How can the interplay between form and function enlighten the evolution of organisms in their ecological context ?

• Auteur / Autrice : Anne-Claire Fabre
• Direction : Stéphane Peigné
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie évolutive (Frontières du vivant)
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie

Évolution biologique

Mammifères

Membre thoracique

Carnivora

Résumé

Forme et fonction sont liées à un niveau fondamental. Par exemple, les os ont une importance fonctionnelle. Ils permettent à l'animal de se mouvoir, tout en supportant les charges, et en répondant et résistant aux forces induites par les muscles. En effet, les os sont modelés par les forces et la mobilité et sont donc probablement intimement liés aux mouvements que l'animal exécute et par la�� même à son mode d'une vie. C'est dans cette optique que ce projet s'inscrit. Il s'intéresse à l'origine et à la nature des variations phénotypiques liées aux contraintes phylogénétiques et aux relations mécaniques entre forme et fonction dans un contexte d'adaptations à certaines demandes écologiques. Pour étudier ces relations forme-fonction, j'examine l'influence de différents facteurs sur la forme d'os postcrâniens de mammifères en utilisant des méthodes de morphométrie géométrique 3D et des approches comparative? qui permettent de prendre en compte la phylogénie. De plus, j'ai essayé d'inférer la fonction et l'écologie d'un taxon éteint. Les résultats de cette thèse montrent que de nombreux facteurs influencent la morphologie du squelette postcrânien, de la masse corporelle à certains types de comportements spécialisés et la phylogénie, en passant par la locomotion. Les résultats montrent aussi la difficulté d'inférer la fonction et l'écologie d'un taxon éteint, particulièrement pour ceux qui n'ont pas de représentant actuel. Pour finir, les résultats montrent qu'il y a une relation entre la forme et la fonction, même si les interprétations s'avèrent parfois difficiles en raison du manque de données quantitatives sur les comportements locomoteurs des taxons étudiés.

Form and function are linked of a fundamental level. Bones, for example, are clearly functionally important. They allow movement and, whilst supporting loads, also need to respond and resist to muscular forces. Indeed, bones are shaped by force and motion and thus, presumably intimately related to the movements executed, and thus also the lifestyle of a species. This is the background of this project where the origin and nature of phenotypic variation is studied in relation to phylogenetic constraints and mechanistic form-function relationships in the context of adaptations to specific ecological demands. To study this form-function relation I investigated the influence of different factors on the shape of the postcranial bones of mammals using 3D geometric morphometric methods and comparative approaches that take into account phylogeny. Moreover, I tried to infer the function and ecology of an extinct taxon. The results of this PhD show that many factors influence the morphology of the postcranial skeleton ranging from the body mass, over locomotor strategies, to more specialized behaviours such as grasping ability and shared ancestry. The results also highlight the difficulty in inferring function and ecology of extinct taxa, especially for species that have no extant relatives. Finally, our results shown that there is a relation between form and function, but that our understanding thereof remains hampered by a lack of quantitative data on the locomotor behaviour in the taxa under study.