Morphologische Variabilität im Atlas und Axis der neotropischen Stachelratten (Rodentia, Echimyidae)

Die einzigartigen Morphologien der ersten beiden Halswirbel, des Atlas und Axis, stellen eine bedeutende Innovation in der Säugetierevolution dar. Diese Strukturen tragen das Gewicht des Kopfes und ermöglichen komplexe Bewegungen von Kopf und Nacken. Innerhalb der Caviomorpha zeigen Echimyidae (Stachelratten, Coypu und Hutias) eine beträchtliche Variation in der Wirbelgröße und umfassen baumbewohnende, terrestrische, semi-fossoriale und semi-aquatische Lebensweisen, was sie zu einem vielversprechenden Modell macht, um zu untersuchen, wie die Wirbelmorphologie auf verschiedene ökologische Einflüsse reagiert. Wir analysierten 99 Atlas- und 76 Axis-Wirbel von 23 rezenten Arten sowie von der ausgestorbenen Art Eumysops chapalmalensis mittels zweidimensionaler geometrischer Morphometrie kombiniert mit phylogenetischen Vergleichsmethoden. Lineare Diskriminanzanalysen wurden verwendet, um den Lokomotionsmodus der ausgestorbenen Art abzuleiten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Morphologie von Atlas und Axis durch phylogenetische Verwandtschaft, Wirbelgröße (Allometrie) und Lokomotionsmodi geprägt ist. Obwohl die Allometrie die Wirbelform signifikant beeinflusste, war ihre Gesamtauswirkung im Vergleich zur stärkeren Rolle der Lokomotorspezialisierung begrenzt. Wir fanden signifikante Zusammenhänge zwischen Wirbelform und sowohl Wirbelgröße als auch ökologischer Spezialisierung in den meisten analysierten Ansichten. Obwohl jeder Wirbel zur Identifikation der wichtigsten Echimyiden-Klade und deren Lokomotorstrategien beiträgt, zeigt der Atlas das stärkste Gesamtsignal. Zudem beschreiben wir morphofunktionelle Anpassungen im Zusammenhang mit Kopfstabilisierung und -bewegung. Unsere Ergebnisse stützen die Hypothese, dass E. chapalmalensis ein terrestrischer oder semi-fossorialer Nager war. Insgesamt unterstreichen die Resultate den Wert axialer Skelettelemente, insbesondere von Atlas und Axis, in der Aufdeckung adaptiver Spezialisierungsmuster bei rezenten und ausgestorbenen Arten.