A preliminary study on the ornamentation patterns of ganoid scales in some Mesozoic actinopterygian fishes

Ganoid scales are one of the most common remains of vertebrates in the fossil record of Paleozoic and Mesozoic. Their knowledge is important for the understanding of the paleobiology and evolution of actinopterygian fishes. The distinctive feature of these scales is the outermost shiny layer of ganoine, an hyper-mineralized enamel-like tissue. During the Mesozoic, ganoid scales show a great variety of shapes and very different patterns of ornamentation made of ganoine. The surface of scales may be from smooth to very ornamented, with a relief arranged in tubercles, ridges, grooves or a combination of them. Here we present a preliminary study on the squamation of some Mesozoic non-teleost actinopterygians in order to test the association between body shape and ganoine ornamentation. Using several morphological descriptors, we built an empirical morphospace to compare ganoid scales ornamentation. The use of a quantitative method to describe scales allows to test if there is a meaningful correlation between body shape and ganoine ornamentation in non-teleost actinopterygians. We found an important association between body shape and scale ornamentation in the taxa under investigation. In particular, deep-bodied fishes bear a more complex and variegate ornamentation than fusiform ones. This finding has important implications in our understanding of non-teleost actinopterygians paleobiology. Since swimming activity is a primary function for fish and this is performed by the body acting as an integrated unit, the correlation between body shape and ganoine ornamentation could be related to hydrodynamics. A quantitative test of this hypothesis, however, would be desirable. RIASSUNTO [Studio preliminare sugli schemi ornamentali delle scaglie ganoidi in alcuni pesci Attinopterigi del Mesozoico] Le scaglie ganoidi sono uno dei più importanti e diffusi resti di vertebrati nel record fossile del Paleozoico e del Mesozoico. La loro conoscenza è importante per capire la paleobiologia e l’evoluzione dei pesci Attinopterigi. Il carattere distintivo di queste scaglie è la copertura esterna che è costituita dalla ganoina, un tessuto iper-mineralizzato simile allo smalto. Nel Mesozoico, le scaglie ganoidi sono estremamente differenziate e mostrano quindi una grande variabilità di forme e ornamentazioni prodotte dalla ganoina. La superficie delle scaglie può essere da liscia a fortemente ornata, con un micro-rilievo organizzato in tubercoli, creste, scanalature e dentellature, od una combinazione di essi. In questo lavoro abbiamo studiato le scaglie di alcuni Attinopterigi non-teleostei del Mesozoico, per verificare se esiste una relazione tra la forma del corpo e l’ornamentazione prodotta dalla ganoina. Utilizzando alcuni descrittori morfologici, abbiamo costruito un morfospazio empirico per confrontare le scaglie in termini di morfologia ed ornamentazione. L’uso di un metodo quantitativo per descrivere le scaglie ha permesso di verificare se c’è una correlazione significativa tra la forma del corpo e l’ornamentazione delle scaglie nei pesci Attinopterigii non-telostei. Abbiamo trovato un’associazione importante tra forma del corpo e descrittori morfologici delle scaglie nei casi studiati. In particolare, i pesci cosiddetti “deep-bodied” possiedono un’ornamentazione delle scaglie più complessa e differenziata di quella delle specie fusiformi. Questa osservazione ha delle importanti implicazioni per la nostra comprensione della paleobiologia dei pesci Attinopterigi non-teleostei. Infatti, siccome l’attività del nuoto è una funzione primaria per i pesci ed è attuata dall’organismo come se il corpo fosse un’unità integrata, la correlazione tra forma del corpo e ornamentazione della ganoina potrebbe essere relazionata all’idrodinamica. In futuro, un test quantitativo per verificare questa ipotesi sarebbe auspicabile.