Middle ear structures in the Permian Glanosuchus sp. (Therocephalia, Therapsida), based on thin sections

Authors


Abstract

Transverse sections of the skull of the Permian therocephalian Glanosuchus sp. were studied with regard to the structures of the middle ear region. It is generally accepted that most of the skeletal elements of the mammalian middle ear are derived from the postdentary bones of the lower jaw. During synapsid evolution there is a gradual transition from a primitive amniote condition to derived mammalian condition; the latter is characterized by the decoupling of the remaining middle ear elements (angular, prearticular, articular) from the dentary, which forms a secondary jaw articulation with the squamosal. Morganucodon from the Triassic-Jurassic boundary represents an evolutionary stage, where both jaw articulations are present in a coaxial position and where the primary joint is a Pready a fully effective sound transmitter. Therocephalians are considered to be a good representation of the transitory state of this evolutionary process; this may be especially true for primitive taxa such as the lycosuchid Glanosuchus, whose anatomy may represent the “groundplan” (ancestral morphotype) of Lower to Middle Permian eutheriodonts. We studied a complete sectional series of a young specimen of Glanosuchus sp. prepared using the grind-and peel-technique. This showed that the reflected lamina of Glanosuchus is in major parts an extremely thin bony plate, which is best interpreted as a sound-receiving element overlying an air-filled recessus of the pharynx. In this specimen, the vestibular foramen and the stapes are preserved in situ; it is likely, however, that both structures were framed by cartilage which fixed the anular ligament. Both the stapes and the quadrate process of the pterygoid are in direct contact with the quadrate. Comparison of the area of the reflected lamina and the vestibular foramen shows that impedance matching was still very ineffective in Therocephalia when compared to extant mammals.

Abstract

In dieser Arbeit wurden Transversalschnitte des Schädels von dem Therocephalen Glanosuchus sp. im Hinblick auf die Anatomie der Mittelohrregion untersucht. Allgemein wird angenommen, dass die meisten Skelettelemente des Mittelohres der Säuger aus den postdentalen Knochen des Unterkiefers hervorgegangen sind. Der abgeleitete Zustand des Säuger-Mittelohres entstand demnach durch graduelle Abwandlung der ursprünglichen Amniotenkonstruktion. Der abgeleitete Zustand besteht darin, dass u. a. die drei postdentalen Elemente Angulare, Präartikulare und Artikulare aus dem Verband des Unterkiefers herausgelöst wurden, wobei das Dentale nun das Kiefergelenk mit dem Squamosum bildet. In der permotriassischen Gattung Morganucodon existieren beide Kiefergelenke nebeneinander, obwohl das primäre Kiefergelenk bereits die impedanzwandelnde Funktion übernommen hatte. Die Therocephalen sind ein weiteres Beispiel für eine solche evolutionäre Zwischenstellung, und unter diesen ist die ursprüngliche Gattung Glanosuchus besonders interessant. Sie gilt als beispielhaft für den Zustand unter- bis mittelpermischer Eutheriodonten. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir eine vollständige Schnittserie (‘Grind-and-peel-Methode’) eines juvenilen Glanosuchus sp. Die Lamina reflexa des untersuchten Stückes bildet eine sehr dünne Knochenlamelle, die sich am ehesten als schallübertragendes Element deuten läßt, das eine luftgefüllte Ausstülpung des Pharynx nach außen hin abschloss. Der Stapes und die Fenestra vestibuli des untersuchten Exemplares sind in situ erhalten, doch ist aufgrund fehlender Knochenränder wahrscheinlich, dass beide Strukturen sich knorpelig fortsetzten und durch ein Anularligament verbunden waren. Sowohl der Stapes als auch der Quadratfortsatz des Pterygoids hatten unmittelbaren Kontakt mit dem Quadratum. Das Flächenverhältnis zwischen der Lamina reflexa und der Fenestra vestibuli bei Glanosuchus laßt auf eine noch nicht sehr effektive Schallübertragung schließen.

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