Unravelling the positional behaviour of fossil hominoids: Morphofunctional and structural analysis of the primate hindlimb

Abstract

Los hominoideos actuales (simios y humanos) son primates ortógrados con comportamientos locomotores especializados como la suspensión, la escalada vertical y el bipedismo. En este sentido, identificar aquellas adaptaciones relevantes desde un punto de vista funcional que caracterizan a cada tipo locomotor es esencial para poder hacer sólidas inferencias funcionales en los taxones fósiles. Asimismo, la pierna tiene un papel importante en la locomoción de los primates, ya que participa en la transmisión del peso corporal, y en tareas de soporte y propulsión. Por tanto, esta tesis se centra en el estudio de los restos de la extremidad posterior de los grandes simios antropomorfos cf. Dryopithecus fontani, Pierolapithecus catalaunicus, Hispanopithecus laietanus e Hispanopithecus crusafonti de la cuenca miocénica del Vallès-Penedès (NE Península Ibérica) mediante análisis morfométricos y biomecánicos. Además, los restos fósiles incluidos en esta tesis son de gran relevancia para comprender la evolución de los hominoideos, ya que constituyen actualmente el mayor conjunto disponible de homínidos fósiles (i.e., de la familia que incluye grandes simios antropomorfos y humanos) con evidencias inequívocas de ortogradía. Igualmente, desde un punto de vista evolutivo, estos taxones fósiles representan un momento clave para comprender el origen de los comportamientos ortógrados. Por tanto, el objetivo principal de esta tesis es arrojar luz en el comportamiento posicional de los taxones fósiles de grandes simios antropomorfos ibéricos, así como en los caminos evolutivos que condujeron a la locomoción observada en los hominoideos actuales. Los resultados muestran que la morfología de la pierna de los grandes simios antropomorfos del Vallès-Penedès es muy diversa. Además, cada taxón combina características plesiomórficas (similares a las de los monos u hominoideos basales) y derivadas (similares a las de los simios actuales), asociadas con cuadrupedismo y comportamientos ortógrados, respectivamente. En conjunto, estos resultados corroboran otros estudios previos en los que se sugiere que los taxones del Vallès-Penedès podrían combinar cuadrupedismo sobre las ramas con comportamientos ortógrados (escalada vertical y/o suspensión) en diferentes grados. Estos resultados ponen también de manifiesto la evolución en mosaico del esqueleto postcraneal de los hominoideos, y proporcionan nuevas evidencias morfológicas de los incipientes comportamientos ortógrados que más tarde caracterizarán a los miembros actuales de este grupo de primates (incluido el bipedismo de los humanos).

Living hominoids (apes and humans) are orthograde primates that rely on specialized modes of locomotion such as below-branch suspension, vertical climbing, and bipedalism. Identifying the functionally meaningful adaptations that characterize each locomotor type is therefore essential to make sound functional inferences about fossil species. Moreover, the hindlimb elements play an important role in primate locomotion, since they participate in body weight transmission, support and propulsion. Thus, this thesis focuses on the study of the (non-pedal) hindlimb remains of the Miocene great apes cf. Dryopithecus fontani, Pierolapithecus catalaunicus, Hispanopithecus laietanus and Hispanopithecus crusafonti from the Vallès-Penedès Basin (NE Iberian Peninsula), through morphometric and biomechanical analyses. These fossil apes are of utmost relevance to understand hominoid evolution because they constitute the largest currently available assemblage of fossil hominids (i.e., the great ape and human family) exhibiting the earliest unambiguous evidence of orthogrady. From an evolutionary viewpoint, these fossils represent a key moment for comprehending the origins of the orthograde behaviours. Hence, the aim of this thesis is to shed light on the positional behaviour of the Iberian fossil great apes and provide new insights on the evolutionary pathways of living hominoids locomotor modes. Results show that the hindlimb morphology of the Vallès-Penedès great apes is highly diverse. Each taxon combines a unique array of plesiomorphic (“monkey-like” or “stem hominoid-like”) and derived (modern ape-like) traits, associated with either quadrupedalism or orthograde-like behaviours, respectively. Overall, these results support previous works suggesting that the Vallès-Penedès taxa would combine different degrees of above-branch quadrupedalism and orthograde-like behaviours (vertical climbing and/or below-branch suspension). These results also highlight the mosaic nature of the hominoid postcranium evolution and provide new morphological evidence of the incipient orthograde-related modes of locomotion that currently characterize this group of primates (including human bipedalism).