L'un des buts de la Paléontologie est de comprendre les mécanismes impliqués dans l'évolution des espèces. Pour y parvenir, elle doit s'intéresser aux diverses conditions de leur adaptation, parmi lesquelles figurent les modalités de leur développement ontogénique, leurs caractéristiques anatomiques et fonctionnelles et, plus généralement, leur place dans les écosystèmes du passé. Grâce au développement de techniques d'analyse de grande puissance, cette approche tend à s'imposer comme une voie majeure du développement de l'étude fonctionnelle et écologique des organismes fossiles.  

Dans ce contexte, notre équipe abordera des problématiques de paléobiologie à travers trois « chantiers temporels » fédérateurs, sur lesquels gravitent d’autres projets annexes. Ces chantiers sont la terrestrialisation (ou sortie des eaux) au Paléozoïque, le retour secondaire à la vie aquatique dès le Mésozoïque et les adaptations particulières durant le Cénozoïque. Ces phénomènes majeurs sont étudiés dans le but de mieux cerner les mécanismes évolutifs et les innovations tant anatomiques que physiologiques responsables de l’émergence et de la radiation des groupes de vertébrés impliqués dans chaque cas. Ces trois chantiers sont recoupés transversalement par des approches diverses dont les plus abondamment utilisées ici seront l’histologie et la microanatomie osseuses, mais également la géochimie isotopique, la microtomographie par rayon X et la morphométrie analytique. A ces trois grands chantiers s’ajoute un « chantier historique », transversal et indépendant lui aussi, développé par plusieurs membres de l’équipe depuis déjà plusieurs années et dévolu à l’Histoire des Sciences.