Anatomie comparée et fonctionnelle de l’hoazin (Opisthocomus hoazín)

par Fanny Pagès

Thèse de doctorat en Anatomie fonctionnelle

Sous la direction de Anick Abourachid et de Anne-Claire Fabre.

Le président du jury était Anthony Herrel.

Le jury était composé de Anick Abourachid, Anne-Claire Fabre, Anthony Herrel, Jesus Marugan-Lobon, Philipp Heeb, Dominique Adriaens, Ryan Felice.

Les rapporteurs étaient Jesus Marugan-Lobon, Philipp Heeb.


  • Résumé

    L’hoazin (Opisthocomus hoazin, Muller 1776) est l'unique espèce vivante des Opisthocomiformes. L’hoazin est une espèce d'oiseau des plus étranges en termes d'apparence, de traits d’histoire de vie, de spécialisations morphologiques et de physiologie. Les hoazins juvéniles ont des capacités exceptionnelles de nage et d’escalade grâce à des griffes fonctionnelles sur leurs ailes. C'est aussi le seul oiseau folivore à fermentation pré-gastrique, comme les ruminants, avec un jabot hypertrophié en guise de chambre de fermentation. Ce régime alimentaire a un impact important sur la forme de ses os, comme par exemple une carène réduite et un sternum entièrement fusionné à la fourchette et aux coracoïdes afin de laisser de l’espace au jabot. Plusieurs auteurs ont corrélé ces modifications morphologiques à des implications fonctionnelles telles que la réduction de la capacité de vol. Depuis les premières descriptions partielles du début du 20ème siècle, son anatomie complète reste peu connue. L’utilisation de récentes techniques 3D nous a permis d’avoir accès à des parties de son anatomie qui peuvent être difficile à décrire en dissection classique. Ainsi, une monographie complète de son squelette a été réalisée avec des inférences fonctionnelles liées et la mise en évidence de caractères uniquement présents chez l’hoazin a été rendue possible. Il semble que la ceinture scapulaire de l’hoazin concentre de nombreuses particularités morphologiques et nécessite des analyses comparatives plus poussées. En utilisant des techniques 3D, des méthodes morphométrie géométrique et des spécimens de collection, nous avons étudié quantitativement l'évolution des changements de la morphologie de la ceinture scapulaire des oiseaux. Néanmoins, l'impact possible des effets de préparation sur la forme des os de la collection ostéologique doit être quantifié. En effet, plusieurs auteurs ont décrit les effets des processus de préparation sur les formes des os. Ainsi, ce travail a permis d’évaluer l’impact du processus de préparation ostéologique sur la forme de chaque os de la ceinture scapulaire en utilisant des jeux de données intra et interspécifiques d’oiseaux. Les effets de la préparation peuvent être estimés en utilisant l'apparence de l'os. Cet indicateur a été utilisé pour collecter des spécimens supplémentaires en vue d'analyses comparatives sur la ceinture scapulaire des oiseaux.La littérature sur l’hoazin fait référence à un oiseau au vol non agile en lien avec la modification de la forme de son sternum, laissant peu d'espace pour les insertions musculaires utiles au vol. Mais cette hypothèse n'a jamais été testée. Grâce à un ensemble de données comparatives composé de cinquante-huit espèces avec un comportement locomoteur documenté, des différences de forme pour chaque os de la ceinture scapulaire en fonction du type de vol ont été testées. Le sternum, les coracoïdes, les scapulas et surtout les humérus semblent avoir des formes très différentes selon le type de vol. Les tests d'assignation effectués sur l’hoazin montrent que presque toutes ses formes d’os correspondent aux oiseaux planeurs, à l'exception de la scapula. Il semble que la forme unique du sternum de l’hoazin ne soit pas la seule responsable de ses faibles capacités de vol rapportées dans la littérature. De plus, ces études comparatives ont été complétées par une description anatomique et comparative d'une série de développement d’hoazins. Cette analyse nous a permis d’identifier que la forme du sternum est déterminée dès le début du développement. En revanche, la fusion complète du complexe du sternum s’observe uniquement chez les juvéniles tardifs. L'utilisation d'un ensemble de données comparatives et de méthodes de morphométrie géométrique 3D nous a permis de générer de nouvelles informations quantitatives sur la morphologie de l’hoazin. Ce travail de thèse apporte une réponse préliminaire au rôle de la forme du sternum et de sa carène dans la réduction de ses capacités de vol.

  • Titre traduit

    Compared and functional morphology of the hoatzin (Opisthocomus hoazin)


  • Résumé

    The hoatzin (Opisthocomus hoazin, Muller, 1776) is the unique extant species of the Opisthocomiformes. It is unquestionably among the most bizarre and enigmatic bird species in terms of its appearance, life history, morphological specializations and physiology. The hoatzin juveniles have exceptional swimming and climbing abilities thanks to fully functional claws on the wing. It is moreover the only folivorous bird with a pre-gastric fermentation, as found in mammals, with a hypertrophied crop. This dietary specialization has an important impact on its bone shape, such as a reduced carina and a sternum fused to the furcula and to the coracoids. Several authors linked these morphological changes to functional implications such as reduced flight abilities. Since the first partial descriptions in the early 20th, the whole skeleton of the hoatzin has not been described to date. Its anatomy remains consequently only partially known. Taking advantage of the recent 3D techniques allowing us to get access to part of the anatomy that can be difficult to describe based on classic dissections, a complete monography on the skeletal anatomy was realized. After the description of the whole skeleton and functional inferences, highlighting the unique characters of the hoatzin compared to other birds became possible by means of previously published comparative data on skeletal anatomy in birds. It appears that the scapular girdle of the hoatzin has a lot of morphological particularities and thus needs further comparative analyses. Using 3D techniques, geometric morphometric methods and collection specimens, we quantitatively investigated evolutionary changes in the morphology of the scapular girdle of birds. Nevertheless, before working on a large comparative dataset of the scapular bones, the possible impact of preparation effects on the shape of bones from osteological collection should be quantified. Indeed, several authors have described the effect of preparation processes on bones. This study allowed us to assess the impact of bones preparation process on the shape of each bone of the scapula girdle using both intra- and inter-specific datasets of birds. Our results have shown that preparation effects can be well estimated using the appearance of the bone and this proxy was used to collect data for further comparative analyses on the scapular girdle of birds.Literature of the hoatzin refers to it as a poor flier with non-agile flight because of its sternum shape modification providing only a small area for insertion of the flight muscles. But this hypothesis of a direct link between modified sternum shape and flight capacity has never been tested. Using a comparative dataset composed of fifty-eight species for which the locomotor behavior is well known, shape differences for each bone of the scapular girdle depending on flight type were tested. Sternum, coracoids, scapulae and mainly the humeri have significantly different shapes depending on flight type. These results were used to infer the flight type of the hoatzin based on the shape of its scapular bones. Assignation tests performed on scapular bone shapes of the hoatzin showed that nearly all its bones are classified among gliding species, except for the scapula. It appears that the unique sternum shape of the hoatzin is not the sole reason for its poor flying abilities. Moreover, these comparative studies were supplemented with an anatomical and comparative description of a developmental series of hoatzin specimens. This developmental analysis allowed us to determine that sternum shape is determined in the early development whereas the complete fusion of the sternum complex happens in later in juveniles. The use of a comparative dataset and 3D geometric morphometric methods allowed us to generate quantitative data on the morphological specificities of the hoatzin. This work provides a preliminary answer to the role of its sternum shape and reduced carina in its flight abilities.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Muséum national d'histoire naturelle. Bibliothèque électronique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.