Modelagem do aparato crânio-mandibular de Atelocynus microtis (Canidae, Cerdocyonina) e modelagem funcional através da Análise de Elementos Finitos (FEA)

Abstract

Atelocynus microtis é uma das espécies de canídeos mais desconhecida do mundo. Apresenta um porte médio com massa média de 9 kg, com focinho relativamente longo e fino e orelhas curtas que caracterizam seu nome de cachorro-do-mato-de-orelhas-curtas. A espécie é atualmente considerada ameaçada pelo desmatamento na Amazônia, sendo prioritário a realização de estudos sobre ela. O método aplicado neste estudo então foi a técnica de Análise de Elementos Finitos (FEA – Finite element analysis), técnica ideal para a realização de estudos sobre a morfofunção do aparato craniomandibular de maneiras não invasivas e de espécies raras. Este tipo de estudo tem se mostrado importante para a obtenção de informações sobre hábitos alimentares como a força de mordida da espécie para posterior comparação e complementação com outros estudos, visando desvendar a biologia de espécies viventes e fósseis. A metodologia para a aplicação da técnica foi feita por meio do uso de diferentes softwares, para criar modelos de superfície, sólidos tetramesh e definições das propriedades materiais. Foram modelados dois tipos de cenários morfofuncionais, cenários extrínsecos que representam o estresse causado em diferentes situações por forças externas, e os cenários intrínsecos que representam a força gerada por meio dos músculos internos. O stress de von Mises foi utilizado para quantificação dos cenários tanto em plots visuais sob os modelos digitais, quanto em médias calculadas de stress/elemento de cada modelo. Os novos resultados obtidos juntamente com a comparação com a modelagem de outras espécies, e com as parcas informações de observações diretas existentes sobre a espécie, pode-se concluir por meio deste estudo da performance biomecânica do aparato craniomandibular e forças de mordida inferidas que A. microtis mostra um carnívoro generalista de pequenas presas.

Atelocynus microtis is one of the least known canid species worldwide. The species is medium size with mass of 9 kg. The species has a relatively long and slender nose with short ears where its common name short-eared-dog. The species is currently considered threatened due to the deforestation in the Amazon suggeting that research about the species priority. The methodology applied for this study is the Finite Element Analysis (FEA), an ideal method that allow non-invasive studies on the morphofunction of the craniomandibular apparatus in rare species. This type of study has proven to be crucial for acquiring information about the dietary habits such as bite force of the species, enabling comparisons and supplementation with other studies to unravel the biology of both living and fossilized species. For this study, the technique was applied with different softwares, for the creation of surface models, tetramesh solids, and defining the material properties. It was modelled two types of morphofunctional scenarios, the extrinsic scenarios that represents the stress caused by the different situations of external forces, and the intrinsic scenarios that represents the force generated by the action of the internal muscles. The von Mises stress is utilized for the quantification of the scenarios represented in both visual plots of the digital models and the calculated averages of stress/element for each modeled scenario. The results, alongside comparisons to the modeling of other species and the limited information from existing direct observations about the species, lead to the conclusion that this study on the biomechanical performance of the craniomandibular apparatus and inferred bite forces indicates that A. microtis behaves as a generalist carnivore of small prey.