (n= 2.234), used as a comparison sample. Results showed that the Papionini tribe shows numerous homologies in their craniofacial anatomy, including teeth, and the species are grouped by food preferences. Therefore, dental morphology studies would not be useful to infer phylogenetic relationships. There are differences between the topographic patterns between molars and between upper and lower teeth, which may be due to causes of the development and differential use of teeth during the chewing cycle. In fossils, topography has proven to be useful to infer the food preferences of taxa and has been able to detect climatic changes –the 2 My barrier– within the same clade.