A new platyrostrine sperm whale from the Early Miocene of the southeastern Pacific (East Pisco Basin, Peru) supports affinities with the southwestern Atlantic cetacean fauna

Abstract

ABSTRACT Contrasting with their suction feeding modern relatives in the families Kogiidae and Physeteridae, Miocene physeteroids display a broad range of feeding strategies. Despite the continuous improvements of the fossil record, the transition from the earliest sperm whales to suction feeding forms as well as the once prominent macroraptorial forms remains poorly understood. In the present work, we investigate a partial sperm whale skull from Lower Miocene (Burdigalian) strata of the Chilcatay Formation of the East Pisco Basin, along the southern coast of Peru. Based on this specimen, we describe a new species in the genus Diaphorocetus Ameghino, 1894, which was previously known only by the holotype of Diaphorocetus poucheti (Moreno, 1892) from a roughly synchronous unit in Patagonia (Argentina). Differing from the latter in its smaller cranial dimensions, higher tooth count, and minor differences in the position of facial foramina, the new species Diaphorocetus ortegai n. sp. confirms a key character of D. poucheti, the marked dorsoventral flattening of the maxillary portion of the rostrum. Such cranial proportions suggest that, compared to other physeteroids, D. poucheti and D. ortegai n. sp. were more efficient at performing fast lateral sweeps of their rostra to capture small- to medium-sized prey items with their proportionally small teeth. Recovered as stem physeteroids in our phylogenetic analysis, these sister species contribute to the ecomorphological disparity of sperm whales during the Early Miocene, but without displaying any of the cranial and dental changes occurring in later, macroraptorial and suction feeding sperm whales. The description of a new species of Diaphorocetus from southern Peru increases the similarities between the toothed whale faunas from the local Chilcatay Formation and the Gaiman and Monte Leon formations of Argentinian Patagonia, pointing not only to dispersal routes between the southeastern Pacific and southwestern Atlantic during the Burdigalian, but also to relatively similar ecological settings along the coasts of Peru and Patagonia at that time. RÉSUMÉ Un nouveau cachalot platyrostre du Miocène inférieur du Pacifique sud-est (est du bassin de Pisco, Pérou) consolide les affinités avec la faune de cétacés de l'Atlantique sud-ouest. À la différence de leurs parents modernes dans les familles Kogiidae et Physeteridae, qui se nourrissent en aspirant leurs proies, les physétéroïdés miocènes présentent un large éventail de stratégies d'alimentation. Malgré les améliorations continues du registre fossile, la transition des premiers cachalots aux formes se nourrissant par aspiration ainsi qu'aux formes macroraptoriales, autrefois importantes, reste mal comprise. Dans ce travail, nous étudions un crâne partiel de cachalot des couches du Miocène inférieur (Burdigalien) de la Formation Chilcatay, à l'est du bassin de Pisco, le long de la côte sud du Pérou. Sur base de ce spécimen, nous décrivons une nouvelle espèce dans le genre Diaphorocetus Ameghino, 1894, qui n'était auparavant connu que par l'holotype de Diaphorocetus poucheti (Moreno, 1892) provenant d'une unité approximativement synchrone en Patagonie (Argentine). Différant de cette dernière espèce par ses dimensions crâniennes plus petites, son nombre de dents plus élevé, et des différences mineures dans la position des foramens faciaux, la nouvelle espèce Diaphorocetus ortegai n. sp. confirme un caractère-clé de D. poucheti, l'aplatissement dorso-ventral marqué de la partie maxillaire du rostre. De telles proportions crâniennes suggèrent que, par rapport aux autres physétéroïdés, D. poucheti et D. ortegai n. sp. étaient plus efficaces pour effectuer des balayages latéraux rapides avec leur rostre, afin de capturer des proies de taille petite à moyenne avec leurs dents proportionnellement petites. Identifiées en tant que physétéroïdés souches dans notre analyse phylogénétique, ces espèces sœurs contribuent à la disparité écomorphologique des cachalots au début du Miocène, mais sans présenter aucun des changements crâniens et dentaires survenant chez les cachalots macroraptoriaux ou aspirant leurs proies. La description d'une nouvelle espèce de Diaphorocetus sur la côte sud du Pérou augmente les similitudes notées entre les faunes de cétacés à dents de la Formation Chilcatay locale et les formations Gaiman et Monte Leon de Patagonie, indiquant non seulement des voies de dispersion entre le sud-est du Pacifique et le sud-ouest de l'Atlantique au cours du Burdigalien, mais aussi des conditions écologiques relativement similaires le long des côtes du Pérou et de Patagonie à cette époque.