Bibdoc 2024 - L’Éducation aux Médias et à l’Information face à l’intelligence...
Conference Biodiversite Escarguel
1. Climat, Environnement et Evolution de la
Biodiversité au cours des temps géologiques
Gilles Escarguel
Lab. « Paléoenvironnements & Paléobiosphère »
UMR-CNRS 5125, Université Lyon 1
Gilles.escarguel@univ-lyon1.fr
2. Quel(s) problème(s), quelle(s) question(s) ?
En permanence, des espèces apparaissent et disparaissent :
la durée de vie moyenne d’une espèce est de l’ordre de 1
à 10 M.a.
Très peu d’espèces présentent une aire de distribution
globale
Au cours des temps géologiques, des (100aines de) millions
d’espèces sont apparues, ont vécu, puis ont disparu
la biodiversité n’est pas uniformément distribuée sur Terre
- Comment les êtres vivant se distribuent-ils
dans le temps et dans l’espace ?
- Quels sont les paramètres et mécanismes de
contrôle de ces distributions ?
3. Quel(s) problème(s), quelle(s) question(s) ?
A un endroit donné (localité, région, continent, global),
comment la biodiversité évolue-t’elle au cours du temps ?
A un moment donné, comment la biodiversité se distribue-
t’elle géographiquement ?
Dans tous les cas, quel(s) facteur(s) détermine(nt)
ces variations spatiales et temporelles ?
Trois exemples à différents niveaux d’intégration
taxinomique, géographique et temporelle :
1.- Evolution de la biodiversité globale au cours du
Phanérozoïque
2.- Evolution de la biodiversité régionale au cours du temps
3.- Diversification d’un clade au cours du temps : l’exemple
des rongeurs
4. 1.- Evolution de la Biodiversité globale au cours du temps…
Diversité marine familiale durant le
Phanérozoïque (Erwin et al., 1987)
Nombre de Familles
1- Cambrien moy.
2- Ordovicien/Silurien
3- Frasnien/Famennien
4- Permien/Trias
5- Trias/Jurassique
*- Jurassique/Crétacé
6- Crétacé/Paléogène
Comment obtenir, analyser et interpréter de telles courbes ?
Avant toute chose…
5. 1.- Evolution de la Biodiversité globale au cours du temps…
Qu’est-ce que la biodiversité ?!...
Un inventaire d’espèces (p.ex., communautés de reproduction) coexistant
à un endroit (± vaste) et un moment (± long) donnés
Diversité taxinomique : nombre et abondance relative
des taxons (spécifique, générique, familiale…)
Diversité génétique : nombre, abondance relative et
variabilité des génomes
Diversité phylogénétique : nombre et abondance relative
de groupes évolutifs (clades) distincts
Diversité phénétique (disparité) : nombre et abondance
relative de types morphologiques distincts
Diversité fonctionnelle : nombre, intensité et complexité
des interactions entre populations
6. 1.- Evolution de la Biodiversité globale au cours du temps…
La biodiversité, ça se mesure !
…Car mesurer, c’est d’abord décrire, pour pouvoir ensuite comparer
Diversité taxinomique : richesse et équitabilité
(= distribution des abondances relatives) des taxons
Diversité génétique : nb. d’allèles par locus, nb. d’individus
polymorphiques, % de loci polymorphique par génome…
Diversité phylogénétique : D.T. intégrant le degré de
parenté entre les différents taxons (longueurs de branches)
Diversité phénétique (disparité) : degré de dispersion des
taxons au sein d’espaces biométrique multi-dimensionnels
Diversité fonctionnelle : richesse et équitabilité des
groupes fonctionnels
7. 1.- Evolution de la Biodiversité globale au cours du temps…
Biodiversité & Temps : mesure de taux d’évolution
Taux : quantité proportionnelle de changement par unité de temps
Temps
N
Nb.App.
Nb.Ext.
Zone 3
t3 -5 8 +2
Zone 2
-3 9 +6
t2
Zone 1
7 +4
-4
t1
8. 1.- Evolution de la Biodiversité globale au cours du temps…
Biodiversité & Temps : mesure de taux d’évolution
Taux : quantité proportionnelle de changement par unité de temps
Temps
Taux d’apparition :
N
Nb.App.
Nb.App.
Nb.Ext. RA = N × t
Zone 3
t3 -5 8 +2
Taux d’extinction :
Nb.Ext.
RE = N × t
Zone 2
-3 9 +6
t2 Taux de renouvellement :
RR = RA + RE
Diversification nette :
Zone 1
ΔR = RA - RE
-4 7 +4
t1
Volatilité :
V = │RA - RE│
9. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
10. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
1. Choisir un/des groupes 2. Soumettre le choix
(faune entière, phylums ou classes)
3. Copier-coller les
tableaux de résultats
dans un tableur
(ne pas oublier le remplace-
ment automatique des « . »
en « , »)
11. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
Stage : Etage de l’échelle géologique
Date : Age du début de l’Etage
X−FL
Etage X
X−bL
t
X−Ft
X−bt
q Lmy et p Lmy : taux d’extinction
et d’apparition par taxon et par
million d’années (Foote, 2000) :
⎛ ⎞
X − bt
q = − ln⎜
⎜ (X − bt) + (X − bL) ⎟ t
⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
X − bt
p = − ln⎜
⎜ (X − bt) + (X − Ft) ⎟ t
⎟
⎝ ⎠
12. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
1- Cambrien moy.
6000
2- Ordovicien/Silurien
3- Frasnien/Famennien
5000
4- Permien/Trias
Nombre de Genres
4000
5- Trias/Jurassique
6
*- Jurassique/Crétacé
3000
6- Crétacé/Paléogène
2 ?!!!
3 ?
*
2000
5
? 4 ?
1
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
Changements de diversité totale :
combinaison d’apparitions et d’extinctions
Séparation des signaux
13. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
Taux d'extinction par taxon et par million d'année
1- Camb. moy. ; 2- Ordo./Silur. ; 3- Fras./Famen. ; 4- Perm./Trias ;
1
5- Trias/Juras. ; *- Juras./Crét. ; 6- Crét./Paléog.
1
2
Ci
4 6
S/D
3
0,1
Ci/Cs 5 *
Ki/Ks
Pleist.
Taux
0,01
0,001
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
14. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
Taux d'apparition par taxon et par million d'années
1- Camb. moy. ; 2- Ordo./Silur. ; 3- Fras./Famen. ; 4- Perm./Trias ;
1
5- Trias/Juras. ; *- Juras./Crét. ; 6- Crét./Paléog.
1
Ci
4
2 S/D
3 Ki/Ks 6
0,1
Ci/Cs * Pleist.
5
Taux
0,01
0,001
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
15. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Librement accessible à : http://strata.geology.wisc.edu/jack/
1
0,7
0,6
Taux de Ci
0,5
2 4
D
0,4
6
renouvellement : 3
S/
* Ki/Ks
0,3
Ci/Cs 5 Pleist.
RR = p + q
0,2
0,1
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
1- Camb. moy. ; 2- Ordo./Silur. ; 3- Fras./Famen. ; 4- Perm./Trias
0,25
0,2
; 5- Trias/Juras. ; *- Juras./Crét. ; 6- Crét./Paléog.
Diversification
0,15
0,1
nette : 0,05
0
ΔR = p - q -0,05
-0,1
-0,15
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Différents cas de figures :
0,25
0,2
2≠3;2≠4;4≠5;4≈6
Volatilité : 0,15
V = │p - q│
0,1
0,05
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
16. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation entre les taux d’apparition et les taux d’extinction ?
Taux d'apparition et d'extinction par taxon et par million d'années
1
0,1
Taux
0,01
0,001
500 400 300 200 100 0
Temps (en Millions d'années)
Analyse de corrélation croisée : recherche du décalage
temporel entre taux d’apparition et d’extinction
maximisant la corrélation entre les deux séries
17. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation entre les taux d’apparition et les taux d’extinction ?
Décalage de +2 étages
[qE ; pE+2]
0,72
Corrélation entre p et q
0,6
0,48
0,36
0,24
0,12
0
-0,12
-0,24
-32 -24 -16 -8 0 8 16 24 32
Décalage (en nombre d’étages) entre p et q
Analyse de corrélation croisée : recherche du décalage
temporel entre taux d’apparition et d’extinction
maximisant la corrélation entre les deux séries
18. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation entre les taux d’apparition et les taux d’extinction ?
1
Délai de 5-10 M.a. entre une phase d’extinction
Taux d'apparition 2 étages après
et sa phase de re-diversification consécutive
0,1
R² ≈ 55%
0,01
0,001 0,01 0,1 1
Taux d'extinction pour un étage
Corrélation maximale des taux d’apparition (p) et d’extinction (q)
[qE ; pE+2]
pour un décalage de +2 étages
19. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Quel(s) modèle(s) de diversification ?
Linéaire Exponentiel
Diversité
Diversité
Diversité
(+) (×)
Logistique
(×)
Temps Temps Temps
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
?
6000
5000
Nombre de Genres
4000
C/O P/T
3000
2000
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
20. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Quel(s) modèle(s) de diversification ?
Linéaire Exponentiel
Diversité
Diversité
Diversité
(+) (×)
Logistique
(×)
Temps Temps Temps
?
Diversité familiale marine totale
Nombre de Familles
21. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Quel(s) modèle(s) de diversification ?
Oui mais…
Données génériques standardisées à 16,200
spécimens par intervalle temporel 6
2 *
3
5
4
1
Alroy et al.,
2008
22. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation Biodiversité – Climat – Environnement
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
Nombre de Genres
6000
5000
6
4000
2 3
5 *
3000
1 4
2000
http://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_climat
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
δ180 Températures
3
-3 4 ~25°c
1
6
*
5
0 ~17°c
2
~10°c
3
500 400 300 200 100 0 M.a.
23. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation Biodiversité – Climat – Environnement
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
Nombre de Genres
6000
5000
6
4000
2 3
5 *
3000
1 4
2000
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
Pression partielle en CO2
25 2
1
20
× CO2 actuel
3
15
10 5
Berner, 1998
*
4
6
5
1
500 400 300 200 100 0 M.a.
24. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation Biodiversité – Climat – Environnement
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
Nombre de Genres
6000
5000
6
4000
2 3
5 *
3000
1 4
2000
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
2
Niveau marin relatif
1
400
Niveau marin (m)
Hallam, 1984 ; Hallam, 1989
3
300 6
200 *
5
4
100
0
-100
500 400 300 200 100 0 M.a.
25. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation Biodiversité – Climat – Environnement
http://www.morien-institute.org/impact_craters.html
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
Nombre de Genres
6000
5000
6
4000
2 3
5 *
3000
1 4
2000
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
Impacts météoritiques (Diam. > 20km)
3
2
1 5 6
4 *
** * * * ** **** * *** *
*
Courtillot & Renne, 2003
500 400 300 200 100 0 M.a.
Trapps volcaniques (Vol. > 106 km3)
Wignall, 2001
3
2
1 5 6
4 *
* ** * ***
** **
500 400 300 200 100 0 M.a.
26. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation Biodiversité – Climat – Environnement
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
Nombre de Genres
6000
5000
6
4000
2 3
5 *
3000
1 4
2000
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
Cause(s) des Crises d’extinction majeures ?
1- Cambrien moy. : glaciation & chute p.p. O2 (?)
2- Ordovicien/Silurien : glaciation & chute du niveau marin
3- Frasnien/Famennien : traps & glaciation & impact météoritique (?)
4- Permien/Trias : traps de Sibérie & super-continentalisation (+glaciation?)
5- Trias/Jurassique : traps CAMP (Atlantique) & impact météoritique (?)
*- Jurassique/Crétacé : chute du niveau marin (?) & glaciation (?) & impact (?)
6- Crétacé/Paléogène : traps du Deccan & impact météoritique
27. Application à partir de la base de données de J.J. Sepkoski Jr. (2002)
Relation Biodiversité – Climat – Environnement
Diversité générique marine totale (27,818 genres analysés)
Nombre de Genres
6000
5000
6
4000
2 3
5 *
3000
1 4
2000
1000
0
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Temps (en Millions d'années)
… Et donc ???
Pas de « règle générale » évidente, tant pour la courbe
globale que pour les phases d’extinctions massives
(~60% de la variation totale)
Niveau d’analyse écologiquement non-fonctionnel…
28. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Biodiversité & Géographie : du local au global
Diversité α
(locale)
Divesité γ
(régionale)
Whittaker, 1977
Diversité ε
(continent, océan)
Diversité globale
29. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Biodiversité & Géographie : du local au global
D’une diversité à l’autre : les diversités β et δ
α1 α2 α3 γ1 γ2 γ3
γ ε
α4 α5 α6 γ4 γ5 γ6
max(α i ) ≤ γ ≤ ∑ α i max(γ i ) ≤ ε ≤ ∑ γ i
Whittaker, 1977
γ =α + β ε = γ +δ
β et δ : hétérogénéité des assemblages locaux et régionaux
30. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Régions naturelles (< ~10,000 km2) fossilifères
couvrant > 15 M.a. d’évolution des Mammifères
40-22 M.a.
*
* (Quercy)
65-30 M.a.
*
22-2 M.a.
(Wyoming) (Espagne centrale)
*
30-5 M.a.
(Riversleigh)
31. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
La région naturelle du Quercy (S.O. Massif Central)
http://www.quercy.net/geologie/images/carte_geolo.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Satellite_image_of_France_in_August_2002.jpg
32. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Les Phosphorites du Quercy :
~150 localités fossilifères connues couvrant
~18 millions d’années sur une surface de ~7000 km2
Paléo-karst exploité de 1867 à 1907
Jusqu’à 30,000 tonnes de phosphorites / an
Premiers fossiles identifiés dès ~1870
Duranthon & Ripoll, 2006
Raynal-St Antonin (1872)
33. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Les Phosphorites du Quercy :
~150 localités fossilifères connues couvrant
~18 millions d’années sur une surface de ~7000 km2
27
Nombre de Localités
15
10
5
Intervalle étudié
Inf. moyen supérieur inférieur supérieur inférieur
EOCENE OLIGOCENE MIOCENE
-48 -39 -33.7 -23 M.a.
34. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
BUT : étudier les peuplements de mammifères et leur
renouvellement aux échelles locale (quelques km2) et
régionale (qq milliers de km2)
Base de données des présences de 331 lignées de mammifères dans ~150
localités réparties dans 18 intervalles successifs de ~1 million d’années
Tableau de
données par
intervalle
temporel
(20 colonnes ×
331 lignes)
Escarguel & Legendre, 2006
Escarguel et al., 2008
35. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
BUT : étudier les peuplements de mammifères et leur
renouvellement aux échelles locale (quelques km2) et
régionale (qq milliers de km2)
Base de données des présences de 331 lignées de mammifères dans ~150
localités réparties dans 18 intervalles successifs de ~1 million d’années
A l’échelle de chaque localité :
Analyse des Cénogrammes
Cénogramme = graphique de distribution
pondérale d’une communauté
36. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Poids (g)
Cénogramme de la
10 000 000
Plaine du Rwindi-Rutshuru
Eléphant
(Zaïre)
Hippopotame
1 000 000
250 kg
250 kg
100 000
Gazelle
10 kg 10 000
1 000
500 g
500 g
souris
100
musaraigne
10
12.5 g
1
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Rang de l’Espèce
Legendre, 1986 ; Legendre, 1989
37. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Un cénogramme dépend du climat et de l’environnement
: 250 kg
Climat aride Climat humide
: 500 g
Legendre, 1986 ; Legendre, 1989 ; Escarguel et al., 2008
Environ.
ouvert
Environ.
fermé
fermeture ⇒ espèces grandes et très grandes & gap
humidité ⇒ nombre d’espèces >5 kg & gap
température ⇒ nombre total d’espèces, notamment <500 g
38. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
R²>95%
Log(Poids)
Climat tempéré
Log(Surface M1) -27
Forêt décidue
??
OLIGOCENE
Climat aride à semi-aride
Poids (g) -30
Savane ± arborée
1 000 000
100 000
10 000 -33,7
Climat tempéré humide
1 000
Forêt décidue
ÉOCENE
100
10
Climat chaud & humide
1 Forêt tropicale
-39
Rang de l’Espèce
10 20 30 40
Legendre, 1989 ; Escarguel et al., 2008
39. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Les cénogrammes enregistrent
Limite l’évolution du climat global
Eocène/Oligocène :
froid chaud
Evènement global
majeur
-27
Calotte glaciaire
antartique
OLIGOCENE
Poids (g) -30
1 000 000
100 000
10 000 -33,7
1 000
ÉOCENE
100
10
1
-39
Zachos et al.,
Rang de l’Espèce
2001
10 20 30 40
Legendre, 1989 ; Escarguel et al., 2008 -4 0 +4°c
40. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
BUT : étudier les peuplements de mammifères et leur
renouvellement aux échelles locale (quelques km2) et
régionale (qq milliers de km2)
A l’échelle régionale :
150
Richesse totale estimée
Nb. lignées
(Chao-2, avec I.C. à 95%)
100
Richesse échantillonnée
50
Longévité
Escarguel et al., 2008
moyenne d’une
0
Eocène Oligocène Mio.
lignée : 2.5 m.a.
40 33.7 23 22 M.a.
Estimer le nombre d’espèces non encore découvertes ???!!!
41. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Estimation de la richesse totale à partir de M échantillons
Q1 Q2
Nombre d’espèces
Echantillonnage aléatoire
distribution binomiale tronquée
Nombre de
Localités
3 5 7 9 11 14 17
1
⎛Q ⎞ 2
= N obs + ⎜ ⎟
1
Estimateur de Chao - 2 : N est ⎜ 2Q ⎟
⎝ 2⎠
42. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Comparaison des richesses α et γ :
150
Nb. lignées
100
Richesse γ totale estimée
(Chao-2, avec I.C. à 95%)
β Richesse α moyenne
50
0
Eocène Oligocène Mio.
Escarguel et al., 2008
40 33.7 23 22 Myr
β
Température & ouverture
43. 2.- Evolution de la Biodiversité régionale au cours du temps…
Comparaison des richesses α et γ :
Au sein d’une région climatiquement homogène, la diversité
(sensu richesse spécifique) locale (α) apparaît directement
contrôlée par les fluctuations de l’environnement
La diversité régionale (γ) ne réagit pas de la même façon
(ici, faible dépendance apparente aux fluctuations de
l’environnement)
Cette différence implique de fortes fluctuations de
l’hétérogénéité taxinomique entre localités (diversité β)
- Qu’en est-il des autres types de diversité
(phylogénétique, phénétique, fonctionnelle…) ?
- Les différents clades de mammifères réagissent-ils
tous de la même façon ?
44. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Benton, 1993 – The Fossil Record 2
http://www.fossilrecord.net/fossilrecord/index.html
Reptiles
Mammifères
Chondrichtyens
Oiseaux
Ostéichtyens
Amphibiens
Acanthodiens
Diversification Agnathes
Placo.
50 Familles
cénozoïque des
Mammifères
placentaires « Phylogénie » des vertébrés
45. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Phylogénie des Mammifères Placentaires
0 Plio-Quat.
Miocène
Oligocène
Eocène
50
Paléocène
Crétacé
100
Sinodelphis
Eomaia
140
48. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Phylogénie familiale des rongeurs (d’après Hartenberger, 1998 modifié)
Radiation
initiale
49. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
crâne
vertèbres
Qu’est-ce qu’un
rongeur ?!
humérus
tibia
radius
fibula
= péroné ulna = cubitus
Un placentaire
« généraliste »
au squelette
post-crânien
primitif
50. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
crâne
vertèbres
Qu’est-ce qu’un
rongeur ?!
humérus
tibia
radius
fibula
= péroné ulna = cubitus
Un placentaire
au crâne et à
la dentition
Diastème hautement
Une
spécialisés
seul paire
Un « bloc
d’incisives
molaire » compact
51. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une formule dentaire unique
Qu’est-ce qu’un M P C I
rongeur ?! Maxil. Pré-max.
Dentaire
1/1 I, 0/0 C, 2/1 P, 3/3 M
Déciduale avortée Déciduale Définitive
Un placentaire
au crâne et à
la dentition
Diastème hautement
Une
spécialisés
seul paire
Un « bloc
d’incisives
molaire » compact
52. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Les rongeurs aujourd’hui :
2277 espèces (45% des placentaires) répartis dans 32 familles
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire
Régime alimentaire & morphologie dentaire
Mode de déplacement & milieu de vie
Taille corporelle
Micromys minutus (4g) Hydrochoerus hydrochoeris (70kg)
Rat des moissons Capybara
53. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire :
Crâne protrogomorphe (exemple : castor de montagne)
Orbites
Foramen
infra-orbitaire
http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/topics/mammal_anatomy/rodent_jaws.html
54. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire :
Crâne sciuromorphe (exemple : écureuil)
Orbites
Plaques
zygomatiques
Foramen
infra-orbitaire
http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/topics/mammal_anatomy/rodent_jaws.html
55. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire :
Crâne myomorphe (exemple : rat et souris)
Orbites
Plaques
zygomatiques
Foramen
infra-orbitaire
http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/topics/mammal_anatomy/rodent_jaws.html
56. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire :
Crâne hystricomorphe (exemple : cochon d’inde)
Orbites
Foramen
infra-orbitaire
http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/topics/mammal_anatomy/rodent_jaws.html
57. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire :
Mandibule sciurognathe (ex. : écureuil)
Mandibule hystricognathe
(ex. : cochon d’inde)
http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/topics/mammal_anatomy/rodent_jaws.html
58. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Morphologie crânienne & mandibulaire :
Ctenodacty-
Aplodontidae Sciuridae Gliridae Murida lomorpha Phiomorpha Caviomorpha
myomorphie
hystricognathie
sciuromorphie
hystricomorphie
protrogomorphie
RODENTIA
& sciurognathie
59. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Régime alimentaire & morphologie dentaire :
Granivore Frugivore Folivores Herbivores
Dipodomys spp. Rattus rattus Chinchilla brevicauda Hydrochoerus hydrochoeris
(Dipodidae) (Muridae) (Chinchillidae) (Caviidae)
Insectivore Carnivore Omnivore
Onychomys leucogaster Hydromys chrysogaster Sciurus vulgaris
(Sigmodontinae) (Muridae) (Sciuridae)
60. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Régime alimentaire & morphologie dentaire :
Bunodonte Buno-
Lophodonte
lophodonte
1mm Tribosphenomys
Sciurus Rattus Chinchilla
Loxodonte
Lophodonte hypsodonte
Etc.!!!...
61. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Mode de déplacement & Milieu de vie : Jaculus jaculus
(Dipodidae)
Sciurus variegatoides Myocastor coypus
(Sciuridae) (Echimyidae)
Heterocephalus glaber
(Bathyergidae)
Petaurista spp. Spermophilus beecheyi
(Pteromyini) (Marmotini)
62. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
Une diversification à tous les niveaux :
Taille corporelle :
Micromys minutus Hydrochoerus hydrochoeris
4g 70 kg
1:17.500
600 kg ~1T
1:170.000 1:250.000
Caviomorphes
(Amérique du Sud)
Josephoartigasia monesi
Phoberomys pattersoni
63. 3.- Diversification d’un clade au cours du temps…
L’histoire étonnante des Caviomorphes !!!
Les rongeurs et primates sud-américains
dérivent d’espèces africaines, il y a ~35 M.a.
http://www.scotese.com/sitemap.htm
Arrivés par radeau(x) trans-atlantique ???
65. Où trouver quoi ?!...
Jeu de données :
Jeu de données « métazoaires marins phanérozoïques » (niveau générique ; Sepkoski,
2002) : librement accessible à http://strata.geology.wisc.edu/jack/
Jeu de données phanérozoïque (niveau familial ; Benton, 1993) : librement accessible à
http://www.fossilrecord.net/fossilrecord/index.html
Jeu de données « mammifères mésozoïques & cénozoïques » (niveau générique ;
McKenna & Bell, 1997) : disponible sur demande à : Gilles.escarguel (_at_) univ-lyon1.fr
Jeu de données « mammifères paléogènes du Quercy » (niveau spécifique ; Escarguel &
Legendre, 2006 ; Legendre et al., 2006 ; Escarguel et al., 2008) : disponible sur demande à :
Gilles.escarguel (_at_) univ-lyon1.fr
Sites (très) utiles :
Phylogénies du monde vivant : http://tolweb.org/tree/
Illustrations du monde animal : http://animaldiversity.ummz.umich.edu
Inventaires des Mammifères actuels : http://www.bucknell.edu/msw3/
Caractéristiques & causes des principales crises d’extinction massives :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Extinction_massive
http://park.org/Canada/Museum/extinction/extincmenu.html
66. Références citées :
Alroy J. et al. (2008). Phanerozoic trends in the global diversity of marine invertebrates. Science, 321: 97-100.
Benton M.J. (1993). The Fossil Record 2. Chapman & Hall, London: 864 p.
Berner R.A. (1998). The carbon cycle and CO2 over Phanerozoic time: the role of land plants. Philosophical Transaction of the Royal Society,
London, B, 353: 75-82.
Courtillot V.E. & Renne P.R. (2003). On the ages of flood basalt events. Compte-Rendu Geoscience, 335: 113-140.
Duranthon F. & Ripoll F. (2006). Documents photographiques inédits d’Eugène Trutat sur l’exploitation des phosphorites du Quercy.
Strata, sér. 1, 13: 37-49.
Erwin D.H., Valentine J.W. & Sepkoski J.J. Jr. (1987). A comparative study of diversification events: the early Paleozoic vs. the Mesozoic.
Evolution, 37: 1177-1186.
Escarguel G. & Legendre S. (2006). New methods for analysing deep-time meta-community dynamics and their application to the
Paleogene mammals from the Quercy and Limagne area (Massif Central, France). Strata, sér. 1, 13: 245-273.
Escarguel G., Legendre S. & Sigé B. (2008). Unearthing deep-time biodiversity changes: The Palaeogene mammalian metacommunity of the
Quercy and Limagne area (Massif Central, France). Compte-Rendu Geoscience, 340: 602-614.
Foote M. (2000). Origination and extinction components of taxonomic diversity: Paleozoic and post-Paleozoic dynamics. Paleobiology, 26:
578-605.
Hallam A. (1984). Pre-Quaternary sea-level changes. Annual Review of Earth & Planetary Sciences, 12: 205-243.
Hallam A. (1989). The case for sea-level change as a dominant causal factor in mass extinction of marine invertebrates. Philosophical
Transaction of the Royal Society, London, B, 325: 437-455.
Hartenberger J.-L. (1998). Description de la radiation des Rodentia (Mammalia) du Paléocène supérieur au Miocène; incidences
phylogénétiques. Compte-Rendu à l’Académie des Sciences, Paris, Sciences de la Terre et des Planètes, 326: 439-444.
Legendre S. (1986). Analysis of mammalian communities from the Late Eocene and Oligocene of southern France. Palaeovertebrata, 16: 191-
212.
Legendre S. (1989). Les communautés de mammifères du Paléogène (Eocène supérieur et Oligocène) d’Europe occidentale : structures,
milieux et évolution. Münchner Geowiss. Abh., A 16: 1-110.
McKenna M.C. & Bell S.K. (1997). Classification of Mammals above the Species level. Columbia University Press, New York: 931 p.
Sepkoski J.J. Jr. (2002). A compendium of fossil marine animal genera. Bulletins of American Paleontology, 363: 563 p.
Whittaker R.H. (1977). Evolution of species diversity in land communities. In: Hecht M.K., Steere W.C. & Wallace B. (édits.), Evolutionary
Biology, 10: 1-67.
Wignall P.B. (2001). Large igneous provinces and mass extinctions. Earth-Science Reviews, 53: 1-33.
Zachos J. et al. (2001). Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present. Science, 292: 686-693.