3D Geometric morphometric analysis of the maxillary 2nd molar in cave bears (sensu lato)

Für diese Arbeit wurde der zweite obere Molar aus drei alpinen Höhlen (Conturines, Gamssulzen und Schwabenreith) mittels 3D Geometric Morphometrics analysiert. Jede dieser Höhlen wurde von einer anderen Höhlenbärenart (Ursus ladinicus, U. ingressus und U. eremus) zum Winterschlaf aufgesucht. Die Analyse basiert auf einem Landmarkset aus 18 Landmarks, so wie sieben Kurven mit insgesammt 71 Semi-Landmarks. Die Landmarks und Kurven wurden auf 3D Modellen plaziert welche aus CT-Scans erstellt wurden. Eine Canonical Variance Analysis, basierend auf den Werten der ersten 10 Hauptkomponenten jedes Elements, konnte die drei Gruppen mit hoher Genauigkeit (~85%) unterteilen. Entlang der ersten zwei Hauptkomponenten Achsen sind die grössten Unterschiede in der Gestalt der Zähne eine bucco-laterale, so wie eine occlusale Krümmung und eine Verbreiterung des Talonfeldes. Die Unterschiede in der Gestalt konnten nicht auf die geographische Lage zurückgeführt warden. Sie sind wahrscheinlicher mit der Lage der Höhle ueber der Seehöhe und den dort herrschenden klimatischen Bedingungen verbunden. Phylogenetische Einflüsse sind auch nicht auszuschliessen. Die festgestellte Krümmung des M2 ist vermutlich ein Resultat von zwei gegensätzlich wirkenden Kräften: Eine Reduktion der Körpergrösse aufgrund von selteneren Nahrungsvorkommen so wie die Notwendigkeit einer möglichst grossen Kaufläche auf den Molaren um robustere/zähere Nahrung zermahlen zu koennen.In this study the upper 2nd molars from three alpine cave bear sites (Conturines cave, Gamssulzen cave and Schwabenreith cave) were analyzed using 3D geometric morphometrics. Each of these caves was used as place to hibernate by a different species of cave bears, Ursus ladinicus, U. ingressus and U. eremus, respectively. The analysis was based on a set of 18 landmarks and seven curves with 71 semi-landmarks, placed on a 3D model which was created from CT-scans. A Cannonical Variance Analysis based on the first 10 Principal Component values for each specimen was able to separate the three groups with high accuracy (~85 %). The main shape variables include bucco-lateral bending, occlusal bending and a broadened talonfield. Shape differences are unlikely to be the result of different geographical regions but seem to be associated with the elevation of the caves and the species they belong to. The observed curving of the M2 is likely a result of two counteracting forces: Size constraint due to reduced availability of food and necessity to reduce body size as well as the need to retain a large grinding surface for the processing of tough foods