The Neanderthal teeth from Marillac (Charente, Southwestern France): Morphology, comparisons and paleobiology

Abstract

Few European sites have yielded human dental remains safely dated to the end of MIS 4/beginning of MIS 3. One of those sites is Marillac (Southwestern France), a collapsed karstic cave where archeological excavations (1967–1980) conducted by B. Vandermeersch unearthed numerous faunal and human remains, as well as a few Mousterian Quina tools. The Marillac sinkhole was occasionally used by humans to process the carcasses of different prey, but there is no evidence for a residential use of the site, nor have any hearths been found. Rare carnivore bones were also discovered, demonstrating that the sinkhole was seasonally used, not only by Neanderthals, but also by predators across several millennia. The lithostratigraphic units containing the human remains were dated to ∼60 kyr. The fossils consisted of numerous fragments of skulls and jaws, isolated teeth and several post-cranial bones, many of them with traces of perimortem manipulations. For those already published, their morphological characteristics and chronostratigraphic context allowed their attribution to Neanderthals.

This paper analyzes sixteen unpublished human teeth (fourteen permanent and two deciduous) by investigating the external morphology and metrical variation with respect to other Neanderthal remains and a sample from modern populations. We also investigate their enamel thickness distribution in 2D and 3D, the enamel-dentine junction morphology (using geometric morphometrics) of one molar and two premolars, the roots and the possible expression of taurodontism, as well as pathologies and developmental defects. The anterior tooth use and paramasticatory activities are also discussed. Morphological and structural alterations were found on several teeth, and interpreted in light of human behavior (tooth-pick) and carnivores' actions (partial digestion). The data are interpreted in the context of the available information for the Eurasian Neanderthals.

Pocos yacimientos europeos han proporcionado restos dentales humanos datados con seguridad al final del MIS 4/principio del MIS 3. Uno de ellos es Marillac (suroeste de Francia), una cueva kárstica colapsada donde las excavaciones arqueológicas realizadas por B. Vandermeersch desenterraron numerosos restos de fauna y humanos, así como algunas herramientas del Musteriense Quina. El yacimiento de Marillac fue utilizado ocasionalmente por los humanos para procesar los cadáveres de diferentes presas, pero no hay pruebas de que el lugar hubiera sido utilizado para fines residenciales, ni se ha encontrado ningún hogar. También se descubrieron huesos de carnívoros, lo que demuestra que la cavidad fue utilizada estacionalmente, no sólo por los Neandertales, sino también por depredadores a lo largo de varios milenios. Las unidades litoestratigráficas que contienen los restos humanos fueron fechadas en ∼60 kyr. Los fósiles consisten en numerosos fragmentos de cráneos y mandíbulas, dientes aislados y varios huesos poscraneales, muchos de ellos con rastros de manipulaciones perimortem, de interpretación discutida. En este trabajo se analizan dieciséis dientes humanos inéditos (catorce permanentes y dos deciduos) detallando la morfología externa y la variación métrica con respecto a otros restos Neandertales y una muestra de poblaciones modernas. También investigamos la distribución del espesor del esmalte en 2D y 3D, la morfología de la unión esmalte-dentina (utilizando morfometría geométrica) de un molar y dos premolares, las raíces y la posible expresión del taurodontismo, así como patologías y defectos del desarrollo, o el uso de los dientes anteriores y las actividades paramasticatorias. Detallamos alteraciones morfológicas y estructurales en varios dientes, interpretadas a la luz del comportamiento humano (huellas de palillos) y de las intervenciones de los carnívoros (digestión parcial). Los datos se interpretan en el contexto de la información disponible para los Neandertales euroasiáticos.