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The effects of ecology and phylogeny on the skull shape of extinct crocodilians (Crocodyliformes, Archosauria) as indicated by morphometric analyses
Patrick Abdalla
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Jürgen Kriwet
DOI
10.25365/thesis.65500
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20500.18694.809660-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Bei Crocodyliformes handelt es sich um eine Clade von Archosauria die in der Vergangenheit als morphologisch konservativ angesehen wurde. Ihre heutigen Mitglieder scheinen tatsächlich eine morphologisch sehr einheitliche Gruppe zu bilden, doch bei ausgestorbenen Spezies findet sich ein beträchtliches Maß an Diversität und morphologischer Disparität. Während des Mesozoikums und frühen Känozoikums existierte auf der ganzen Welt eine große Anzahl von das Süßwasser bewohnenden Artgemeinschaften, aus denen mehrere Taxa von Crocodyliformes bekannt sind. Obwohl sich diese Reptilien auch in Größe und Proportionen teilweise sehr stark voneinander unterschieden wird als Hauptunterscheidungsmerkmal zumeist die Form ihres Schädels genutzt. In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurden in zunehmendem Ausmaß morphometrische Analysen bezüglich der Schädelform heutiger Krokodile und der Faktoren die diese beeinflussen durchgeführt. Einige Forscher kamen zu dem Schluss, dass die ökologische Nische den wichtigsten Faktor darstellt, während andere Phylogenie als entscheidend ansahen und wieder andere in der geographischen Verbreitung den Hauptgrund für die Unterschiede in der Schädelform verschiedener Taxa sahen. Die umfangreiche Diversität ausgestorbener Vertreter von Crocodyliformes ist bis jetzt allerdings noch nicht in dieser Hinsicht untersucht worden. In dieser Arbeit wurden fünf fossile Gemeinschaften ausgestorbener Krokodilverwandter mittels zweidimensionaler Morphometrics und Procrustes-Fit-Analysemethoden untersucht. Besagte Gemeinschaften wurden anschließend miteinander und mit der heutigen Krokodil-Diversität verglichen, um nach Trends in ihrer Morphospace Occupation zu suchen und zu überprüfen, welcher Teil der vorhandenen Varianz durch verschiedene Faktoren erklärt wird. Die untersuchten Faktoren hierbei waren Größe, stratigraphisches Alter, Lokalität und phylogenetische Zugehörigkeit auf Familienniveau und darüber hinaus. Interessanter Weise scheinen die Gemeinschaften keinerlei Trend in ihrer Morphospace Occupation aufzuweisen. Weder setzen sich bei limnischen Crocodyliformes mit der Zeit zunehmend breitschädelige oder langschnäuzige Formen durch noch bewegen sich die verschiedenen Taxa innerhalb einer Gemeinschaft bezüglich ihrer Position im Morphospace weiter voneinander weg. Das einzige offensichtliche Ergebnis diesbezüglich ist, dass die Morphospace Occupation der Gemeinschaften in der Frühen Kreidezeit eindeutig am größten war. Während dieser Zeit erreichte die Diversität limnischer Crocodyliformes – laut den Ergebnissen früherer Forschung – ein Höchstmaß, bevor es zu einer längeren Phase des Aussterbens kam. Das Verschwinden der “metriorhynchiden” Schädelform, bei der sich ein sehr breiter Schädel relativ abrupt zu einer schmalen aber vergleichsweise kurzen Schnauze verjüngt, hängt höchstwahrscheinlich hiermit zusammen. Von allen analysierten Faktoren hat die phylogenetische Zugehörigkeit eindeutig die größte Auswirkung, da sie unabhängig davon, mit welchen anderen Faktoren sie verglichen wurde, stets 41.604% der Varianz erklärt. Bei limnischen Crocodyliformes scheint die Schädelform daher ein vorrangig phylogenetisches Merkmal zu sein. Das Verschwinden gewisser Schädelformen scheint eine Folge des Aussterbens jener Clades zu sein, in denen diese häufig vorkamen. Zukünftige Forschung bezüglich der Phylogenie von Krokodilen und ihren unmittelbaren Verwandten sollte daher Schädelform als Faktor miteinbeziehen, während Untersuchungen zur ökologischen Rolle ausgestorbener Panzerechsen sich eher auf Merkmale der Zähne und des Kiefergelenks stützen könnte.
Abstract
(Englisch)
Crocodyliformes is a clade of Archosauria which in the past was considered morphologically conservative. Extant members do indeed appear to form a morphologically quite uniform group, but an incredible amount of diversity and morphologic disparity existed amongst fossil species. Throughout the Mesozoic and Early Cenozoic, a multitude of assemblages encompassing multiple taxa of Crocodyliformes occurred in limnic environments world-wide. While these reptiles also differed from each other in their sizes and proportions, the main feature setting them apart was the shape of their skulls. Morphometric analyses concerning the skull shape of extant crocodilian species and the factors influencing it were conducted on an increasing scale during the last two decades. Some scientists found the main factor to be the animals’ ecological niche, others regarded phylogeny as more important and yet others suggested geographic distribution to be decisive regarding the influence on skull shape. The extensive diversity of fossil members of Crocodyliformes, however, has yet to be assessed in a similar fashion. Here, five fossil crocodyliform assemblages were analysed using two-dimensional morphometrics and Procrustes fit analytical approaches. They were compared to each other as well as to the extant Crocodylia diversity to assess the presence of trends in morphospace occupation and the amount of variance accounted for by various factors. The factors investigated were size, stratigraphic age, locality and phylogenetic affiliation on family level and above. Interestingly, the assemblages seem to show no real trend in morphospace occupation. Neither are limnic crocodiles developing broader or longer skulls throughout time nor are taxa from the same assemblages tending to move further apart. The only noticeable result is that the morphospace occupation of the assemblages is the largest during the Early Cretaceaous, when – according to previous research – the diversity of limnic crocodiles peaked before going through a prolonged extinction phase. The fact that the “metriorhynchid” skull shape, which is defined by a wide skull rapidly tapering towards a narrow but comparatively short snout, is most definitely related to this. Of all factors assessed, the phylogenetic affiliation of taxa has by far the most effect on total variance, consistently accounting for 41.604% of it. Skull shape therefore seems to be a mostly phylogenetic trait in limnic Crocodyliformes. The disappearance of certain skull shapes seems to be a consequence of the clades this condition was common in going extinct. Future research on Crocodyliformes phylogeny should incorporate skull shape as a factor, while ecological assessments might focus more on the teeth and lower jaw.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Crocodyliformes Morphometrics Mesozoikum Känozoikum fossile Artgemeinschaften Morphospace Occupation Ökologie Phylogenie
Autor*innen
Patrick Abdalla
Haupttitel (Englisch)
The effects of ecology and phylogeny on the skull shape of extinct crocodilians (Crocodyliformes, Archosauria) as indicated by morphometric analyses
Paralleltitel (Deutsch)
Die Auswirkungen von Ökologie und Phylogenie auf die Schädelform ausgestorbener Krokodilverwandter (Crocodyliformes, Archosauria) laut der Ergebnisse morphometrischer Untersuchungen
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
41 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jürgen Kriwet
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.20 Paläontologie: Allgemeines
AC Nummer
AC16257408
Utheses ID
58016
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |