Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Romain David
Direction : Philippe JanvierRonan AllainAlain Berthoz
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la nature et de l'homme. Paléontologie
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
Jury : Président / Présidente : Armand de Ricqlès
Examinateurs / Examinatrices : Anick Abourachid, Daniel Bennequin
Rapporteurs / Rapporteuses : Fred Spoor, Paul C. Sereno

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les canaux semi-circulaires sont des organes périphériques du système vestibulaire qui sont spécialisés dans la détection des rotations de la tête. Les signaux qu'ils transmettent au système nerveux central sont intégrés avec des signaux visuels, proprioceptifs et avec d'autres signaux vestibulaires de façon à fournir un référentiel stable via la stabilisation de la tête et du champ visuel. Ceci permet une gestion optimale de la navigation, de la coordination motrice et du traitement du flux optique. Nous présentons ici une nouvelle approche méthodologique permettant d'analyser les capacités vestibulaires de taxa actuels et fossiles, et qui se base sur la structure fonctionnelle du système des canaux semi-circulaires (SCFS). Le calcul du SCFS tiens compte de toute la morphologie des canaux semi-circulaires et de relations empiriques établies à partir de l'étude de labyrinthes membraneux. Il nous fournit une estimation de la sensibilité dans le plan de chacun des canaux ainsi qu'une estimation de leur axe de réponse maximale. Cette nouvelle approche méthodologique nous permet d'étudier la sensibilité globale, absolue ou relative, d'un système de canaux semi-circulaires, ainsi que sa sensibilité directionnelle et ses patrons de codage. Des données de tomographie assistée par ordinateur d'organismes actuels et fossiles nous ont permis de reconstruire, de décrire et d'analyser le labyrinthe osseux de 39 archosaures ainsi que le labyrinthe membraneux de 5 tétrapodes. Nous argumentons le fait que les canaux semi-circulaires portent un signal phylogénétique et nous retrouvons, pour la première fois, une origine dinosaurienne du clade Aves à partir de données sur les canaux semi-circulaires seulement. Nous montrons que la forme des canaux semi-circulaires est corrélée avec la position phylogénétique des spécimens correspondants, mais également avec leurs capacités biomécaniques, ce que suggère que la diversification des archosaures s'est faite en parallèle d'adaptations biomécaniques de leur oreille interne. Nous démontrons que le système des canaux semi-circulaires détecte certaines rotations mieux que d'autres, et qu'il existe de nombreux patrons de détections qui pourraient éventuellement être corrélés avec différents répertoires locomoteurs. Enfin, nous trouvons que les oiseaux qui pratiquent le vol battu présentent une optimisation vers une baisse de la sensibilité biomécanique de leur système des canaux semi-circulaires, et nous déduisons de cette analyse que le système des canaux semi-circulaires d‟Archaeopteryx ne l‟empêchait théoriquement pas de pratiquer le vol battu.