• Achevée le : 12 décembre 2025
• Doctorant : Olivier JANSEN
• Directrices de thèse : Olga OTERO, Géraldine GARCIA (PALEVOPRIM)

-------

Le Crétacé supérieur est marqué par de nombreuses perturbations environnementales et une
extinction de masse à la limite Crétacé-Paléogène (K/Pg), largement explorées pour les faunes
marines et continentales, mais dont les impacts sur les milieux d’eau douce demeurent peu
étudiés à ce jour. Les amphibiens et squamates (lézards et serpents), généralement abondants
dans les écosystèmes dulçaquicoles, sont relativement sensibles aux modifications
environnementales. Néanmoins, les conséquences et les modalités des changements
environnementaux du Crétacé supérieur sur leur diversité sont encore mal comprises en raison
de la nature parcellaire de leur registre fossile, notamment en France, où il est limité à quelques
localités qui ont livré des éléments isolés, incomplets et peu identifiables. Du nouveau matériel
provenant de sites inédits et historiques, répartis stratigraphiquement tout au long du Crétacé
supérieur, à l’échelle de plusieurs bassins sédimentaires continentaux, a permis la découverte
de nombreux taxons d’amphibiens et de squamates. Parmi ceux-ci, plusieurs taxons
correspondent aux plus anciennes occurrences de leur clade en Europe voire même dans le
monde et d’autres possèdent des caractères inédits, justifiant la description de nouvelles
espèces. Les implications paléobiogéographiques et paléoécologiques de ces découvertes sont
également discutées. Cette thèse apporte une étude approfondie de ce matériel et un regard
nouveau sur la diversité des amphibiens et des squamates au Crétacé, notamment grâce à
l’utilisation de l’imagerie 3D, qui permet non seulement d’identifier des caractères
morphologiques autrefois masqués par le sédiment, mais aussi d’observer les structures
internes des fossiles étudiés. Ce travail fournit des informations précieuses sur la distribution et
l'histoire évolutive des amphibiens et des squamates européens, en particulier pour le Campano-
Maastrichtien, apportant une meilleure compréhension des changements faunistiques et de
diversité s’opérant dans les écosystèmes d'eau douce autour de la limite K/Pg.

• Achevée le : 12 décembre 2024
• Doctorant : Tomas Getachew BEDANE
• Directeurs de thèse : Jean-Renaud BOISSERIE (directeur HDR), Mackaye HASSANE TAÏSSO (Senior Lecturer, Department of Paleontology, University of N’Djamena, Tchad)

-------

This dissertation investigates the paleoecology and evolutionary dynamics of Neogene Elephantids from East Africa’s Awash and Turkana Basins (Ethiopia and Kenya) and Central Africa (Chad), focusing on their dietary strategies and ecological adaptability. By integrating multiple analytical methods dental mesowear, dental microwear, dental calculus analysis, and stable isotope analysis the study reconstructs the feeding behaviors and habitat use of both fossil and modern Elephantid species across different regions and time periods. The findings reveal that Neogene Elephantids exhibited mixed feeding strategies, enabling them to adapt to diverse ecological niches that included a combination of browsing on trees and shrubs (C3 plants) and grazing on grasses (C4 plants). Dental mesowear analysis suggests long-term dietary flexibility, while microwear patterns provide insights into short-term feeding behaviors, showing variability linked to regional vegetation. Additionally, analysis of dental calculus revealed traces of both C3 and C4 vegetation, further corroborating their dietary diversity. Stable isotope analysis highlights a dietary shift over time, with fossil Elephantids predominantly grazing on C4 grasses in open habitats, while modern species increasingly consumed C3 browse in wooded environments. These findings underscore the ecological flexibility of Elephantids, which allowed them to adapt to changing landscapes and climatic conditions during the Neogene and Quaternary. By demonstrating how dietary plasticity influenced their survival and evolutionary trajectory, this research provides valuable insights into the broader patterns of mammalian evolution in response to environmental change.

• Achevée le : 21 décembre 2023
• Doctorante : Alicia BLASI-TOCCACCELI
• Directeurs de thèse : Michelle DRAPEAU (Université de Montréal), Evie VEREECKE (KU Leuven), Stephanie MELILLO (Mercyhurst University), Tea JASHASHVILI (University of Southern California), Gilles BERILLON (HNHP, Paris), Mathieu DOMALAIN (Institut Pprime, université de Poitiers), Guillaume DAVER, Jean-Renaud BOISSERIE (PALEVOPRIM)

-------

Les activités de dextérité jouent un rôle important dans le répertoire comportemental des hominines, en particulier au sein du genre Homo. Cependant, les études portant sur l’anatomie post-crânienne des hominines, à l’exception de la main, se sont principalement concentrées sur les capacités posturo-locomotrices plutôt que sur la fabrication et l’utilisation d’outils en pierre ou les activités de lancer à grande vitesse. En particulier, les épaules Australopithecus et Paranthropus ont été décrites comme primitives par rapport à Homo sapiens, reflétant des activités posturo-locomotrices telles que la suspension. En revanche, l’émergence du genre Homo, en particulier H. erectus, est associée à une morphologie d’épaule plus dérivée. Cette épaule dérivée est interprétée comme libérée des contraintes locomotrices, et certains auteurs suggèrent qu’elle aurait même pu être sélectionnée pour des activités de dextérité. Pourtant, les relations entre la morphologie de l’épaule et la fabrication d’outils en pierre n’ont pas été étudiées de manière approfondie, ne permettant donc pas de répondre à la question plus large de la sélection évolutive des traits morphologiques chez les hominines. Ainsi, les objectifs principaux de cette thèse sont i) de réévaluer et de comparer la morphologie de l’épaule chez Homo, Australopithecus et Paranthropus grâce à une base de données fossiles 3D à jour (comprenant de nouveaux spécimens décrits dans le présent travail) et ii) de réévaluer le rôle fonctionnel des principales caractéristiques morphologiques de l’épaule des hominines à la lumière d’activités de dextérité, en utilisant la biomécanique évolutive.

• Achevée le : 12 décembre 2023
• Doctorante : Axelle WALKER
• Directeurs de thèse : Debbie GUATELLI-STEINBERG (université d’État de l’Ohio, USA), Ellen SCHULZ-KOMAS  (université de Leipzig, Allemagne), Laura MARTINEZ MARTINEZ (université de Barcelone, Espagne), Cédric GAUCHEREL (INRAE, UMR AMAP, Montpellier), Vincent LAZZARI, Franck GUY, Gildas MERCERON (PALEVOPRIM)

-------

En paléontologie, l’étude des dents est essentielle pour identifier les espèces, comprendre leur évolution, et déduire des informations écologiques comme leur régime alimentaire. Chez les mammifères, la forme des dents résulte de l’héritage phylogénétique, du développement, et de la pression sélective exercée par les contraintes masticatoires en lien avec le régime alimentaire. Les adaptations dentaires reflètent des réponses adaptatives à des régimes alimentaires spécifiques. Au cours du Cénozoïque, les primates ont connu des changements dentaires majeurs en réponse aux variations environnementales, favorisant leur expansion et diversification. La divergence entre les hominoïdes et les cercopithécoïdes constitue un exemple clé pour comprendre les adaptations dentaires et la relation entre la forme des molaires et la comminution. Ma thèse explore différentes méthodologies pour approfondir notre compréhension de la diversité dentaire. Dans une première partie, je me concentre sur la morphologie occlusale des dents, considérée comme un ensemble d’outils pour la transformation des aliments. J’utilise l’analyse topographique en 3D pour identifier des caractéristiques spécifiques des dents, en mettant l’accent sur les aspects liés au tranchant (crénulations et les lophes). Les résultats indiquent que certaines caractéristiques associées au tranchant des dents peuvent révéler des régimes alimentaires folivores et herbivores chez les catarrhiniens. Cependant, lorsque l’on se concentre sur les parties les plus courbées de la dent, le signal devient plus distinct, permettant ainsi de distinguer différentes formes de crêtes. Dans une seconde partie, j’utilise la morphométrie géométrique pour examiner en détail les lophes des cercopithécoïdes. J’explore l’hypothèse selon laquelle les lophes ne guident pas seulement les mouvements occlusaux, mais contribuent également à la fragmentation des aliments. J’étaye cette analyse par des expériences visant à évaluer l’efficacité mécanique des lophes chez les cercopithèques, en utilisant des modèles théoriques des lophes et un testeur mécanique.

• Achevée le : 11 juillet 2023
• Doctorante : Sophie Gabriele HABINGER
• Directeurs de thèse en co-tutelle : Kathryn FITZSIMMONS (Eberhard Karls Universität Tübingen), Stéphane DUCROCQ, Olivier CHAVASSEAU (PALEVOPRIM), Hervé BOCHERENS (Eberhard Karls Universität Tübingen), Brooke Erin CROWLEY (University of Cincinnati), Larisa R. G. DE SANTIS (Vanderbilt University)

-------

Les formations fossiles cénozoïques de l’Asie du Sud-Est témoignent d’une période très dynamique de l’évolution des mammifères. De nombreux clades de mammifères modernes sont originaires de cette région biogéographique ou y ont connu d’importantes radiations. Le principal objectif de ma thèse est de caractériser les contextes écologiques et environnementaux dans lesquels les radiations des primates anthropoïdes et hominoïdes ont eu lieu, en particulier en ce qui concerne la saisonnalité, la végétation, l’alimentation et le partage des niches. Pour ce faire, je me suis concentrée sur deux assemblages de mammifères fossiles du bassin central du Myanmar représentant deux périodes clés dans l’histoire de l’évolution des primates, l’Éocène moyen et le Miocène tardif. L’Éocène moyen est un exemple d’un monde de réchauffement global. La formation (Fm.) de Pondaung permette d’explorer la dynamique de l’écosystème dans l’assemblage faunique d’un habitat qui a soutenu un grand nombre de primates anthropoïdes primitifs différents. Les études précédentes se sont concentrées sur le climat et la végétation de l’environnement de Pondaung. J’ai non seulement travaillé sur les aspects climatique et environnementaux, mais également sur la structure des micro-habitats dans les différentes localités de la Fm. Pondaung et sur leur utilisation par les différents groupes taxonomiques. Sur la base de ce travail, j’ai pu déduire une flexibilité écologique pour certaines espèces de primates anthropoïdes, sur la base de leur présence dans différents micro-habitats. Le deuxième point central de mon travail sur la faune de Pondaung a concerné une reconstitution détaillée de la paléoécologie des anthracothères, et de la dynamique de compétition entre les cinq espèces présentes.Le deuxième assemblage de mammifères étudié apporte de nouveaux éléments pour mieux comprendre l’écologie évolutive des Ponginae en Asie du Sud-Est. Aujourd’hui, il n’existe qu’un seul genre (Pongo), dont la distribution géographique est fortement restreinte aux îles de Bornéo et de Sumatra. Du Miocène au Pléistocène, la diversité des espèces et leur aire de répartition géographique étaient beaucoup plus étendues. La Fm. d’Irrawaddy du Miocène tardif est un exemple de l’habitat du groupe frère des orangs-outans actuels, Khoratpithecus. J’ai caractérisé l’habitat de ce ponginé fossile en reconstituant sa saisonnalité, la structure de sa végétation et la dynamique de partage des niches. J’ai ensuite concentré mon travail sur la question d’une continuité écologique dans le clade des ponginés depuis le Miocène, en comparant les différents taxons d’Asie du Sud et du Sud-Est.Dans le cadre de cette thèse, j’ai utilisé deux approches analytiques différentes. Je présente ici l’analyse des isotopes stables (carbone et oxygène) et la modélisation des niches subséquentes des assemblages fossiles de l’Éocène et du Miocène du Myanmar. En outre, j’ai étudié les textures de micro-usure dentaire des ponginés pour obtenir un aperçu plus détaillé de leur écologie évolutive, en comparant les stratégies de subsistance des ponginés du Miocène à celles des orangs-outans du Pléistocène et des orangs-outans actuels. Grâce aux différentes approches de mon projet de thèse, j’ai pu montrer qu’il était possible de repousser les limites de la modélisation des niches par isotopes stables en utilisant un des isotopes différents qui représentent des caractéristiques écologiques et l’application des nouvelles approches d’écologie au contexte paléontologique. Un exemple est l’évaluation de la dynamique du potentiel de compétition dans l’assemblage d’anthracothères de la faune de Pondaung. Le travail sur les orangs-outans de la collection Selenka a été une autre façon pour moi de combler le fossé entre la paléontologie et les écologistes et biologistes travaillant sur les faunes de primates existantes en fournissant un ensemble de données qui ouvre de nouvelles directions de recherche dans les deux domaines.

• Achevée le : 15 décembre 2022
• Doctorante : Blade ENGDA REDAE
• Directeurs de thèse : Jean-Renaud BOISSERIE, Joséphine LESUR (AASPE, Muséum National d’Histoire Naturelle & CNRS).

-------

Le Plio-Pléistocène a connu des changements climatiques et écosystémiques cruciaux qui coïncident avec des événements clefs au cours de l’évolution humaine, notamment en Afrique orientale. Dans ce contexte, les implications temporelles, écologiques et comportementales de la transition de l’alimentation des hominidés vers une consommation de tissus animaux assistée par des outils peuvent être étudiées plus avant. Dans la région du Turkana, la formation Shungura, datée entre 3,6 Ma à 1 Ma, bien que riche en faune et en artefacts, n’a jamais été étudiée d’un point de vue zooarchéologique. Cette thèse examine les contextes taphonomiques et paléoenvironnementaux des assemblages de vertébrés contemporains des sites d’occupation humaine dans cette formation. L’objectif était d’aborder les comportements de subsistance des hominidés anciens, le contexte écologique de l’Oldowayen et de localités acheuléennes récemment découvertes. Diverses marques taphonomiques ont été documentées sur le matériel osseux de Shungura et comparés à des échantillons expérimentaux comprenant des marques de décarnisation anthropiques, des marques de piétinement et des marques de crocodiliens et de carnivores. L’activité anthropogénique a été confirmée dans les membres F, G, et L (dès 2,3 Ma). Alors qu’un débat subsiste sur la différenciation des modification de la surface des os, l’approche basée sur la morphométrie géométrique a été en mesure de discriminer efficacement les deux. La deuxième partie de la thèse portait sur les données paléoenvironnementales entourant l’émergence de l’Oldowan à Shungura (Membre F, 2,3 Ma) en combinant la taphonomie, des données sur la composition de la faune, ainsi que de l’analyse texturale 3D des micro-portraits dentaires (DMTA). Les résultats suggèrent une variabilité écologique à l’échelle locale dans le Membre F plus marquée que pour les dépôts sous-jacents.

• Achevée le : 28 novembre 2022
• Doctorante : Margot LOUAIL
• Directeurs de thèse : Gildas MERCERON (PALEVOPRIM), Antoine SOURON (co-directeur, Université de Bordeaux) et Xavier MILHET (co-encadrant, Institut Pprime).

-------

Au cours du Cénozoïque, des changements de morphologie dentaire s’observent au sein de plusieurs clades de mammifères, tels que les ruminants, les suidés ou encore les hominines. Ces modifications sont souvent perçues comme reflétant des adaptations à une alimentation de plus en plus abrasive en lien avec l’aridification et l’ouverture progressive des milieux. La fin du Pliocène et le début du Pléistocène constituent une période charnière dans l’histoire évolutive des hominines. Elle est notamment caractérisée par une diversité taxinomique incluant des formes graciles et des formes robustes. Différentes stratégies développées en période de pénurie alimentaire contribueraient à expliquer cette diversité et le partitionnement de niches écologiques entre taxons contemporains. Elles apportent ainsi un éclairage sur les facteurs ayant favorisé la sélection des phénotypes crânio-mandibulaires et dentaires robustes. Les écologies des hominines plio-pléistocènes restent toutefois peu comprises. Afin d’affiner nos interprétations des variations des indicateurs écologiques crânio-mandibulaires et dentaires fréquemment utilisés dans l’Ancien, un modèle expérimental sur un mammifère omnivore bunodonte est développé. Ce travail de thèse est ainsi basé sur près de 200 porcs domestiques répartis en une trentaine d’expérimentations différentes en alimentation contrôlée. Différents indicateurs cranio-mandibulaires et dentaires ont été étudiés : la micro- et méso-usure dentaire, la biogéochimie de l’émail et la morphologie mandibulaire. Ce travail souligne la capacité de ces indicateurs à détecter la consommation, en proportions faibles à modérées, de ressources alimentaires aux propriétés physiques et mécaniques similaires à celles des aliments potentiellement ciblés par les hominines en période de pénurie alimentaire (fallback foods) : des graines, des plantes herbacées, des plantes C4, des matières animales et des organes souterrains. En outre, certaines ressources semblent laisser davantage de traces que d’autres sur les archives crânio-mandibulaires et dentaires, et semblent générer davantage de contraintes sur la mastication et l’abrasion dentaire. Les résultats obtenus permettent de proposer de futurs développements pour une meilleure calibration de ces indicateurs écologiques, ainsi que pour vérifier ces observations expérimentales sur des taxons sauvages actuels. L’étude de la micro-usure dentaire de suidés actuels, à la lumière des résultats expérimentaux, met en évidence des différences relativement subtiles en termes d’habitudes alimentaires. Des inférences paléo-écologiques sont alors proposées pour les Kolpochoerus de la Formation de Shungura (Plio-Pléistocène, Éthiopie) à partir de leur micro-usure dentaire. Ces résultats contribuent à mieux comprendre les comportements d’indicateurs écologiques fréquemment utilisés suite à la consommation de différentes ressources, et apportent un nouvel éclairage pour affiner nos inférences paléo-écologiques.

• Achevée le : 3 novembre 2022
• Doctorante : Axelle GARDIN
• Directeurs de thèse : Olga OTERO, Géraldine GARCIA (PALEVOPRIM)

-------

Matériel du paléontologue vertébriste, les tissus squelettiques fossilisés représentent une archive originale, riche en informations écologiques et environnementales dans les temps anciens. Elles enregistrent aussi des informations sur l’histoire et les conditions de vie et renseignent sur les adaptations fonctionnelles des organismes, éléments essentiels pour comprendre l’évolution biologique en lien avec les changements environnementaux. Ces aspects sont abordés dans la thèse, à travers l’exploration et le développement de différentes approches méthodologiques.Les marques de croissance squelettique des actinoptérygiens et chéloniens dulçaquicoles d’Afrique intertropicale sont envisagées comme marqueur de paléo-saisonnalité. Le développement de cet outil passe par la construction d’un référentiel sur des espèces actuelles proches de celles fossiles, et se décompose en deux études complémentaires. Dans une première partie, je démontre à partir de l’analyse des résultats d’une expérimentation sur 3 espèces intertropicales (Polypterus senegalus, Auchenoglanis occidentalis et Pelusios castaneus), que la croissance saisonnière de ces espèces est contrôlée principalement par l’abondance de nourriture, et parfois par la température de l’eau. Dans une seconde partie, je démontre que l’exploration de la croissance osseuse d’individus sauvages de Lates niloticus est effectivement corrélée aux cycles saisonniers. Ces premiers résultats permettent aussi de préciser les futurs développements à mener pour calibrer ce marqueur de saisonnalité. Dans une troisième partie est présenté l’échantillonnage effectué pour une application dans la Formation de Shungura (Plio-Pléistocène, Ethiopie) avec les premières observations. A partir d’une synthèse sur l’écologie et la physiologie des crocodiliens, j’ai pu montrer que la composition isotopique en oxygène de leurs tissus dentaires reflète principalement celle de l’eau dans laquelle ils ont vécu pendant la formation de la dent. Dans une première étude, la composition isotopique en oxygène de l’émail en bulk de fossiles de la Formation de Shungura est interprétée, et apporte des informations sur l’évolution des milieux d’eau douce et de leur diversité locale pendant deux millions d’années. Dans une seconde étude échantillonnant la dentine en sérié, des résultats préliminaires montrent une fluctuation cohérente avec une saisonnalité du climat pour certains échantillons. Ces premières données permettent de proposer un protocole dans le but d’interpréter le signal enregistré et de discuter l’évaluation de l’impact de la diagenèse.Enfin, l’étude de l’anatomie fonctionnelle fine des structures osseuses externes (morphologie, facettes articulaires, insertions musculaires, proportions) sur le squelette appendiculaire permet des inférences sur le mode locomoteur et plus généralement sur la paléoécologie d’Amphicynodon leptorhynchus (Carnivora, Arctoidea) des Phosphorites du Quercy (Oligocène inférieur, France). Dans une première partie, l’analyse fonctionnelle du membre postérieur révèle des adaptations au grimper et permet de conclure sur l’arboricolie probable. Dans une seconde partie, une restauration paléoartistique d’Amphicynodon leptorhynchus est élaborée sur la base d’arguments anatomiques et en cohérence avec le contexte environnemental.
Une mise en perspectives des apports méthodologiques abordés aux questions scientifiques sur l’évolution dans son contexte environnemental est proposée, avec un focus particulier sur les questions de saisonnalité et les inférences paléoécologiques.

• Achevée le : 17 décembre 2020
• Doctorante : Laurent PALLAS
• Directeurs de thèse :  Gildas MERCERON, Guillaume DAVER (PALEVOPRIM), Leslea Hlusko (Department of Integrative Biology, University of California, Berkeley).

-------

Les enregistrements fossiles du pléistocène d’Afrique orientale témoignent d’une aridification du climat et d’une ouverture des paysages relativement aux époques précédentes. C’est au cours de l’instabilité climatique de la transition plio-pléistocène qu’est documenté un abondant registre fossile de singes cercopithécidés, taxons particulièrement bien représentés à Shungura. Cette formation fossilifère de la basse vallée de l’Omo (Éthiopie) se caractérise par un cadre chronostratigraphique précis couvrant l’ensemble de la transition pliopleistocène. Shungura offre ainsi un cadre idéal dans l’étude fine des impacts des changements climatiques sur les faunes, en particulier pour les organismes inféodés aux milieux humides et boisés, comme le sont la majorité des représentants de la famille des cercopithécidés (colobinés et cercopithécinés). Mes travaux de thèse ont donc porté sur l’étude d’un indicateur écologique pertinent, à savoir la locomotion. Ils ont tiré parti de méthodes morphométriques afin d’évaluer les comportements locomoteurs et les substrats préférentiels des cercopithécidés de Shungura pour ensuite tester des hypothèses de partition de niches écologiques, élément essentiel à une compréhension globale de leurs dynamiques écologiques. Mes recherches ont d’abord traité de la faune de colobinés, des formes fossiles de grande taille ayant été documentées à Shungura par des restes craniodentaires (Rhinocolobus et Paracolobus). Cependant, aucune analyse de leur anatomie fonctionnelle n’avait encore été entreprise. Suite aux descriptions et aux analyses morphométriques multi- et univariées de 38 restes postcrâniens (comprenant un squelette partiel), mes travaux ont permis de caractériser des préférences pour des substrats locomoteurs variés et une capacité accrue au grimper chez Paracolobus ainsi qu’une préférence pour les substrats arboricoles et des aptitudes à la suspension chez Rhinocolobus. Sur la base de ces inférences, des analyses écomorphologiques ont mis en évidence la partition des niches écologiques de ces deux singes. Mes recherches ont également démontré la présence de colobinés arboricoles de petite taille, similaires aux formes africaines actuelles, dans le membre le plus récent de la formation. Cela supporte la mise en place d’une faune de colobinés d’aspect moderne succédant à la disparition des grands colobinés aux alentours de 1,5 million d’années en plus de documenter l’impact des changements climatiques sur cette faune. Dans un second temps, les capacités fonctionnelles et locomotrices de Theropithecus brumpti, un cercopithéciné abondant à Shungura, ont été réévaluées sur la base de la première analyse descriptive et morphofonctionnelle d’un membre postérieur partiel de cette espèce. Mes résultats indiquent une préférence pour les substrats terrestres chez T. brumpti ainsi qu’un usage de l’accroupissement, posture caractéristique du genre, mais dont l’identification à partir de corrélats ostéologiques restait à ce jour encore débattue. En bénéficiant de cette nouvelle investigation des relations forme-fonction du membre postérieur de T. brumpti, une analyse fonctionnelle de 190 restes d’os longs provenant de l’ensemble de la séquence de Shungura a pu être entreprise. Cette étude a permis de i) confirmer la forte proximité morphologique du membre antérieur de T. brumpti avec celui des mandrills, ii) d’alimenter de nouvelles hypothèses quant à la partition des niches écologiques entre T. oswaldi et T. brumpti et iii) d’identifier la présence de babouins d’aspect moderne dans les niveaux les plus récents de Shungura. Globalement, mes travaux ont mis en perspective la diversité locomotrice des cercopithécidés de Shungura à travers la partition des niches écologiques de ses différents représentants et ont permis de documenter leur dynamique écologique de par la mise en place d’une faune écologiquement moderne après 1,38 millions d’années. Mots-clés : Plio-pléistocène, écomorphologie, cercopithécidés, Shungura.

• Achevée le : 5 décembre 2017
• Doctorante : Émilie BERLIOZ
• Directeurs de thèse : Gildas MERCERON & Cécile BLONDEL (PALEVOPRIM), Dimitris S. KOSTOPOULOS (Aristotle University of Thessaloniki, Greece)

-------

Le refroidissement global et les oscillations entre cycles glaciaires et interglaciaires du Pléistocène inférieur ont pour conséquence une alternance entre milieux steppiques et forestiers, favorisant par là-même renouvellements et dispersions fauniques dont celui du genre Homo. Dans les interprétations paléoenvironnementales basées sur les assemblages fauniques, les cervidés, parmi les plus abondants mammifères, sont classiquement considérés comme forestiers, mais ce paradigme ne reflète pas la complexité de la diversité écologique réelle des cervidés. L’analyse texturale de 921 spécimens représentant les 5 cervidés actuels à l’écologie référencée a permis d’établir une robuste base de données et d’attester du lien significatif entre micro-usure dentaire et ressources végétales. L’analyse de 547 cervidés fossiles issus de 15 localités européennes souligne leur grande diversité écologique. Eucladoceros ctenoides et Metacervoceros rhenanus présentent une alimentation plastique. Leur analyse permet l’identification de réponses alimentaires adaptatives aux modifications environnementales liées aux oscillations climatiques. Ces deux cervidés, eurytopiques, constituent des indicateurs écologiques incontournables. La composante forestière supportée par la présence des cervidés est ici remise en cause ; les cervidés étant plus diversifiés écologiquement. L’analyse de la texture de la micro-usure dentaire des cervidés présents dans des sites européens, où la présence du genre Homo a été avancée, vise à identifier le type potentiel d’habitat favorable à sa dispersion en Eurasie.

• Achevée le : 23 décembre 2016
• Doctorant : Ghislain THIERY
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD & Franck GUY & Vincent LAZZARI (PALEVOPRIM)

-------

Chez les mammifères, les dents sont un outil essentiel à la fragmentation et à la fracture des aliments. En retour, les propriétés mécaniques des aliments exercent une pression de sélection sur la morphologie dentaire. L’objectif de ce mémoire est de déterminer si ce signal adaptatif peut être détecté à partir de la morphologie des molaires chez les primates actuels et fossiles. Dans ce cadre, la topographie dentaire 3D de 31 espèces de primates actuels est étudiée à l’aide d’une combinaison de variables classiques et originales. Un colobe fossile, Mesopithecus pentelicus du Miocène terminal de Pikermi (Grèce), est également analysé. Les résultats sont interprétés à partir du régime alimentaire mais aussi d’un système de catégorisation inédit évaluant le champ mécanique d’aptitude à cisailler, écraser et « craquer » les aliments. Les variables choisies permettent de distinguer de façon significative les catégories alimentaires et les champs d’aptitude au sein de l’échantillon actuel. Elles prédisent également que M. pentelicus avait une morphologie dentaire intermédiaire, et qu’il était apte à « craquer » des aliments durs tout en maintenant une adaptation à cisailler des aliments coriaces. En outre, les nouvelles variables permettent de montrer que les crêtes d’émail sont significativement plus tranchantes chez les espèces consommant des aliments coriaces, ce qui confirme leur utilisation en tant qu’outil de cisaillement. En revanche, la distribution de l’épaisseur de l’émail semble être plus homogène chez les espèces durophages, suggérant que la dent entière constitue l’outil élémentaire de « cracking » chez les primates.

• Achevée le : 14 décembre 2015
• Doctorante : Anne LE MAITRE
• Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM)

-------

La tomographie est utilisée pour mieux connaître l’évolution des espèces biologiques en comparant des éléments d’anatomie d’espèces fossiles à ceux des espèces actuelles. Cette technique est adaptée à l’étude des fossiles car elle permet d’observer une structure interne sans détruire l’échantillon, à haute résolution, à partir de contrastes liés à la densité des constituants. Les limites de cette technique pour la discipline sont liées à un faible contraste parfois entre le sédiment et l’os, ainsi qu’une résolution (10µm) parfois insuffisante. Un traitement informatique des images obtenues permet d’apporter des données quantitatives ou de reconstituer des objets déformés.

• Achevée le : 23 novembre 2015
• Doctorante : Clarisse NÉKOULNANG DJÉTOUNAKO
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD & Géraldine GARCIA (PALEVOPRIM), Dominique MONCOND’HUY (Laboratoire Forell, Université de Poitiers)

-------

Depuis le XVe siècle l’Italie a été une terre d’élection de collectionneurs, des particuliers dont certains ont très tôt placé leurs collections à la disposition du public. Les curieux collectionnent les objets dans pour la plupart des cas pour des raisons de pouvoir, de politique ou encore d’option religieuse, mais pas dans un souci de conservation. Cependant le développement de réseaux de sociabilité et de commerce au XVIe siècle a fait des cabinets de curiosité une réalité européenne. A la mort des collectionneurs, certaines collections sont vendues et d’autre transformées en musée dès le XVIIe siècle, d’autres sont aussi, au XVIIIe et au XIXe siècle, à l’origine des collections conservées actuellement dans les lycées et universités. L’histoire des collections européennes, y compris au regard de l’évolution la plus récente des musées, permet de réfléchir à ce que peuvent et doivent être aujourd’hui des collections, et pour ce qui concerne leur conservation et les conditions de leur étude, et pour ce qui est de leur ouverture au public. Or suite aux découvertes paléontologiques majeures en Afrique, et dans le but de gérer et de valoriser les collections générées, de nombreux musées nationaux s’installent dans les capitales et changent de représentation muséographique pour devenir de véritables muséums orientés vers des développements de recherches scientifiques. C’est également à travers ces découvertes que le monde entier et les africains eux-mêmes ont pris conscience de la diversité et de l’immense richesse naturelle et patrimoniale de ce continent. Les collections paléontologiques du Tchad présentent un intérêt scientifique très important, qui résulte de leur impact sur les connaissances de l’ « Origine et l’Histoire de la Famille Humaine ». Sur plus de 20 000 spécimens fossiles mis au jour par la MPFT, 18343 sont inventoriés et numérisés, dont 316 types et figurés. Une base de données de ces spécimens types a été construite avec ces types et figurés sous Access est mise en ligne sur le site du CNAR et des catalogues ont été également établis et imprimés au cours de ce travail. Ces collections constituent aujourd’hui une des plus riches collections paléontologiques d’Afrique Centrale, en particulier pour la période du Mio-Pliocène (de -7,3 à 3 Ma), génèrent aussi un enjeu socio-culturel indéniable. Une réflexion est menée et des pistes sont proposées pour assurer non seulement une vraie politique de conservation mais aussi de valorisation, notamment auprès du grand public. Notre thèse entend contribuer à la réflexion sur l’avenir des collections africaines, notamment tchadiennes.

• Achevée le : 16 novembre 2015
• Doctorant : Kantapon SURAPRASIT
• Directeurs de thèse : Stéphane DUCROCQ, Somsak PANHA, Jean-Jacques JAEGER

-------

La sablière de Khok Sung, dans la province de Nakhon Ratchasima, qui a livré plus d'un millier de fossiles de mammifères et de reptiles (cranes, dents isolées et restes post-craniens), abrite la faune de vertébrés du Pléistocène la plus riche de Thaïlande. La faune mammalienne qui est décrite ici en détail, se compose d'au moins 18 espèces identifiées (12 genres), y compris un primate et des proboscidiens, rhinocéros, suidés, bovidés, cervidés et carnivores. Elle compte principalement des taxons encore représentés de nos jours, ainsi que quelques taxons globalement ou localement éteints. A partir des données paléomagnétiques et des comparaisons fauniques, l'âge de la faune de Khok Sung est estimé au Pléistocène Moyen tardif, vers 188000 ou 213000 ans. Par rapport aux autres faunes diversifiées du Pléistocène d'Asie du Sud Est, l'assemblage de Khok Sung est caractérisé par une association des taxons Stegodon-Ailuropoda, comparable en cela au site de Thum Wiman Nakin, ce qui supporte l'hypothèse selon laquelle le Nord Est de la Thaïlande était un corridor biogéographique appartenant à la route migratoire Sino-Malaise, entre la Chine du Sud et l'île de Java. L'analyse des isotopes stables du carbone à partir de l'émail des ongulés fossiles révèle la présence d'une partition de niches entre les méga-herbivores et au sein des cervidés. Les valeurs du d13C de l'émail suggèrent également que les ruminants ont consommé une grande quantité de plantes en C4, ce qui indique que les prairies à graminées étaient particulièrement répandues en Thaïlande à cette époque où les écosystèmes n'étaient pas encore soumis à l'influence anthropique. La mesure des isotopes stables de l'oxygène, obtenue par échantillonnage sérié de l'émail des dents de grands mammifères, et l'analyse du cénogramme de la localité de Khok Sung reflètent une importante variation saisonnière des précipitations et de la température, associée à des conditions climatiques relativement humides.

• Achevée le : 16 novembre 2015
• Doctorante : Tiphaine COILLOT
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD & Jean-Renaud BOISSERIE (PALEVOPRIM)

-------

Les équidés, groupe à grande répartition géographique et emblématique de la macroévolution, sont largement documentés. Leur taxonomie est pourtant très sujette à controverse résultant en de nombreuses synonymies, en général à cause d'un manque d'informations sur la valeur diagnosique des caractères. Les hipparions et Equus africains, représentés majoritairement par du matériel dentaire isolé, restent méconnus par rapport aux taxons nord-américains et eurasiatiques dont les spécimens sont souvent plus complets. Afin de déterminer le domaine de variation des caractères dentaires (variation ontogénétique, intra- et interspécifique, et prémolaires / molaires), une analyse de morphométrie géométrique combinée avec de l'imagerie 3D et/ou des mesures biométriques est testée pour la première fois sur les espèces actuelles d'Equus. Les résultats sont ensuite utilisés pour déterminer ou réviser le matériel fossile de sites à hominidés tchadiens (secteurs fossilifères datés à 7 Ma ; 5,4 Ma ; 4 Ma ; et 3,6 Ma) et éthiopiens (Formation de Shungura, continue de 3,6 Ma à 1,05 Ma et documentant la première apparition d'Equus en Afrique à 2,27 Ma). Une phylogénie basée sur une majorité de caractères dentaires est enfin testée, et sert de base pour discuter les relations phylogénétiques et la paléobiogéographie de ces taxons. Une étude morpho-fonctionnelle, qui sera ultérieurement couplée à d'autres analyses paléoécologiques, utilise les équidés (considérés généralement comme marqueurs de milieux ouverts mais pouvant présenter des régimes alimentaires variés) comme indicateurs des paléoenvironnements. L'étude des équidés est donc importante dans un cadre chronologique comprenant des changements fauniques et environnementaux notables, liés à l'émergence des hominidés.

• Achevée le : 25 mars 2015
• Doctorante : Gisèle MACHADO
• Directeurs de thèse : Olga OTERO (PALEVOPRIM), Paulo BRITO (UERJ, Brazil)

-------

Les Ionoscopiformes sont un ordre de poissons actinoptérygiens fossiles avec de larges distributions temporelle et géographique, connus depuis le Trias moyen jusqu’au Crétacé supérieur, en Europe, Afrique, Asie et Amérique du Nord et du Sud. Les Ionoscopiformes sont composes des deux familles Ophiopsidae et Ionoscopidae, représentées par des espèces variées dont certaines ont leur anatomie encore mal connue. Bien que les Ionoscopiformes soient considérés comme un groupe monophylétique, les espèces d’Ophiopsidae et de Ionoscopidae diffèrent par plusieurs caractères, dont le type d’écaille et la structure de l’ornementation des os dermiques. Les Ionoscopiformes sont placés dans le clade des Halecomorphi qui comptent trois ordres (Amiiformes, Parasemionontiformes et Ionoscopiformes) et plusieurs espèces incertae sedis (e.g., Heterolepidotus, Osteorachis, and Neorhombolepis). Les Halecomorphi sont considérés plus proches des Ginglymodi que des Teleostei, et avec ces premiers ils forment le clade Holostei. Certaines des espèces halécomorphes incertae sedis ont été précédemment associées aux Ionoscopiformes, notamment à la famille des Ophiopsidae. Plusieurs questions sur la composition des Ophiopsidae et la position des taxa associés ont récemment été rapportées dans la littérature, comme par exemple la position des genres Placidichthys, Heterolepidotus et Furo. On a suggéré pour le genre Heterolepidotus un placement dans la famille Ophiopsidae, notamment avec une position basale dans la famille, mais aussi comme appartenant à la famille Caturidae. Placidichthys a été récemment placé au sein des Macrosemiiformes et Furo muensteri dans la famille des Ophiopsidae. Considérant le besoin flagrant d’améliorer nos connaissances sur les espèces d’Ionoscopiformes et des taxons incertae sedis associés, ce présent travail expose une revue anatomique de ces taxons et des hypothèses quant à leur position phylogénétique au sein des Neopterygii. Sur cette base, plusieurs suggestions taxonomiques sont formulées. Les genres Ionoscopus, Ophiopsis et Heterolepidotus sont redéfinis, la définition des espèces nominales est revue et leur diagnose émendée. Quatre espèces du genre Ionoscopus sont considérées valides (I. pietraroiea, I. desori, I. cyprinoides, and I. elongatus), ainsi que six espèces d’Ophiopsis (O. procera, O. breviceps, O. dorsalis, O. lepersonnei, O. montsechensis, et O. lepturus), et seulement deux d’Heterolepidotus (H. rhombifer et H. serrulatus). Des cas de synonymie, de réversion, de nomen nudumet de nomen dubium ont aussi été relevés. L’hypothèse phylogénétique retenue ne retrouve pas les Ionoscopiformes comme un taxon monophylétique. Néanmoins, les familles Ionoscopidae et Ophiopsidae sont retrouvées au sein des Halecomorphi; on trouve aussi une relation étroite entre les Ionoscopidae et les Amiiformes, tandis que les Ophiopsidae sont plus proches de Furo et Heterolepidotus. Les relations internes au sein des Ionoscopidae et des Ophiopsidae restent non résolues, mais Placidichthys est retrouvé au sein des Ophiopsidae. La non-monophylie des Ionoscopiformes et les incertitudes sur la position des espèces proches des Ophiopsidae montre la nécessité de la révision d’autres taxons halécomorphes, tels que les Caturidae, ainsi que le besoin d’identifier de nouveaux caractères, tels ceux de l’histologie, afin d’améliorer la résolution et la robustesse des hypothèses sur les relations phylogénétiques de ces clades.

• Achevée le : 12 décembre 2014
• Doctorante : Salamet MAHBOUBI
• Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER & Mouloud BENAMMI (PALEVOPRIM)

-------

L’Afrique nord-occidentale, ou le Maghreb, occupe une position géographique toute particulière car bien que partie intégrante du continent africain, elle possède une façade septentrionale intégrée au domaine méditerranéen et un domaine méridional semi-désertique ou désertique. Dans un premier lieu, des études paléomagnétiques et biostratigraphiques basées sur la faune de rongeurs ont été effectuées sur des dépôts continentaux de deux bassins algériens (Tafna et El Eulma). L’étude magnétostratigraphique réalisée dans ce travail a permis de dater avec précision les différents gisements fossilifères et de les corréler avec les autres bassins néogènes d’Afrique du Nord. Dans la seconde partie, les nouvelles prospections paléontologiques dans le bassin d’Aït Kandoula au Maroc méridional ont amené à découvrir trois gisements fossilifères datés du Miocène terminal. Ces gisements ont livré une riche faune de micromammifères associés à des restes de grands mammifères. L’étude systématique des micromammifères et plus particulièrement des rongeurs des deux gisements AF12-1 et AF12-2 a permis d’identifier des taxons qui ont des affinités avec ceux d’Europe sud-occidentale. Ces deux nouveaux sites ont fourni de nouvelles indications quant aux échanges de faunes entre l’Afrique et l’Europe. Le genre Stephanomys est notamment signalé pour la première fois au Maroc. L’étude biochronologique couplée avec l’étude magnétostratigraphique a permis de bien dater ces gisements, apportant ainsi des indications fiables quant à la chronologie de différentes phases d’échanges fauniques entre l’Afrique nord-occidentale et l’Europe sud-occidentale. Les premiers échanges fauniques ont eu lieu 0,25 Ma avant la crise de salinité messinienne. En outre, certains taxons identifiés dans AF12-2 (Myocricetodon, Protatera, Atlantoxerus) se révèlent utiles comme indicateurs paléoenvironnementaux, attestant des conditions climatiques chaudes et sèches.

• Achevée le : 23 novembre 2013
• Doctorant : Dimitri NEAUX
• Directeurs de thèse : Stéphane DUCROCQ & Franck GUY (PALEVOPRIM)

-------

Ce travail de thèse porte sur l’intégration des structures craniofaciales au sein de la famille des hominidés. Au cours de l’évolution, une réduction du prognathisme et une diminution de la longueur de la face sont observées chez les taxons appartenant au rameau humaine. Cette réduction des structures faciales est associée à une base du crâne plus fléchie et à une mandibule plus gracile. L’objectif de ce travail est de définir le rôle joué par les changements basicrâniens et mandibulaires dans la mise en place de la face courte et droite des humains modernes. Dans ce contexte, les schémas d’intégration liant la face et les autres structures crâniennes (basicrâne et mandibule) ont été décrits et quantifiés dans ce mémoire. Ce travail a été effectué sur la base d’un échantillon de crânes incluant l’ensemble des genres d’hominidés actuels : les humains modernes, les chimpanzés, les gorilles et les orangs-outans. Les crânes ont été préalablement numérisés à l’aide d’un scanner médical. Les schémas d’intégration craniofaciaux ont alors été étudiés à l’aide d’outils statistiques et de méthodes d’analyses en morphométrie géométrique. Ce travail a permis de mettre en avant plusieurs mécanismes d’intégration craniofaciale, propres aux humains modernes. Ces schémas d’intégration spécifiques permettent d’expliquer en grande partie la mise en place de la face réduite des humains modernes. Ces résultats permettent donc d’éclairer les mécanismes d’évolution et de mise en place des structures faciales chez les hominidés et dans le rameau humain.

• Achevée le : 20 décembre 2013
• Doctorante : Jacqueline NTSAMA ATANGANA
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Emmanuel NDJENG, Mouloud BENAMMI (PALEVOPRIM), Joseph Victor HELL

-------

Les bassins sédimentaires d’Hamakoussou et du Mayo Oulo-Léré sont des bassins à sédiments continentaux. Ils se situent en territoire camerounais, dans le prolongement de la branche de Yola de direction Est-Ouest du Fossé de la Bénoué dont la mise en place est liée à l’ouverture de l’Atlantique Sud à partir de la dislocation du Gondwana. L’âge de ces bassins est basé sur des études biochronologiques les situant dans le Crétacé inférieur. La série sédimentaire est sensiblement la même dans les deux bassins, elle est constituée de dépôts fluviatiles à fluviolacustres montrant une alternance de grés, de siltite et d’argilite. Des prélèvements paléomagnétiques ont été effectués sur des niveaux fins situés dans la partie supérieure de la série sédimentaire de chaque section. Dans le bassin sédimentaire d’Hamakoussou, 50 échantillons sur 11 sites d’épaisseur égale à 69 m, ont été prélevés dans la localité de Djallou et 78 échantillons sur 20 sites d’une épaisseur de 511 m dans la localité d’Ourokessoum. Dans le bassin du Mayo Oulo-Léré, 116 échantillons sur 45 sites sur une épaisseur de 478 m ont été prélevés dans la localité de Tchontchi. La désaimantation progressive au champ alternatif et à la température de ces échantillons montre que les séries sédimentaires de ces bassins portent une aimantation primaire. Les directions d’aimantation ont permis de déceler une tectonique régionale marquée par un mouvement de rotation autour de l’axe vertical et un mouvement de translation des blocs. Les minéraux magnétiques porteurs de cette aimantation sont de faible, moyenne et de forte coercivité. Une séquence de trois polarités a été déterminée le long de chaque section du bassin d’Hamakoussou : une polarité inverse et deux polarités normales. Dans le bassin du Mayo Oulo-Léré, la section Mayo a livré deux polarités dont une normale et une, inverse. La séquence de polarités obtenue pour chaque coupe a été corrélée avec l’échelle de temps de polarités magnétiques. Les trois polarités des coupes du bassin d’Hamakoussou ont été corrélées avec les chrones M1 et M3 avec un âge compris entre 125 Ma et 128,11 Ma. La séquence d’inversions de la coupe du Mayo Oulo-Léré a été corrélée avec le chrone M1 avec un âge compris entre 125 Ma et 127,61 Ma. Le taux de sédimentation des dépôts du bassin d’Hamakoussou varie entre 5,5 cm/ma et 40,5 cm/ma et est de 38 cm/ma dans la section du Mayo Oulo-Léré.

• Achevée le : 26 novembre 2013
• Doctorant : Alexis LICHT
• Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM), Christian FRANCE-LANORD (ISTerre, Université de Grenoble)

-------

Les plus anciens anthropoïdes fossiles sont issus de plusieurs formations géologiques asiatiques de l’Eocène moyen à tardif (47 à 34 millions d’années), parmi lesquelles la formation de Pondaung (Birmanie) a délivré la faune la plus diverse. L’objectif de cette thèse est de reconstituer la paléogéographie, l’environnement et le climat de l’Eocène birman afin de mieux comprendre leur histoire évolutive. Dans un premier temps, l’évolution de la provenance du sédiment de Birmanie centrale a été étudiée par une approche alliant pétrographie, lithostratigraphie et géochimie isotopique. L’étude montre que la Birmanie centrale est restée à l’écart de tout apport sédimentaire himalayen et tibétain et formait, à l’Eocène, une bande côtière connectant l’avant-pays indien avec la région de la Sonde. Les paléoenvironnements de la formation de Pondaung ont ensuite été reconstitués par une approche combinant sédimentologie fluviale, pédologie et paléobotanique. Ces approches révèlent un paysage de marécages saisonniers, de forêts ripariennes et d’espaces ouverts, développés sous un climat tropical à forte saisonnalité. Les bois fossiles identifiés représentent différents écotones forestiers similaires à ceux des forêts de mousson actuelles. L’étude en isotope stable de gastéropodes fossiles et de dents de mammifères confirme un régime de précipitation semblable à la mousson moderne. Les paléoenvironnements de Pondaung contrastent avec l’idée d’épaisses forêts primaires comme habitat préférentiel des premiers anthropoïdes et lient leur biodiversité aux zones tropicales saisonnières, où les plus grosses espèces, comme les amphipithécidés, étaient particulièrement compétitives.

• Achevée le : 11 décembre 2012
• Doctorant : Antoine SOURON
• Directeurs de thèse :  Jean-Renaud BOISSERIE (PALEVOPRIM), Timothy D WHITE (University of California, Berkeley)

-------

La sous-famille des Suinae est largement répandue en Afrique au Plio-Pléistocène et a été abondamment utilisée pour corréler biochronologiquement les sites à hominidés en se basant sur l’évolution morphologique rapide des troisièmes molaires dans différentes lignées. À partir d’un échantillon important de suinés africains actuels, les schémas de variation morphologique crânio-mandibulaire et dentaire sont quantifiés par morphométrie géométrique. Ce référentiel actuel sert à estimer la variabilité morphologique dans le registre fossile. La révision de la paléobiodiversité du genre Kolpochoerus (le suiné plio-pléistocène le plus abondant) dans les bassins du Turkana et de l’Awash s’appuie sur l’étude anatomique et morphométrique de matériels publié et inédit découverts dans la basse vallée de l’Omo (formation de Shungura) et dans la vallée moyenne de l’Awash en Éthiopie. Une nouvelle espèce fossile est décrite, les trajectoires évolutives au sein de chaque espèce sont quantifiées, et les interprétations biostratigraphiques sont révisées. Les liens de parenté au sein du genre Kolpochoerus sont décrits grâce à l’analyse cladistique. L’étude de la paléoécologie des suinés africains est basée sur l’anatomie comparée et la biogéochimie des isotopes stables (carbone et oxygène). Les suinés fossiles présentent une gamme de taille importante, ainsi que des régimes alimentaires et des habitats variés. Les nouvelles connaissances acquises sur leur biodiversité, leur phylogénie, et leur écologie permettent de proposer une histoire paléobiogéographique des Suinae en Afrique.

• Achevée le : 6 décembre 2012
• Doctorante : Alice NOVELLO
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Doris BARBONI (CEREGE, Aix-en-Provence)

-------

Ce mémoire présente l’étude du signal phytolithique de sédiments mio-pliocènes du Tchad (Afrique Centrale) datés entre 7-2 Ma, et contemporains des Homininés anciens Sahelanthropus tchadensis et Australopithecus bahrelghazali. Une calibration de la relation plantes-phytolithes-sols pour l’Afrique tropicale subsaharienne actuelle a d’abord été réalisée pour apprécier la signature environnementale des phytolithes dans le registre fossile. L’analyse des assemblages phytolithiques de 98 espèces de graminées (Poaceae) a permis d’élaborer trois nouveaux indices phytolithiques à partir de 43 types propres aux Poaceae. Testés sur une base de 57 sols/sédiments modernes du Tchad, ces indices permettent de tracer les associations graminéennes aquatiques du Lac Tchad, les associations mésophytiques des milieux humides soudaniens, et les associations xérophytiques des milieux secs sahéliens. L’analyse des assemblages phytolithiques des sols/sédiments actuels considérés dans leur ensemble a permis d’évaluer le potentiel de ce proxy à caractériser la physionomie des formations soudano-sahéliennes modernes. La calibration a été appliquée à l’étude d’un enregistrement sédimentaire discontinu du Lac Tchad (6-2 Ma) (forage de Bol, 13°N/14°E) et à celle de 18 niveaux paléontologiques du Djourab (7-3.5 Ma) (16°N/17°E). Les résultats indiquent la présence de savanes intermédiaires à fermées et de zones de végétation aquatique dominantes à 7 Ma dans le Djourab, puis de savanes plus ouvertes et sèches à 3.5 Ma. Une phase de bas niveau lacustre est enregistrée entre 3.6-2.8 Ma à Bol, et un pic d’aridité à 3.2 Ma. Enfin, les résultats montrent l’existence de graminées en C4 au Tchad depuis 7 Ma.

• Achevée le : 26 octobre 2012
• Doctorante : Noémie HAMON
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Gilles RAMSTEIN (LSCE, Gif-sur-Yvette), Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM), Pierre SEPULCHRE (LSCE, Gif-sur-Yvette Cedex)

-------

Les hominoïdes (Grands Singes), actuellement représentés par l’Homme, le Chimpanzé, le Gorille, l’Orang-outan et les Gibbons, sont apparus il y a environ 25 millions d’années (Ma) en Afrique. Leur histoire évolutive a été marquée par différentes dispersions entre l’Afrique, l’Europe et l’Asie, qui ont été possibles grâce à l’expansion de leur habitat : la forêt subtropicale à tropicale. Le but du travail présenté ici est de comprendre les changements climatiques qui ont marqué le Miocène (23 à 5 Ma environ), et d’étudier leur impact sur l’évolution des hominoïdes. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’optimum climatique du Miocène moyen (environ 17-15 Ma), qui coïncide avec la première dispersion des hominoïdes hors d’Afrique, en particulier leur première occurrence dans le registre fossile européen. Nous avons ensuite étudié l’impact du retrait de la Paratéthys sur le climat et la végétation à l’échelle régionale grâce à un modèle atmosphérique zoomé. Dans un troisième temps, nous avons étudié la transition climatique du Miocène moyen (environ 14 Ma), période de fort refroidissement global et de croissance de la calotte de glace de l’Antarctique de l’Est. En particulier, nous avons testé l’impact de la fermeture du passage océanique de l’Est-Téthys sur la circulation océanique et le climat. Puis nous avons modélisé le climat et la végétation du Miocène supérieur (Tortonien, 11 à 7 Ma environ), et ainsi obtenu une série de simulations représentant l’évolution du climat au cours du Miocène.

• Achevée le : 18 novembre 2011
• Doctorante : Camille GROHÉ
• Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER & Cécile BLONDEL (PALEVOPRIM)

-------

Les Hyaenodontida et les Carnivora connaissent une diversité taxonomique et écologique importante au Paléogène et au Néogène respectivement. Ils sont également présents sur tous les continents et constituent donc un outil incontournable pour les études biogéographiques à l’échelle intra- et intercontinentale. Les périodes géologiques pour lesquels ils sont abondants coïncident avec l’émergence de nombreux ordres de mammifères actuels d’une part, et avec la diversification des formes de mammifères modernes d’autre part. L’étude systématique des Hyaenodontida de l’Eocène moyen du Dur At-Talah a permis de décrire la plus ancienne espèce d’Apterodontinae ainsi que plusieurs formes singulières de « Proviverrinae » Proviverra-like montrant des affinités morphologiques avec des espèces contemporaines européennes. L’analyse phylogénétique effectuée permet de proposer une proche-parenté des Apterodontinae avec les Hyainailourinae et soutient l’hypothèse d’une dispersion d’Afrique vers l’Europe du genre Apterodon à l’Oligocène inférieur. L’étude des Carnivora des bassins du Miocène moyen d’Asie du Sud-Est a révélé plusieurs nouvelles espèces d’Amphicyonidae, de Mustelidae, de Viverridae, d’Herpestidae et de Felidae. En prenant en compte la diversité des Carnivora du Miocène d’Asie du Sud-Est et celle connue dans le Miocène des Siwaliks, de Chine et du Japon, des études biogéographiques basées sur les indices de similarité des localités à Carnivora ont permis de confirmer l’existence de provinces sud-asiatique et chinoise au Miocène moyen, et des provinces Chine du Sud-Chine du Nord au Miocène supérieur, liée à l’évolution tectonique et climatique de l’Asie durant le Miocène.

• Achevée le : 10 décembre 2010
• Doctorant : Diogo DE MAYRINCK
• Directeurs de thèse : Paulo Marques MACHADO BRITO (UERJ, Brazil), Olga OTERO (PALEVOPRIM)

• Achevée le : 25 novembre 2010
• Doctorante : Pauline COSTER
• Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER & Mouloud BENAMMI (PALEVOPRIM)

-------

Au cours de ces dernières années, de nouvelles découvertes dans le Paléogène africain et le Néogène asiatique sont venues combler de nombreuses lacunes dans notre compréhension de l’histoire ancienne des primates. Ces découvertes ont amené de nouvelles problématiques concernant la chronologie et la paléobiogéographie de ce groupe. L’Asie et l’Afrique sont considérées comme des centres importants d’évolution et de diversification des primates au cours du Tertiaire mais les conditions paléoenvironnementales qui ont contraint les différenciations initiales au sein de ce groupe, les événements et les modalités de migration ainsi que la chronologie des échanges fauniques entre ces deux continents restent encore à élucider. L’établissement d’un cadre temporel, essentiel à la compréhension de l’histoire évolutive des faunes, s’est donc avéré nécessaire. Les études paléomagnétiques et biostratigraphiques effectuées sur de nombreuses séquences paléogènes en Afrique du Nord ont permis de corréler et de dater avec précision certains gisements de mammifères et d’apporter des éléments de réponse pour comprendre à quelle occasion les premiers anthropoïdes sont arrivés en Afrique, par quelle voie de dispersion et quelles étaient les modalités des différenciations initiales au sein de ce groupe. Le Miocène d’Asie du Sud a connu l’émergence de primates hominoïdes affiliés aux orangsoutangs. En Asie du Sud-Est, ce groupe est représenté par le genre Khoratpithecus, récemment décrit en Thaïlande et au Myanmar dans le Miocène moyen et le Miocène récent. Les études magnétostratigraphiques et biostratigraphiques des sites à Khoratpithecus ont apporté des indications fiables quant à la chronologie des différentes phases de divergences et la diversification initiale des hominoïdes, ainsi que des réponses sur leur histoire paléobiogéographique et les relations entre le climat et l’évolution vers les formes actuelles.

• Achevée le : 25 novembre 2010
• Doctorant : Thibaut BIENVENU
• Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Franck GUY (PALEVOPRIM)

-------

Le crâne fossile de Sahelanthropus tchadensis, dit Toumaï, a été découvert en 2001 à Toros-Menalla (Tchad). Il s’agit du plus ancien hominidé actuellement connu, daté de 7 Ma. Il est très proche, temporellement et phylogénétiquement, de la dichotomie entre les humains et les chimpanzés. A l’aide des techniques d’imagerie par rayonnement X synchrotron, la table osseuse interne fragmentée a été extraite virtuellement hors des sédiments qui remplissent le crâne. La surface endocrânienne a ensuite été rétrodéformée afin de corriger les distorsions post-mortems. Enfin, les lacunes ont été remplies, livrant ainsi le moulage endocrânien du plus ancien hominidé connu. Le moulage endocrânien de Toumaï offre un premier aperçu de la morphologie encéphalique pour le grade des hominidés du Miocène supérieur. Sa comparaison avec un échantillon de primates actuels et fossiles, par des méthodes de morphométrie traditionnelle et géométrique, a permis d’évaluer les caractères endocrâniens primitifs et dérivés de ce grade. La morphologie endocrânienne supposée du dernier ancêtre commun aux humains et aux chimpanzés diffère de celles des grands singes actuels sur plusieurs points, notamment l’allongement général plus important, la forme moins arrondie des lobes frontaux et la faible protubérance postérieure des lobes cérébelleux. Cela confirme que les grands singes actuels ne constituent pas de bons modèles pour reconstituer la morphologie primitive des hominidés. L’endocrâne de Toumaï présente une flexion basicrânienne importante et une forte projection postérieure des lobes occipitaux. Ces deux réorganisations structurales s’ajoutent à la liste des caractères crâniens en faveur d’une locomotion bipède. L’endocrâne de Toumaï ne montre pas de signe franc de réorganisation neurale.

• Achevée le : décembre 2009
• Doctorante : Soizic LE FUR
• Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Emmanuel FARA (Laboratoire Biogéosciences, Université de Bourgogne, Dijon)

-------

La connaissance des environnements passés représente un aspect fondamental dans la compréhension de l’histoire évolutive des êtres vivants. Ainsi, l’étude du(des) paléoenvironnement(s) associé(s) aux premiers hominidés permet de définir les contraintes environnementales dans lesquelles l’émergence de ce groupe s’est effectuée. L’objectif de ce travail était de reconstruire le(s) paléoenvironnement(s) associé(s) aux hominidés anciens : Sahelanthropus tchadensis (7 Ma, Toros-Menalla, Tchad), Orrorin tugenensis (6 Ma, Lukeino, Kenya) et Ardipithecus kadabba (5,77-5,54 Ma, Asa Koma, Ethiopie). Pour ce faire, l’étude de la structure faunique (structures taxinomique et écologique) des assemblages fossiles de mammifères associés à ces hominidés et d’autres assemblages africains du Miocène supérieur a été entreprise. Au préalable, il était indispensable de s’intéresser à la représentativité de ces assemblages fossiles par rapport à la/les communauté(s) dont ils sont issus. Ainsi, l’étude de la structure faunique des assemblages de Toros-Menalla a révélé qu’ils provenaient d’une même paléocommunauté, les variations fauniques observées d’un assemblage à l’autre étant probablement liées à des différences d’environnement de dépôt. Un modèle a également été proposé afin d’expliquer, par une sous-représentation des petites espèces, les différences observées entre les structures écologiques des faunes fossiles et celles des faunes modernes. Ces prérequis obtenus, l’analyse de la structure faunique a ensuite permis de reconstruire, à Lukeino et à Toros-Menalla, un mélange de zones arbustives et de zones boisées plus ouvertes. Asa Koma présenterait un environnement plus fermé, étant principalement constitué de formations arbustives. Cette dernière composante végétale semblait donc constituer un élément indispensable à la présence des hominidés anciens. Ces derniers étaient par ailleurs systématiquement associés à une combinaison de taxons (Orycteropus, Giraffa, Hystrix, Aepyceros et Deinotherium), absente des autres gisements africains contemporains.

• Achevée le : décembre 2009
• Doctorant : Edouard-Georges EMONET
• Directeurs de thèse : Jean-jacques JAEGER & Franck GUY (PALEVOPRIM), Paul TAFFOREAU (ESRF, European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble)

-------

La découverte d’hominoïdes fossiles en Thaïlande et au Myanmar a révélé de nouveaux épisodes de l’histoire évolutive du groupe. Ces fossiles ont été exhumés sur trois sites distincts, qui ont été caractérisés géologiquement et précisément datés : la mine de Chiang Muan, au Nord-Ouest de la Thaïlande, le plateau de Khorat, au Nord-Est de la Thaïlande, et la formation de l’ Irrawaddy, dans le bassin central birman. L’âge de ces sites est compris entre 8,8 et 13 Ma. La description des fossiles a permis leur attribution au genre Khoratpithecus, au sein duquel trois espèces ont été reconnues. Morphologiquement, Khoratpithecus présente des affinités claires pour le genre Pongo et, dans une moindre mesure, pour le genre Sivapithecus des Siwaliks. La morphologie des racines dentaires des hominoïdes a été étudiée grâce aux techniques d’imagerie numérique de la morphologie interne. Il est apparu que cette morphologie présentait une forte valeur taxonomique, et qu’elle était utilisable dans les analyses phylogénétiques. Une analyse morphométrique des couronnes dentaires, ainsi qu’une reconstitution virtuelle de fossiles déformés ou brisés, ont également été effectuées grâce aux techniques de microtomographie X. L’intégration des nouveaux fossiles et des nouvelles données dans les analyses phylogénétiques a confirmé la position de Khoratpithectus en groupe frère des orang-outangs. En revanche, le genre Lufengpithectus, classiquement attribué au clade Pongo, s’avère plus proche des Dryopithectus européens. Cette phylogénie renforce l’idée d’une migration d’ Ouest en Est, au sud de l’Himalaya, pour le clade Pongo, et une migration depuis l’Europe par le Nord de l’Himalaya pour le genre Lufengpithectus.

• Achevée le : décembre 2008
• Doctorant : Cyril CHARLES
• Directeurs de thèse : Laurent VIRIOT (IJFL, ENS Lyon), Vincent LAUDET (ENS Lyon)

-------

Au sein des mammifères, les dents constituent un modèle idéal pour étudier les mécanismes liant évolution et biologie du développement. De nombreux gènes impliqués dans le développement dentaire ont été identifiés chez la souris. Cependant, leur implication dans les processus d’évolution reste en grande partie à étudier. Le présent travail a pour objectif d’évaluer le rôle de certains gènes dans l’évolution des dents chez les mammifères, plus particulièrement chez les rongeurs Muroidea. Dans une première partie, des anomalies dentaires rapportées dans des populations naturelles de mammifères sont présentées et discutées en regard des modèles de développement dentaire. Ces anomalies permettent également de souligner les différentes tendances évolutives chez les euthériens. La deuxième partie de ce travail comprend une étude des phénotypes dentaires associés aux pertes de fonctions de deux gènes de la voie Eda (Eda, Edar). L’étude de ces mutants permet d’apporter de nouvelles informations sur le rôle de ces gènes au cours du développement. Les résultats montrent également que la voie Eda est potentiellement impliquée dans l’évolution des rongeurs, en particulier dans l’acquisition de la formule dentaire des Muroidea. Les comparaisons morphologiques entre les mutants de la voie Eda et des espèces actuelles indiquent également une implication possible de cette voie de signalisation pour la mise en place de la morphologie dentaire particulière de Rhynchomys (Muridae, Rodentia). Enfin, une étude préliminaire de la morphologie dentaire des souris avec des pertes de fonction du gène Fgf3 et de ses antagonistes, Sprouty2 et Sprouty4, indique une implication potentielle de ces gènes pour l’acquisition du plan dentaire murin ainsi que des similitudes avec des espèces de Muridae primitifs. L’ensemble des résultats indique donc que les gènes du développement sélectionnés pour ce travail sont potentiellement impliqués dans l’évolution des dents des rongeurs Muroidea.

• Achevée le : décembre 2008
• Doctorante : Aurélie PINTON
• Directeurs de thèse : Olga OTERO (PALEVOPRIM), Jean-François AGNESE (ISEM, Université de Monpellier), Didier PAUGY (BOREA, MNHN, Paris)

-------

Les découvertes récentes de faunes à hominidés dans le Mio-Pliocène d’Afrique de l’Ouest ont remis en cause le rôle de barrière joué par le rift Est-Africain et relancé le débat sur la paléobiogéographie africaine. Dans ce contexte, l’identification des barrières biogéographiques effectives à cette période est importante. L’une des contraintes à la dispersion des faunes est le réseau hydrographique. Cette thèse a pour objectif la reconstruction de la topologie de ce réseau durant le Néogène. Nous avons utilisé le genre de poisson-chat Synodontis (Mochokidae, Siluriformes) : la large répartition actuelle de Synodontis en Afrique, sa diversité importante, l’hétérogénéité des distributions de ses espèces actuelles, ainsi que son importante représentation dans le registre fossile sous-tendent une histoire complexe au sein du réseau hydrographique africain. Jusqu’à présent, l’identification des espèces de Synodontis était basée sur des caractères d’ anatomie molle. Nous avons établi un ensemble de caractères ostéologiques permettant la reconnaissance des d’espèces actuelles de Synodontis de la zone Nilo-Soudanaise. Cette étude anatomique a permis la reconnaissance des spécimens fossiles à un niveau spécifique dans le Mio-Pliocène d’Afrique (Tchad, Egypte, Tunisie, Uganda). Une phylogénie moléculaire est établie. Pour reconstruire l’histoire de Synodontis, nous avons combiné les approches anatomiques et moléculaires. L’évolution du groupe est structurée par la dorsale Centre Africaine et influencée par l’émergence du Rift. Nos résultats proposent une origine Congolaise de Synodontis dans l’Oligocène (~30 Ma). Subséquemment, des dispersions en zone Nilo-Soudanaise et Basse Guinée sont enregistrées. La phylogénie de Synodontis soutient l’existence d’un réseau hydrographique qui s’étend de l’Est à l’Ouest de l’Afrique, indépendant du Nil, et qui a fonctionné jusqu’à ~10 Ma. Au Miocène Supérieur, la distribution des espèces de Synodontis en zone Nilo-Soudanaise est plus hétérogène qu’ actuellement. Au Plio-Pléistocène, les échanges entre les bassins de la zone Nilo-Soudanaise s’intensifient, entraînant l’homogénéisation de l’ichtyofaune.

• Achevée le : décembre 2008
• Doctorant : Renaud LEBRUN
• Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM), Christoph ZOLLIKOFER (Department of Anthropology, Universität Zürich)

-------

Les récents progrès de la génétique du développement et de l’analyse du phénotype ont engendré un regain d’intérêt considérable pour l’étude de l’évolution du développement (evo-devo). Cette thèse présente une étude des relations entre ontogénèse et phylogénèse dans le sous-ordre des primates strepsirrhiniens. Ici, on s’intéresse au complexe cranio-mandibulaire, dont la croissance et le développement sont analysés à l’aide d’un ensemble d’outils dédiés de géométrie morphométrique. Une analyse comparative de l’ontogénie du crâne et de la mandibule est conduite sur un ensemble de dix espèces de strepsirrhiniens et de deux espèces d’haplorrhiniens. Les haplorrhiniens et les strepsirrhiniens diffèrent largement dans la direction, la position, et la longueur de leurs trajectoires ontogénétiques. Chez les lémuriens malgaches, il y a une plus grande diversité de direction, de position et de longueur des trajectoires ontogénétiques que chez les loriformes. De plus, on observe des différences importantes de grade allométrique parmi les espèces de lémuriens, et une plus faible variabilité au sein des loriformes. Une analyse comparative est conduite sur un échantillon de primates Eocènes adapiformes et de strepsirrhiniens actuels. Au sein des adapinés, une augmentation de taille via transposition allométrique caractérise la lignée des Leptadapis. Enfin, les adapiformes adapinés et notharctidés ont des trajectoires ontogénétiques plus longues en terme de quantité de changement de forme que les espèces de strepsirrhiniens actuels. Une tendance au raccourcicement des trajectoires ontogénétiques caractérise l’évolution des strepsirrhiniens. Ceci est lié à un contexte général d’augmentation de l’encéphalisation au cours de leur histoire évolutive.