An enamel-like tissue, osteodermine, on the osteoderms of a fossil anguid (Glyptosaurinae) lizard

The Glyptosaurinae, a fossil clade of anguid lizards, have robust osteoderms, with a granular ornamentation consisting of tubercles. In this study, the structural and histological features of these osteoderms are described in order to reconstruct their developmental pattern and further document the possible homology that could exist between vertebrate integumentary skeletons. Glyptosaurine osteoderms display a diploe architecture and an unusually complex structure that includes four tissue types: an intensely remodeled core of woven-fibered bone, a thick basal layer of lamellar bone, a peripheral ring exhibiting histological features intermediate between these two tissues and containing dense bundles of long Sharpey fibers, and a superficial layer made of a monorefringent, acellular and highly mineralized material, different from bone, and comparable in many respects to hypermineralized tissues such as ganoine, enameloids and enamel. We call this tissue osteodermine. The growth pattern of glyptosaurine osteoderms is likely to have involved first metaplasia, at an early developmental stage, then appositional growth due to osteoblast activity. The superficial layer that is well developed at the tubercle level must have resulted from epidermal and dermal contributions, a conclusion that would support previous hypotheses on the role of epidermal-dermal interactions in the formation of squamate osteoderms.

RésuméLes Glyptosaurinae, un clade fossile de lézards anguidés, ont des ostéodermes robustes, pourvus d’une ornementation granulaire composée de tubercules. La présente étude décrit les caractères structuraux et histologiques des ostéodermes, dans le but d’interpréter leur mode de développement et de compléter l’information relative au degré d’homologie des éléments du squelette dermique chez les vertébrés. Les ostéodermes des glyptosaures ont une architecture en diploé et montrent une structure complexe, incluant quatre types de tissus : de l’os à fibres enchevêtrées au centre, une épaisse couche basale d’os lamellaire, une formation périphérique aux caractéristiques histologiques intermédiaires entre ces deux types tissulaires et très richement pourvue de longues fibres de Sharpey, et une couche superficielle composée d’un tissu totalement monoréfringent, acellulaire et fortement minéralisé. Ce tissu est différent de l’os et comparable, à de nombreux égards, aux tissus hyperminéralisés tels que la ganoïne, les émailloïdes et l’émail. Nous avons nommé ce tissu ostéodermine. La formation et la croissance des ostéodermes des glyptosaures impliquaient tout d’abord un processus métaplasique, aux stades précoces du développement, suivi d’une croissance appositionnelle liée à l’activité d’ostéoblastes. Il est probable que la couche superficielle, bien développée au niveau des tubercules, résultait d’une contribution de l’épiderme et du derme, conclusion qui s’accorde avec les hypothèses émises précédemment à propos du rôle des interactions épidermo-dermiques dans la formation des ostéodermes chez les squamates.