Equipe 2 - PDM

Responsable : Michel Laurin  

Les travaux de l’équipe s’appuient largement sur les données fournies par les structures fossilisées, ainsi que sur la biodiversité actuelle, qui est la meilleure base pour l’interprétation fonctionnelle des structures fossilisées. L’équipe aborde la question de l’origine de divers taxons, ainsi que les patrons de diversification taxonomiques et phénotypiques, ce qui permet de mieux comprendre l’origine des faunes actuelles.

La diversification des métazoaires produit de nouvelles espèces, dont les phénotypes divergent plus ou moins rapidement. Cette diversification dans l’espace et dans le temps, influencée par des facteurs environnementaux, dont la répartition des habitats (déterminée en partie par les changements de paléogéographie, voir figure), produit des faunes plus ou moins différenciées et parfois endémiques, dont la composition reflète l’histoire à la fois évolutive (phylogénie) et paléobiogéographique. L’équipe  » Phylogénie et diversification des métazoaires  » aborde l’ensemble de ces phénomènes à travers quatre projets. Elle comprend plusieurs vertébristes, mais également quelques spécialistes de mollusques et d’arthropodes.  

Les recherches de l’équipe s’organisent autour de quatre projets :  

Responsables : Emmanuel Gheerbrant, Sevket Sen

Ce projet étudie l’origine, la mise en place et l’évolution de la faune de l’Ancien Monde avant, pendant et après la fermeture de la Téthys. Ce projet met l’accent sur les recherches de terrain pour produire des données originales sur le registre fossile des métazoaires (descriptions morphologiques, analyses phylogénétiques, etc.), particulièrement sur l’évolution des vertébrés continentaux dans leur contexte paléoenvironnemental et paléogéographique, à travers des études stratigraphiques, géodynamiques, et sédimentaires. Les sites étudiés couvrent une bonne partie de l’Ancien Monde, et notamment les domaines arabo-africains, européens et indiens.

• Un axe de ce projet concerne les racines péri-Téthysiennes de la faune de l’Ancien Monde. Il étudie les grands centres d’endémisme continentaux (biodiversité, radiations, évolution et paléoenvironnements) qui composaient les provinces péri-téthysiennes, tels que l’Afrique (outre Madagascar) et l’Inde, et les relations fauniques établies entre eux avant la fermeture de la Téthys.

• Un second axe étudie les échanges fauniques, extinctions et radiations évolutives subséquentes à la collision entre l’Afrique et l’Eurasie il y a environ 22 Ma et, dans une moindre mesure, entre l’Inde et l’Eurasie. 

Responsable : Michel Laurin

Ce second projet vise à développer de nouvelles méthodes de datation paléontologiques de l’apparition des clades. Ces méthodes reposeront sur des données stratigraphiques détaillées sur le registre fossile, ainsi que sur la phylogénie des taxons pertinents. Les méthodes produites seront ensuite utilisées pour mieux dater l’arbre des métazoaires, spécialement celui des mammifères (car notre UMR comporte de nombreux paléomammalogistes), mais également celui d’autres vertébrés, de mollusques et d’arthropodes. Ce projet comporte des développements en biomathématiques et informatique et inclura des datations moléculaires, dans les deux cas par l’intermédiaire de collaborations externes. Il capitalise sur notre expertise déjà établie en phylogénétique fondée sur des caractères phénotypiques (les seuls généralement disponibles pour les taxons éteints depuis longtemps), qui repose sur les données morphologiques que nous produisons par l’intermédiaire de descriptions morphologiques, en partie sur du matériel nouveau que nous collectons.

Responsables : Guillaume Billet, Jérémie Bardin et Isabelle Rouget

Les phylogénies sont considérées unanimement comme le support indispensable pour tester des hypothèses sur l’évolution. Seulement, les méthodes et données de reconstruction phylogénétique sont diverses et leurs résultats comme leurs interprétations diffèrent. Si les données moléculaires ont tendance à être actuellement privilégiées par les études focalisées sur des taxons actuels, les données morphologiques sont de leur côté indispensables à la reconstruction des relations de parenté de nombreux groupes fossiles. Cependant, la variation morphologique comporte de nombreuses facettes qui peuvent s’avérer complexes à traiter et à modéliser de manière réaliste et adéquate dans les analyses phylogénétiques : intégration/modularité, ontogénie, polymorphisme, variations multivariées et continues, etc. Dans le but de solidifier le socle sur lequel sont réalisées les inférences phylogénétiques pour les taxons éteints, cet axe vise à améliorer le traitement des données morphologiques en s’appuyant sur l’utilisation d’outils statistiques et morphométriques.

Cet axe regroupe les chercheurs de l’équipe éprouvant le besoin d’améliorer le traitement des patrons de variation morphologique dans leurs reconstructions phylogénétiques et d’essayer d’adopter des solutions communes et innovantes à des problèmes analogues dans de nombreux groupes taxonomiques. Il s’appuie sur une solide expérience dans le domaine des analyses phylogénétiques de la morphologie et sur une expertise taxonomique très diverse.

Responsable : Jorge Cubo

Les acquisitions de l’endothermie chez les amniotes, à au moins deux reprises, ont été des événements majeurs dans l’évolution des vertébrés. Ces acquisitions sont corrélées à une série de changements anatomo-physiologiques comme le cloisonnement complet du cœur permettant une pression artérielle systémique élevée et une ultrafiltration rénale efficace, ce qui permet d’éliminer les déchets azotés issus d’un métabolisme élevé lié à la production de chaleur. La présence d’un pelage isolant chez les thérapsides, des os turbinés chez les Eutheriodontia, d’un ∂¹⁸O_apatite élevé chez des dinosaures habitant de hautes paléolatitudes, et d’un complexe fibro-lamellaire chez les archosauriformes, ont été utilisées pour inférer la présence d’endothermie. L’objectif cet axe est d’élucider les âges d’origine et les cadres phylogénétiques des acquisitions multiples de l’endothermie chez les tétrapodes.

Des méthodes paléohistologiques quantitatives d’inférence du taux de croissance et du taux métabolique ont été développées récemment. Des analyses utilisant ces approches histologiques couplées à des méthodes phylogénétiques comparées novatrices comme les « Phylogenetic Eigenvector Maps », suggèrent une double acquisition de l’endothermie : chez Neotherapsida et chez le dernier ancêtre commun de Prolacerta et les oiseaux. L’utilisation de cet ensemble de méthodes chez un vaste échantillon de tétrapodes éteints permettra de tester si les ichthyosaures et les plesiosaures étaient endothermes (comme il a été suggéré utilisant des données géochimiques) ainsi que des hypothèses sur l’évolution du métabolisme à l’échelle des tétrapodes.

Chercheurs et enseignants-chercheurs : Ronan Allain (MC MNHN), Véronique Barriel (MC MNHN), Olivier Béthoux (MC MNHN), Guillaume Billet (PR MNHN), Jorge Cubo (PR SU), Emmanuel Gheerbrant (DR CNRS), Nour-Eddine Jalil (PR MNHN), Isabelle Kruta (MC SU), Michel Laurin (DR CNRS), Grégoire Métais (CR CNRS), Isabelle Rouget (PR MNHN).

Chercheurs et enseignants-chercheurs émérites : Christian de Muizon, Denis Geraads, Sevket Sen

Doctorants et post-podoctorants : Paul Aubier, Ana Bottallo Quadros, Valentin Buffa, Jean Goedert, Jordan Gonet,  Alfred Lemierre, Romain Pellarin

La liste des publications de l’équipe est disponible ici.