Détermination de la signature moléculaire des conifères fossiles par la maturation artificielle de leurs homologues actuels : implications paléobotaniques et paléoenvironnementales

Determination of the molecular signature of fossil conifers by artificial maturation of their extant representatives : palaeobotanic and palaeoenvironmental implications

• Auteur / Autrice : Yueming Lu
• Direction : Raymond Michels, Yann Hautevelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 24/06/2014
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GéoRessources (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Lathuilière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Gomez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Monika Fabiańska, Philippe Schaeffer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Chimiotaxinomie

Fossiles

Conifères

Terpènes

Marqueurs biologiques

Paléobotanique

Mots clés libres

Paléochimiotaxonomie botanique

Chimiotaxonomie botanique

Paléobotanique

Plante vasculaire

Conifère

Maturation artificielle

Biomarqueur moléculaire

Terpénoïde

Botanical palaeochemotaxonomy

Botanical chemotaxonomy

Palaeobotany

Vascular plants

Conifers

Artificial maturation

Molecular biomarker

Terpenoids

Résumé

De nombreuses biomolécules qui constituent les plantes vasculaires ne sont synthétisées que par certains taxons de plantes et ont donc une spécificité chimiotaxonomique. Certaines d'entre elles, tels que les bioterpénoïdes, sont particulièrement résistantes et sont préservées dans les sédiments où elles se transforment en géoterpénoïdes lors de la diagenèse. Ces géoterpénoïdes conservent, partiellement ou totalement, leur spécificité initiale (spécifité paléochimiotaxonomique). Cependant, nos connaissances actuelles en paléochimiotaxonomie botanique, qui permettent d'associer ces biomarqueurs moléculaires à des taxons végétaux, restent encore lacunaires. L'objectif de cette étude est de déterminer la signature moléculaire des familles de conifères fossiles. 68 représentants appartenant aux 7 familles actuelles de conifères ont été artificiellement maturés par pyrolyse en milieu confiné afin de reproduire en laboratoire la transformation des bioterpénoïdes en géopterpénoïdes. Les résultats montrent que les Pinaceae, les Araucariaceae, les Cupressaceae, les Sciadopityaceae, les Podocarpaceae, les Taxodiaceae et les Taxaceae "fossilisés" peuvent se distinguer par la nature et la proportion relative de ces terpénoïdes. De plus, la comparaison des signatures moléculaires ont permis de réaliser des regroupements intergénériques pour chaque famille. Ces regroupements sont comparables avec ceux de la classification phylogénétique. À terme, ces résultats pourront être utilisés dans le cadre d’études paléobotaniques, paléoenvironnementales, environnementales et archéologiques

Many biomolecules that constitute terrestrial vascular plants are only synthesized by a restricted number of plant taxa and have thus a chemotaxonomic specificity. Some of these biomolecules, like the terpenoids, are particularly resistant and can be preserved within sediments where they are transformed into geomolecules during diagenesis. Geoterpenoids keep, partially or totally, their initial specificity (palaeochemotaxonomic specificity). However, our current knowledge in botanical palaeochemotaxonomy, allowing to link these plant biomarkers to plant taxa, remains incomplete. The aim of this study is to determine the molecular signature of fossil conifers. In this objective, 68 species belonging to the 7 extant conifer families were subjected to artificial maturation by confined pyrolysis. This process converts the bioterpenoids included within the plant material into geoterpenoids. The results show that the "fossilized" Pinaceae, Araucariaceae, Cupressaceae, Sciadopityaceae, Podocarpaceae, Taxodiaceae and Taxaceae can distinguished from each other by the nature and the relative proportion of these geoterpenoids. The comparison of these molecular signatures allows to achieve intergeneric groups for each family. These groups are comparable to those of the phylogenetic classification. In the future, these results could be used for palaeobotanical, palaeoenvironmental, environmental and archaeological assessments