Skull shape and the demands of feeding: a biomechanical study of peccaries (Mammalia, Cetartiodactyla)

A primary requirement of the mammalian skull is to exert forces on different foods and to resist the forces imposed on it during feeding. Skull shape patterns within and among mammals are generally well known, but the biomechanical relevance of this variation remains limited for some groups. By integrating geometric morphometric and biomechanical analyses, we test the hypothesis that skull shape in peccaries reflects biomechanical attributes to generate and dissipate powerful forces, presumably in response to tough foods. We obtained skull shape and size from 213 specimens of the three living peccary species and estimated bite force, bite stress at molars, bending and shear stress on the mandibular corpus, and condylar stress. We found larger estimated bite forces, greater resistance to bending loads, and lower stress emerging from the larger muscle attachment areas and shorter and deeper mandibular corpora for both Pecari tajacu and Tayassu pecari relative to Parachoerus wagneri. Peccaries (P. tajacu and T. pecari) with more powerful biomechanical attributes feed mainly on tougher foods (e.g., palm fruits). These results support the hypothesis that species eating tough foods tend to have a feeding morphology mechanically adapted to stronger bites and greater biting resistance, which must be closely reflected in their craniomandibular shape.Um requerimento primário do crânio de um mamífero é exercer forças em diferentes alimentos e resistir às forças impostas nele durante a alimentação. Os padrões de forma do crânio dentro e entre mamíferos são geralmente bem conhecidos, entretanto a relevância biomecânica desta variação permanece limitada a alguns grupos. Integrando análises de morfometria geométrica e de biomecânica nós testamos a hipótese de que a forma do crânio de tayassuídeos reflete atributos biomecânicos para gerar e dissipar forças de grande magnitude, tal como em resposta à alimentos duros. Nós obtivemos a forma e o tamanho do crânio de 213 espécimes das três espécies de tayassuídeos viventes e estimamos a força de mordida e o stress nos molares, no corpo mandibular e no côndilo. Nós encontramos maiores forças de mordida e de resistência e baixo stress emergindo de áreas mais amplas de inserção muscular e de corpos mandibulares mais curtos e altos de Pecari tajacu e Tayassu pecari em relação a Parachoerus wagneri. Tayassuídeos (P. tajacu and T. pecari) com atributos biomecânicos mais poderosos se alimentam principalmente de alimentos duros (por exemplo, frutos de palmeiras). Estes resultados suportam a hipótese de que espécies que se alimentam de alimentos duros tendem a apresentar uma morfologia do aparato alimentar mecanicamente adaptada a mordidas fortes e grande resistência de mordida, que deve estar intimamente associada as suas formas craniomandibulares.Facultad de Ciencias Naturales y Muse