Soutenance Thèse Rohan Mansuit

Étude morpho-fonctionnelle des nageoires paires du coelacanthe actuel Latimeria - Considération sur les modalités de la terrestrialisation des vertébrés

Thèse de doctorat sous la direction de Gaël Clément et de Marc Herbin.

Composition du jury :

• Catherine Boisvert, Senior Research Fellow, Curtin University, Australie, Rapportrice
• Dominique Adriaens, Professor, Ghent University, Belgique, Rapporteur
• Per Erik Ahlberg, Professor, Uppsala Universitet, Suède, Examinateur
• Anne-Claire Fabre, Post-Doctoral Researcher, University of Zurich, Suisse, Examinatrice
• Anthony Herrel, Directeur de Recherche, UMR 7179 Mecadev, MNHN-Sorbonne Université-CNRS, Paris, Examinateur
• Gaël Clément, Professeur, UMR 7207 CR2P, MNHN-Sorbonne Université-CNRS, Paris, Directeur de Thèse
• Marc Herbin, Maitre de conférence, UMR 7179 Mecadev, MNHN-Sorbonne Université-CNRS, Paris, France, co-Directeur de thèse

Résumé

Les coelacanthes (Actinistia) forment un clade de sarcoptérygiens seulement représentés de nos jours par un genre Latimeria, et qui est considéré comme le groupe-frère du clade dipneustes + tétrapodes. De par leur position phylogénétique et leur mode de vie, ils sont considérés comme un bon modèle pour étudier la sortie des eaux des vertébrés et le passage des nageoires aux pattes. Il est cependant nécessaire d’avoir une bonne compréhension de son anatomie squelettique et musculaire avant de pouvoir faire toute inférence sur la sortie des eaux. L’étude du développement des nageoires paires a montré un développement similaire à celui des autres vertébrés, avec les nageoires pelviennes qui se forment plus tardivement que les nageoires pectorales. Tout comme chez les dipneustes, les éléments radiaux pré-axiaux se mettent en place par la fragmentation du mésomère associé, de façon précoce dans le développement. Nous avons également pu mettre en évidence le développement progressif d’une ossification superficielle de la ceinture pelvienne, dans sa partie antérieure, associée à un système trabéculaire. Le système trabéculaire et l’ossification superficielle permettent de renforcer la ceinture pelvienne cartilagineuse, et ainsi de résister aux importantes contraintes musculaires qui s’exercent sur cette partie. L’étude de l’anatomie musculaire a permis de mettre en évidence la grande complexité musculaire des nageoires, par rapport à ce qui était déjà connu. La nageoire pelvienne semble de plus avoir une organisation musculaire plus plésiomorphique que la nageoire pectorale, puisque la majorité des muscles pelviens vont de la ceinture pelvienne aux rayons des nageoires, similaire à ce qui se retrouve chez les actinoptérygiens. En revanche, les muscles de la nageoire pectorale s’insèrent majoritairement sur les éléments endosquelettiques, comme pour les dipneustes et les tétrapodes. De plus, la nageoire pectorale est plus puissante que la nageoire pelvienne, ce qui semble indiquer un rôle plus important pour la locomotion du coelacanthe. L’étude de la mobilité articulaire des nageoires a montré que la nageoire pectorale a une plus grande mobilité que la nageoire pelvienne. Cette diminution de la mobilité au niveau de la nageoire pelvienne semble être lié à la morphologie particulière des mésomères de la nageoire, et de la position proximo-latérale des éléments radiaux pré-axiaux pelviens. Enfin, nous avons mené une étude préliminaire sur l’évolution de l’architecture musculaire au cours de la sortie des eaux des vertébrés. Il apparait que les pattes ont une masse et développent une force plus importante que les nageoires chez les poissons, nécessaire pour produire la force nécessaire à la propulsion sur le substrat. Les poissons en revanche se propulsent principalement par leur nageoire caudale, et ne nécessitent donc pas de nageoires puissantes. Enfin, nous avons montré que les membres postérieurs des tétrapodes sont plus puissants que les nageoires pelviennes des poissons, relatif aux membres et nageoires pectoraux. Ce résultat supporte l’idée d’un changement locomoteur durant la sortie des eaux des vertébrés, vers un mode de propulsion postérieur.