The Late Cretaceous lizard Pleurodontagama and the origin of tooth permanency in Lepidosauria

• Autorzy: Borsuk-Bialynicka M

Warianty tytułu

PL

Poznokredowa jaszczurka Pleurodontagama a powstanie uzebienia permanentnego u Lepidosauria

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The sinuous double-row dentition of Pleurodontagama aenigmatodes, the Late Cretaceous Mongolian relative of the Acrodonta is a possible initial stage of evolution of tooth permanency in the Acrodonta. The reconstructed ontogenetic development of this dentition is considered as a model of evolutionary events that resulted in tooth permanency. The acceleration of the posteriad growth of jaws, that occurred at the origin of the Acrodonta, was probably followed by both peripheral and interstitial growth of the dental lamina. Created by the interstitial growth, the interdental spaces were not large enough to allow for the inclusion of the subsequently developed teeth into the main (labial) tooth row. Their blockage resulted in the eventual total blockage of tooth replacement. The requirements of the precise occlusion resulted in a reduction of the redundant lingual tooth row of the Pleurodontagama type. The dentition subsequently changed into a one-row permanent type increasing by a sequential addition of teeth. The patterns of dentition in the sphenodontidans and the varanoids may also result from evolutionary changes of skull proportions via the differential growth of jaws and consequent adjustment of the dental lamina.

PL

Przedmiotem pracy jest interpretacja uzębienia najprymitywniejszego rodzaju i gatunku agamidów - Pleurodontagama aenigmatodes Borsuk-Białynicka & Moody, 1984 z późnej kredy Mongolii. Naprzemienny, dwuszeregowy układ tego uzębienia zinterpretowano jako przejaw braku koordynacji między procesem wzrostu i wymiany uzębienia w ontogenezie z jednej strony a procesem wzrostu samych szczęk, stanowiących miejsce osadzenia tego uzębienia, z drugiej strony. W oparciu o tę interpretację zaproponowano model powstawania uzębienia permanentnego w filogenezie Acrodonta, stosując go następnie do wyjaśnienia pochodzenia uzębienia permanentnego Sphenodontida oraz waranidowego typu wymiany zębów u Anguimorpha. Podstawowe założenia prezentowanego modelu to (1) związki między zróżnicowanym wzrostem kości a wymianą zębów proponowane przez Osborna (1971, 1973, 1974) i Westergaarda (1980, 1986) oraz (2) istotnosć zmiany kształtu szczęk dla powstania linii ewolucyjnej Acrodonta (Robinson 1973, 1976; Borsuk-Białynicka 1986). Zmiana ta polegała na podsuwaniu się szczęk pod oczodół, co miało związek ze wzmacnianiem zgryzu u Acrodonta w porównaniu z ich iguanidowymi przodkami. Przesunięcie takie zachodzić musiało drogą intensyfikacji wzrostu tylnej części szczęki, czemu siłą rzeczy towarzyszł podobnie ukierunkowany wzrost listewki zębowej. Międzyzębowe (zamiast bezpośrednio dojęzykowego względem zębów funkcjonujścych) położenie kolejnych pokoleń zębów świadczy o tym, że wzrost listewki zębowej zachodził nie tylko na peryferiach, lecz także wewnątrz jej tkanki (interstycjalnie). Zahamowanie wielu zębów na pozycjach dojęzykowych prezentowane przez pleurodontagamę świadczy o niewydolności tego wzrostu w stosunku do wielkości tworzonych zębów. Zgodnie z proponowaną hipotezą, takie właśnie niedopasowanie tempa wzrostu szczęki do tempa wymiany doprowadziło do zablokowania wymiany i powstania uzębienia permanentnego charakterystycznego dla agamidów, a także kameleonów. Podsunięcie szczęk pod oczodół charakterystyczne dla Sphenodontida wiąże się także ze swego rodzaju naprzemiennoscią uzębienia (dotyczącą przede wszystkiem rozmiarów zębów), a także z zablokowaniem wymiany. Zjawiska te dotyczyły pierwotnie (u Diphydontosaurus avonis Whiteside, 1986, późnotriasowego przedstawiciela Sphenodontida) tylnej , a więc najsilniej rosnącej części szczęk, później całego uzębienia. W oparciu o zaproponowany tu model można przypuszczać, że intensywny wzrost szczęk w kierunku ku przodowi od oczodołu, uważany za charakterystyczną cechę Platynota (McDowell & Bogert 1954) spowodował charakterystyczną, naprzemienną wymianę zębów, zwaną typem waranidowym (Edmund 1960). Kierunek tego wzrostu (na zewnątrz czaszki zamiast ku oczodołowi i stawowi szczękowemu) pozwolił na swobodne mieszczenie się zębów kolejnych pokoleń w jednym szeregu i na międzyzębowe położenie zawiązków.

Słowa kluczowe

PL

fauna kopalna; uzebienie; zgryz; kreda; paleontologia; jaszczurki; paleozoologia; szczeki; Pleurodontagama aenigmatodes; Lepidosauria; morfologia zwierzat

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Palaeontologica Polonica
• Rocznik: 1996
• Tom: 41
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.231-252,fot.,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Borsuk-Bialynicka M

• Instytut Paleobiologii PAN, al.Zwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

Bibliografia

• Alifanov, V.R. (Alifanov, V.R.) 1989. New priscagamas (Lacertilia) from the Upper Cretaceous of Mongolia and their systematic position in the Iguania [in Russian]. - Paleontologičeskij Žurnal 4, 73-87.
• Berkovitz, B.K.B. 1977. The order of tooth development and eruption in the rainbow trout (Salmo gairdneri). - Journal of Experimental Zoology 201, 221-226.
• Bolk, L. 1912. On the structure of dental system of reptiles. - Proceedings Koninklijke Nederlandsche Academie Wetenschappen, Amsterdam 15, 950-961.
• Bolk, L. 1922. Odontological Essays. - Journal of Anatomy 56, 107-136.
• Borsuk-Białynicka, M. 1986. On the diagnosis of the Xenosauridae (Anguimorpha). In: Z. Roček (ed.), Studies in Herpetology, 213-218. Charles University, Prague.
• Borsuk-Białynicka, M. & Moody M.S. 1984. Priscagaminae, a new subfamily of the Agamidae (Sauria) from the Late Cretaceous of the Gobi Desert. - Acta Palaeontologica Polonica 29, 51-81.
• Capel-Williams, G. & Pratten, D. 1978. The diet of adult and juvenile Agama bibroni (Reptilia: Lacertae) and a study of the jaw mechanism in the two age groups. - Journal of Zoology (London) 185, 309-318.
• Cooper, J.S. & Poole, D.F.G. 1973. The dentition and dental tissues of the agamid lizard, Uromastyx. - Zoological Journal of London 169, 85-100.
• Cooper, J.S., Poole, D.F.G., & Lowson, R. 1970. The dentition of agamid lizards with special reference to tooth replacement. - Zoological Journal of London 162, 85-98.
• DeBraga, M. & Carroll R.L. 1993. The origin of mosasaurs as a model of macroevolutionary patterns and processes. - Evolutionary Biology 27, 245-321.
• Edmund, A.G. 1960. Tooth replacement phenomena in the lower vertebrates. - Contributions of the Life Sciences Division of the Royal Ontario Museum 52, 1-190.
• Estes, R., de Queiroz, K., & Gauthier, J. 1988. Phylogenetic relationships within Squamata. In: R. Estes & G. Pregill (eds), Phylogenetic Relationships within Lizard Families, 119-281. Stanford University Press. Stanford, California.
• Estes, R. & Williams, E.E. 1984. Ontogenetic variation in the molariform teeth of lizards. - Journal of Vertebrate Paleontology 4, 1, 96-107.
• Evans, S.E. 1980. The skull of the new eosuchian reptile from the Lower Jurassic of South Wales. - Zoological Journal of the Linnean Society 70, 203-264.
• Evans, S.E. 1985. Tooth replacement in the Lower Jurassic lepidosaur Gephyrosaunss bridensis. - Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie, Monatshefte 7, 411-420.
• Evans, S.E. 1988. The early history and relationships of the Diapsida. - Systematics Association Special Volume 35A, 221-60.
• Evans, S.E. 1994. A new Anguimorph lizard from the Jurassic and Lower Cretaceous of England. - Palaeontology 37, 33-49.
• Gans, C. 1960. Studies on Amphisbaenids (Amphisbaenia, Reptilia) 1. A taxonomic revision of the Trogonophinae and a functional interpretation of the amphisbaenid adaptive pattern. - Bulletin of the American Museum of Natural History 119, 129-204.
• Gao Keqin & Hou Lianhai 1995. Iguanians from the Upper Cretaceous Djadochta Formation, Gobi Desert, China. - Journal of Vertebrate Paleontology 15, 57-78.
• Gilette, 1995. The dynamics of continuous succession of teeth in the frog (Rana pipiens). - American Journal of Anatomy 68, 9-25.
• Gradziński, R., Kielan-Jaworowska, Z., & Maryańska, T. 1977. Upper Creatceous Djadochta, Barun Goyot and Nemegt Formations of Mongolia, including remarks on previous subdivisions. - Acta Geologica Polonica 27, 281-318.
• Hall, B.K. 1978. Developmental and Cellular Skeletal Biology. 304 pp. Academic Press, New York.
• Harrison, H.S. 1901. The development and succession of teeth in Hatteria punctata. - Quaternarly Journal of Microscopic Sciences 44, 161-219.
• Herring, S.W. 1993. Epigenetic and functional influences of skull growth. In: J. Hanken & B.K. Hall (eds), The Skull. Development 1, 153-206. The University of Chicago Press. Chicago.
• Hotton, N. 1955. A survey of adaptive relationships of dentition to diet in the North American Iguanidae. - American Midland Naturalist 53, 88-114.
• Jerzykiewicz, T. & Russell, D.A. 1991. Late Mesozoic stratigraphy and vertebrates of the Gobi Basin. - Cretaceous Research 12, 345-377.
• Lundelius, E. 1957. Skeletal adaptations in two species of Sceloporus. - Evolution 11, 65-83.
• McDowell, S.B. & Bogert, C.M. 1954. The systematic position of Lanthanotus and the affinities of the Anguinomorphan lizards. - Bulletin of the American Museum of Natural History 105, 1-142.
• Oeder, R. 1906. Die Entstehung der Munddrüsen und der Zahnleiste der Anuren. - Jena Zeitschrift der Wissenschaft 41, 505-548.
• Osborn, J.W. 1971. The ontogeny of tooth succession in Lacerta vivipara Jacquin (1787). - Proceedings of the Royal Society of London B 179, 261-89.
• Osborn, J.W. 1973. The evolution of dentitions. - American Scientist 61, 548-559.
• Osborn, J.W. 1974. On the control of tooth replacement in reptiles and its relationship to growth. - Journal of Theoretical Biology 46, 509-527.
• Owen, R. 1840-1845. Odontography; or a Treatise on the Comparative Anatomy of the Teeth; Their Physiological Relations, Mode of Development and Microscopic Structure in the Vertebrate Animals, 1xxiv + 655 pp. Hypolyte Bailliere, London.
• Parrington, F.R. 1936. On the tooth replacement in the theriodont reptiles. - Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 226, 121-42.
• Reif, W.-E. 1976. Morphogenesis, pattern formation and function of the dentition of Heterodontus (Selachii). - Zoomorphologie 83, 1-47.
• Rieppel, O. 1978. Tooth replacement in Anguimorph lizards. - Zoomorphologie 91, 77-90.
• Robinson, P.L. 1973. A problematic reptile from the British Upper Trias. - Journal of the Geological Society 129, 457-479.
• Robinson, P.L. 1976. How Sphenodon and Uromastyx grow their teeth and use them. - Linnean Society Symposium Series 3, 43-64.
• Throckmorton, G.S. 1976. Oral food processing and digestive efficiency in the herbivorous lizards, Iguana iguana and Uromastix aegyptius (Agamidae). - Journal of Morphology 148, 363-390.
• Throckmorton, G.S. 1978. Action of the pterygoideus muscle during feeding in the lizard Uromastix aegyptius (Agamidae). - The Anatomical Record 190, 217-222.
• Westergaard, B. 1980. Evolution of the mammalian dentition. - Mémoires de la Société Géologique de France, N.S. 139, 191-200.
• Westergaard, B. 1986. The pattern of embryonic tooth initiation in reptiles. In: D.E. Russel, J.-P. Santoro, & D. Sigogneau-Russell (eds), Teeth Revisited: Proceedings of the VIIth International Symposium on Dental Morphology, Paris 1986. - Mémoires du Museum National d'Histoire Naturelle, Paris (série C) 53, 55-63.
• Whiteside, D.I. 1986. The head skeleton of the Rhaetian sphenodontid Diphydontosaurus avonis gen. et sp. n. and the modernizing of a living fossil. - Philosophical Transactions of the Royal Society of London B 312, 379-430.
• Woerdeman, M.W. 1919. Beitrage zur Entwicklungsgeschichte von Zähnen und Gebiss der Reptilien. II. Über die Anlage und Entwicklung der Zähne. - Archiv für Mikroskopische Anatomie 92, 1-201.