Les crocodiles sont-ils devenus secondairement ectothermes ? : étude paléohistologique

Did crocodiles become secondarily ectothermic ? : a paleohistological approach

• Auteur / Autrice : Lucas Legendre
• Direction : Jorge Cubo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Paléontologie
• Date : Soutenance le 23/09/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Janvier, Kevin Padian, Yves Desdevises, Alexandra Houssaye, Francisco Ortega, Romain Amiot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paléontologie

anatomie et histologie

Crocodiles

Métabolisme

Archosauriens

Mots clés libres

Archosaure

Histologie osseuse

Caractères quantitatifs

Paléontologie des vertébrés

Modèle prédictif

Méthodes phylogénétiques comparatives

Bone histology

Archosaur

Résumé

Les archosaures sont un clade de vertébrés comprenant les oiseaux, les crocodiliens, ainsi que de nombreux groupes fossiles. Ce groupe fait depuis plusieurs décennies l'objet d'un important débat parmi les paléontologues quant à l'évolution du thermométabolisme au sein de ses différentes lignées. L'hypothèse classique considère que seuls les oiseaux modernes sont endothermes, tandis que tous les autres archosaures sont ectothermes. L'histologie osseuse permet d'étudier plusieurs traits relatifs au thermométabolisme impossibles à mesurer sur des spécimens fossiles ; c'est pourquoi nous avons utilisé des caractères mesurés sur des coupes histologiques d'os longs.Nous nous sommes consacrés dans une première partie à une revue détaillée de la mesure du signal phylogénétique pour des caractères ostéohistologiques dans deux clades de vertébrés, ce qui nous a permis de mieux définir l'approche à suivre dans la construction de nos modèles prédictifs.Après une étude préliminaire consacrée à l'élaboration d'un modèle prédictif du taux de croissance osseuse, nous avons construit un modèle global capable de prédire directement le taux métabolique de nos spécimens fossiles. Nos résultats montrent que la majorité des archosaures de notre échantillonnage étaient endothermes. Cela implique que le dernier ancêtre commun des archosaures était probablement endotherme, et que les crocodiliens sont donc devenus secondairement ectothermes, probablement en réponse aux contraintes du milieu aquatique. Des études plus spécifiques sur la lignée des pseudosuchiens devraient permettre de déterminer à quel niveau de l'arbre phylogénétique s'est effectué le retour à cet état ectotherme.

Archosaurs are a clade of vertebrates that includes birds, crocodiles, and numerous fossil groups. This clade has been a matter of debate among paleontologists for decades concerning the evolution of thermometabolism in its different lineages. The classical hypothesis considers that only modern birds are true endotherms, whereas all other archosaurs are ectotherms. Bone histology allows to study several traits linked to bone growth rate and thermometabolism, otherwise impossible to estimate on fossil specimens; for this reason, we used characters measured on long bone histological sections.In the first section, we extensively reviewed the measure of phylogenetic signal for osteohistological features in two clades of vertebrates, which was then used to define the methodology for building our predictive models.After a preliminary study during which we built a predictive model for bone growth rate, we built a global model to predict the metabolic rate of our fossil specimens, using both histological features and phylogenetic information for each specimen. Our results show that a majority of archosaurs in our sample were endotherms. This implies that the last common ancestor of archosaurs was likely an endotherm, and that modern crocodiles became secondarily ectothermic, probably in response to their aquatic environment. More specific studies on pseudosuchians should allow to precisely identify the level of the phylogenetic tree at which the ectothermic state was acquired, as well as adaptive constraints behind this acquisition.