EVOMORPH — Thème PVC - Phylogénie et Variations morphologiques Complexes

Comment extraire le signal phylogénétique de variations morphologiques complexes ? 

• Animation : Isabelle Rouget et Véronique Barriel

L’utilisation du signal phylogénétique porté par la variation morphologique des organismes est une étape incontournable pour replacer de nombreux taxons éteints dans l’arbre du vivant. Cependant, la lecture des caractères à exploiter dans les analyses phylogénétiques n’est pas directe. Elle implique de tenir compte de la complexité des variations observées : l’intégration morphologique (la tendance qu’ont différents traits à covarier), la haute fréquence de convergences évolutives en contexte de radiations, le fort polymorphisme ou encore la difficulté à proposer des hypothèses d’homologie robustes pour certaines structures sont autant de défis majeurs. Dans ce contexte, nos recherches visent à mieux caractériser les patrons de variations de structures anatomiques qui présentent ces complexités de lecture, de proposer des solutions afin de les intégrer de manière argumentée à nos analyses phylogénétiques et d’améliorer ainsi la robustesse des phylogénies obtenues. Cette caractérisation de la variation s’établira à différentes échelles (intra- et interspécifique) et en lien avec l’ontogénie et la fonction, permettant des ponts avec les autres thèmes de l’équipe.

L’équipe s’appuie sur une forte expertise anatomique et morphométrique, sur une solide expérience dans les méthodes et outils de reconstruction phylogénétique et plus récemment sur l’utilisation de méthodes probabilistes pour modéliser les patrons d’évolution et de covariations. Les principaux modèles explorés sont les homologies sérielles (dents, vertèbres, membres) chez les vertébrés et arthropodes, les coquilles des céphalopodes et les mâchoires de ces trois groupes, qui offrent tous des cas de forte intégration morphologique.

Modélisation de l’évolution des crêtes cingulaires sur les molaires de mammifères. A), Observation et exemple schématisé sur 3 molaires successives (M1, M2, M3). B), Distribution phylogénétique : le vert indique la présence de cette crête sur une molaire donnée, et le noir son absence. C) Modèle de caractère le mieux ajusté et taux de transition estimés pour l’évolution de ce trait : huit états (1-8) représentent toutes les combinaisons possibles de la distribution des crêtes cingulaires sur les 3 molaires. Plus de détails dans Billet &...