Ontogenetic changes and sexual dimorphism in the mandible of adult woolly mammoths (Mammuthus primigenius)

Morphometric studies are a fundamental tool in paleontology to answer taxonomic, functional and evolutionary questions. In particular, appropriate functional interpretation often requires consideration of ontogenetic changes in the structures studied. The woolly mammoth (Mammuthus primigenius) is one of the most representative large mammal species of the Eurasian Pleistocene. Available ontogenetic studies on woolly mammoth mandible have focused on the first ontogenetic stages of the mandible development up to 4–5 years and have suggested that the symphysial process is sexually dimorphic. In the present work, we studied ontogenetic changes and sexual dimorphism in 45 mandibles from subadult and adult stages (8–56 African Elephant Years). Our results show positive correlations among almost all the morphometric variables measured, as well as an increase of mandible size with age. This increase does not differ among the variables examined, although the highest values are related with the symphysis height and the opening of the horizontal branches, and the lower ones with the greatest length (dimension), which implies the increase in the relative mandible width and height throughout the individual life. Sexual dimorphism in the mandible is at best slight, and the symphysial process is not diagnostic for sexing purposes. In addition, differences in age were an important confounding factor to assess sexual dimorphism and should be considered in future uses of sexual dimorphism assessment techniques.

RésuméLes études morphométriques sont un outil fondamental en paléontologie afin de répondre à des questions taxinomiques, fonctionnelles et évolutives. En particulier, une interprétation fonctionnelle appropriée exige souvent la prise en compte des variations ontogénétiques des structures étudiées. Le mammouth laineux (Mammuthus primigenius) est une des grandes espèces de mammifères du Pléistocène eurasien les plus représentatives. Les études ontogénétiques disponibles sur la mâchoire inférieure de mammouth laineux se sont concentrées sur les premières étapes ontogénétiques du développement de la mâchoire inférieure jusqu’à 4-5 ans et ont suggéré que le processus de la symphyse soit sexuellement dimorphique. Dans le présent travail, nous avons étudié les changements ontogénétiques et le dimorphisme sexuel de 45 mâchoires inférieures de sub-adultes et d’adultes (8–56 Années d’Éléphants Africains). Nos résultats montrent des corrélations positives entre presque toutes les variables morphométriques mesurées, ainsi qu’une augmentation de taille de la mâchoire inférieure avec l’âge. Cette augmentation ne diffère pas parmi les variables examinées, bien que les valeurs les plus élevées soient liées à la hauteur de la symphyse et à l’ouverture des branches horizontales, et les plus faibles à la plus grande longueur, ce qui implique l’augmentation de la largeur et de la taille relatives de la mâchoire inférieure durant la vie de l’individu. Le dimorphisme sexuel dans la mâchoire inférieure, au mieux, léger, et le processus symphysial n’est pas diagnostique pour la détermination du sexe. En outre, les différences d’âge sont un facteur important de confusion pour évaluer le dimorphisme sexuel et devraient être considérées dans de futures utilisations des techniques d’évaluation du dimorphisme sexuel.