Ancient feeding ecology and extinction of Pleistocene horses from the Pampean Region (Argentina)

Abstract

To reconstruct the diet and habitat preference of fossil horses, we measured the carbon and oxygen isotope composition of 35 bone and tooth samples of Equus (Amerhippus) neogeus Lund, Hippidion principale (Lund), and Hippidion devillei (Gervais) from 10 different Pleistocene localities in the Pampean region (Argentina). To compare the three species by stratigraphic age, we divided the samples into three groups: lower Pleistocene, middle-late Pleistocene and latest Pleistocene. Samples of Hippidion devillei from the lower Pleistocene were more homogeneous, with δ13C values ranging between -11.73 to -9.79‰. These data indicate a diet exclusively dominated by C3 plants. In contrast, Hippidion principale and Equus (Amerhippus) neogeus from middle-late Pleistocene showed a wide range of feeding adaptations (with a range of δ13C values between -12.05 to -8.08 ‰ in Hippidion and δ13C values between -11.46 to -7.21 ‰ in Equus (Amerhippus)). These data seem to indicate a mixed C3 - C4 diet, while data from the latest Pleistocene suggest a tendency toward an exclusively C3 diet for both species. Furthermore, the results of δ18O indicate an increase of approximately 4ºC from the early to latest Pleistocene in this area. Several nutritional hypotheses explaining latest Pleistocene extinctions are based on the assumption that extinct taxa had specialized diets. The resource partitioning preference of these species from latest Pleistocene in the Pampean region supports these hypotheses.

Para comprender las variaciones en la dieta de los équidos, hemos analizado la composición isotópica del oxígeno y del carbono del carbonato en 35 restos fósiles de Equus (Amerhippus) neogeus Lund, Hippidion principale (Lund) e Hippidion devillei (Gervais) procedentes de 10 localidades del Pleistoceno de la Región Pampeana (Argentina). Para poder comparar las variaciones temporales de los resultados isotópicos, hemos agrupado las muestras según su procedencia estratigráfica en tres grupos: Pleistoceno inferior, Pleistoceno medio y superior y Pleistoceno tardío. Los datos indican que las muestras del Pleistoceno temprano de Hippidion devillei son las más homogéneas, con un rango de variación de los valores de δ13C entre -11,73 y -9,79‰. Estos resultados sugieren una dieta compuesta exclusivamente por plantas C3. Por el contrario los resultados de las muestras de Hippidion principale y Equus (Amerhippus) neogeus del Pleistoceno medio y superior presentan un mayor rango de variación (con valores de δ13C entre -12,05 y -8,08 ‰ para Hippidion y valores de δ13C entre -11,46 y -7,21 ‰ para Equus). Estos resultados indican una adaptación a una dieta mixta C3-C4. Por su parte los especímenes del Pleistoceno tardío muestran nuevamente una tendencia hacia una dieta compuesta exclusivamente por plantas de tipo C3 para ambas especies. Además, los resultados de δ18O registran un aumento en la temperatura de alrededor 4 ºC en el área de estudio desde el inicio del Pleistoceno hasta el final. Algunos autores sugieren que un estrés nutricional, producto de un cambio rápido en las comunidades vegetales, podría ser una de las causas que expliquen la extinción del final del Pleistoceno. La especialización que observamos en la dieta en los caballos del final del Pleistoceno podría ser una evidencia en favor de esta teoría