3D computational imaging of the petrosal of a new multituberculate mammal from the Late Cretaceous of China and its paleobiologic inferences

The derived middle and inner ears of mammals are the major features distinguishing them from non-mammalian vertebrates. Among them, multituberculate mammals represent an important transitional stage and a groundplan for further therian ear evolution. We present the reconstruction of petrosal features of a new multituberculate from the Late Cretaceous of Inner Mongolia (China) based on high resolution computed tomography and three-dimensional imaging analysis. Besides questioning some aspects of previous interpretations, this study reveals a combination of derived and primitive characters, such as a therian-like vascular and nervous pattern and internal acoustic meatus, and a monotreme-like inner ear, but with a derived semicircular canal planarity. The possible presence of a primary bony lamina for the basilar membrane could demonstrate that the first step in the elaboration of a coiled cochlea was already present in multituberculates. Auditory capabilities can be deduced for this animal, which was certainly terrestrial and possibly fossorial.

RésuméLes oreilles moyenne et interne dérivées des mammifères représentent une caractéristique majeure qui les distingue des vertébrés non mammaliens. Parmi eux, les mammifères multituberculés constituent une étape transitoire importante et un plan d’organisation pour l’évolution des thériens. Nous présentons la reconstruction d’un os pétreux d’un nouveau multituberculé du Crétacé supérieur de Mongolie intérieure (Chine), fondée sur des tomographies (CT) à haute résolution et des analyses d’imagerie en trois dimensions. Cette étude permet de remettre en question certains points d’interprétations proposées précédemment et de mettre en évidence une combinaison de caractères primitifs et dérivés, tels qu’un pattern vasculaire et nerveux et un méat acoustique interne de type thérien, une oreille interne de type monotrème, mais dont la planarité des canaux semi-circulaires est dérivée. La présence éventuelle d’une lame osseuse primaire pour la membrane basilaire pourrait attester que le premier pas dans l’élaboration d’une cochlée enroulée était déjà effectué chez les multituberculés. Les capacités auditives peuvent être inférées chez cet animal, qui était terrestre et peut-être fouisseur.