Les comportements de dextérité ont-ils influencé la morphologie de l’épaule des hominines ? Approches comparatives morphométriques et biomécaniques

Achevée le : 21 décembre 2023
Doctorante : Alicia BLASI-TOCCACCELI
Directeurs de thèse : Michelle DRAPEAU (Université de Montréal), Evie VEREECKE (KU Leuven), Stephanie MELILLO (Mercyhurst University), Tea JASHASHVILI (University of Southern California), Gilles BERILLON (HNHP, Paris), Mathieu DOMALAIN (Institut Pprime, université de Poitiers), Guillaume DAVER, Jean-Renaud BOISSERIE (PALEVOPRIM)

Les activités de dextérité jouent un rôle important dans le répertoire comportemental des hominines, en particulier au sein du genre Homo. Cependant, les études portant sur l’anatomie post-crânienne des hominines, à l’exception de la main, se sont principalement concentrées sur les capacités posturo-locomotrices plutôt que sur la fabrication et l’utilisation d’outils en pierre ou les activités de lancer à grande vitesse. En particulier, les épaules Australopithecus et Paranthropus ont été décrites comme primitives par rapport à Homo sapiens, reflétant des activités posturo-locomotrices telles que la suspension. En revanche, l’émergence du genre Homo, en particulier H. erectus, est associée à une morphologie d’épaule plus dérivée. Cette épaule dérivée est interprétée comme libérée des contraintes locomotrices, et certains auteurs suggèrent qu’elle aurait même pu être sélectionnée pour des activités de dextérité. Pourtant, les relations entre la morphologie de l’épaule et la fabrication d’outils en pierre n’ont pas été étudiées de manière approfondie, ne permettant donc pas de répondre à la question plus large de la sélection évolutive des traits morphologiques chez les hominines. Ainsi, les objectifs principaux de cette thèse sont i) de réévaluer et de comparer la morphologie de l’épaule chez Homo, Australopithecus et Paranthropus grâce à une base de données fossiles 3D à jour (comprenant de nouveaux spécimens décrits dans le présent travail) et ii) de réévaluer le rôle fonctionnel des principales caractéristiques morphologiques de l’épaule des hominines à la lumière d’activités de dextérité, en utilisant la biomécanique évolutive.

Analyse morpho-fonctionnelle de la denture des primates catarrhiniens : combinaison de la topographie dentaire 3D, de la morphométrie géométrique, des approches expérimentales et de la modélisation

Achevée le : 12 décembre 2023
Doctorante : Axelle WALKER
Directeurs de thèse : Debbie Guatelli-Steinberg (université d’État de l’Ohio, USA), Ellen Schulz-Komas (université de Leipzig, Allemagne), Laura Martinez Martinez (université de Barcelone, Espagne),  Cédric Gaucherel (INRAE, UMR AMAP, Montpellier), Vincent Lazzari, Franck Guy, Gildas Merceron  (PALEVOPRIM)

En paléontologie, l’étude des dents est essentielle pour identifier les espèces, comprendre leur évolution, et déduire des informations écologiques comme leur régime alimentaire. Chez les mammifères, la forme des dents résulte de l’héritage phylogénétique, du développement, et de la pression sélective exercée par les contraintes masticatoires en lien avec le régime alimentaire. Les adaptations dentaires reflètent des réponses adaptatives à des régimes alimentaires spécifiques. Au cours du Cénozoïque, les primates ont connu des changements dentaires majeurs en réponse aux variations environnementales, favorisant leur expansion et diversification. La divergence entre les hominoïdes et les cercopithécoïdes constitue un exemple clé pour comprendre les adaptations dentaires et la relation entre la forme des molaires et la comminution. Ma thèse explore différentes méthodologies pour approfondir notre compréhension de la diversité dentaire. Dans une première partie, je me concentre sur la morphologie occlusale des dents, considérée comme un ensemble d’outils pour la transformation des aliments. J’utilise l’analyse topographique en 3D pour identifier des caractéristiques spécifiques des dents, en mettant l’accent sur les aspects liés au tranchant (crénulations et les lophes). Les résultats indiquent que certaines caractéristiques associées au tranchant des dents peuvent révéler des régimes alimentaires folivores et herbivores chez les catarrhiniens. Cependant, lorsque l’on se concentre sur les parties les plus courbées de la dent, le signal devient plus distinct, permettant ainsi de distinguer différentes formes de crêtes. Dans une seconde partie, j’utilise la morphométrie géométrique pour examiner en détail les lophes des cercopithécoïdes. J’explore l’hypothèse selon laquelle les lophes ne guident pas seulement les mouvements occlusaux, mais contribuent également à la fragmentation des aliments. J’étaye cette analyse par des expériences visant à évaluer l’efficacité mécanique des lophes chez les cercopithèques, en utilisant des modèles théoriques des lophes et un testeur mécanique.

Paléoécologie et paléoenvironnements des primates anthropoïdes et hominoïdes de l’Asie Sud-Est

Achevée le : 11 juillet 2023
Doctorante : Sophie Gabriele HABINGER
Directeurs de thèse en co-tutelle : Kathryn Fitzsimmons (Eberhard Karls Universität Tübingen), Stéphane Ducrocq, Olivier Chavasseau (PALEVOPRIM), Hervé Bocherens (Eberhard Karls Universität Tübingen), Brooke Erin Crowley (University of Cincinnati), Larisa R. G. DeSantis (Vanderbilt University)

Les formations fossiles cénozoïques de l’Asie du Sud-Est témoignent d’une période très dynamique de l’évolution des mammifères. De nombreux clades de mammifères modernes sont originaires de cette région biogéographique ou y ont connu d’importantes radiations. Le principal objectif de ma thèse est de caractériser les contextes écologiques et environnementaux dans lesquels les radiations des primates anthropoïdes et hominoïdes ont eu lieu, en particulier en ce qui concerne la saisonnalité, la végétation, l’alimentation et le partage des niches. Pour ce faire, je me suis concentrée sur deux assemblages de mammifères fossiles du bassin central du Myanmar représentant deux périodes clés dans l’histoire de l’évolution des primates, l’Éocène moyen et le Miocène tardif. L’Éocène moyen est un exemple d’un monde de réchauffement global. La formation (Fm.) de Pondaung permette d’explorer la dynamique de l’écosystème dans l’assemblage faunique d’un habitat qui a soutenu un grand nombre de primates anthropoïdes primitifs différents. Les études précédentes se sont concentrées sur le climat et la végétation de l’environnement de Pondaung. J’ai non seulement travaillé sur les aspects climatique et environnementaux, mais également sur la structure des micro-habitats dans les différentes localités de la Fm. Pondaung et sur leur utilisation par les différents groupes taxonomiques. Sur la base de ce travail, j’ai pu déduire une flexibilité écologique pour certaines espèces de primates anthropoïdes, sur la base de leur présence dans différents micro-habitats. Le deuxième point central de mon travail sur la faune de Pondaung a concerné une reconstitution détaillée de la paléoécologie des anthracothères, et de la dynamique de compétition entre les cinq espèces présentes.Le deuxième assemblage de mammifères étudié apporte de nouveaux éléments pour mieux comprendre l’écologie évolutive des Ponginae en Asie du Sud-Est. Aujourd’hui, il n’existe qu’un seul genre (Pongo), dont la distribution géographique est fortement restreinte aux îles de Bornéo et de Sumatra. Du Miocène au Pléistocène, la diversité des espèces et leur aire de répartition géographique étaient beaucoup plus étendues. La Fm. d’Irrawaddy du Miocène tardif est un exemple de l’habitat du groupe frère des orangs-outans actuels, Khoratpithecus. J’ai caractérisé l’habitat de ce ponginé fossile en reconstituant sa saisonnalité, la structure de sa végétation et la dynamique de partage des niches. J’ai ensuite concentré mon travail sur la question d’une continuité écologique dans le clade des ponginés depuis le Miocène, en comparant les différents taxons d’Asie du Sud et du Sud-Est.Dans le cadre de cette thèse, j’ai utilisé deux approches analytiques différentes. Je présente ici l’analyse des isotopes stables (carbone et oxygène) et la modélisation des niches subséquentes des assemblages fossiles de l’Éocène et du Miocène du Myanmar. En outre, j’ai étudié les textures de micro-usure dentaire des ponginés pour obtenir un aperçu plus détaillé de leur écologie évolutive, en comparant les stratégies de subsistance des ponginés du Miocène à celles des orangs-outans du Pléistocène et des orangs-outans actuels. Grâce aux différentes approches de mon projet de thèse, j’ai pu montrer qu’il était possible de repousser les limites de la modélisation des niches par isotopes stables en utilisant un des isotopes différents qui représentent des caractéristiques écologiques et l’application des nouvelles approches d’écologie au contexte paléontologique. Un exemple est l’évaluation de la dynamique du potentiel de compétition dans l’assemblage d’anthracothères de la faune de Pondaung. Le travail sur les orangs-outans de la collection Selenka a été une autre façon pour moi de combler le fossé entre la paléontologie et les écologistes et biologistes travaillant sur les faunes de primates existantes en fournissant un ensemble de données qui ouvre de nouvelles directions de recherche dans les deux domaines.

Dynamiques écologiques des assemblages de vertébrés contemporains des occupations humaines de la formation de Shungura (Plio-Pléistocène de la Basse Vallée de l’Omo, Éthiopie)

Achevée le : 15 décembre 2022
Doctorante : Blade ENGDA REDAE
Directeurs de thèse : Jean-Renaud Boisserie, Joséphine Lesur (AASPE, Muséum National d’Histoire Naturelle & CNRS).

Le Plio-Pléistocène a connu des changements climatiques et écosystémiques cruciaux qui coïncident avec des événements clefs au cours de l’évolution humaine, notamment en Afrique orientale. Dans ce contexte, les implications temporelles, écologiques et comportementales de la transition de l’alimentation des hominidés vers une consommation de tissus animaux assistée par des outils peuvent être étudiées plus avant. Dans la région du Turkana, la formation Shungura, datée entre 3,6 Ma à 1 Ma, bien que riche en faune et en artefacts, n’a jamais été étudiée d’un point de vue zooarchéologique. Cette thèse examine les contextes taphonomiques et paléoenvironnementaux des assemblages de vertébrés contemporains des sites d’occupation humaine dans cette formation. L’objectif était d’aborder les comportements de subsistance des hominidés anciens, le contexte écologique de l’Oldowayen et de localités acheuléennes récemment découvertes. Diverses marques taphonomiques ont été documentées sur le matériel osseux de Shungura et comparés à des échantillons expérimentaux comprenant des marques de décarnisation anthropiques, des marques de piétinement et des marques de crocodiliens et de carnivores. L’activité anthropogénique a été confirmée dans les membres F, G, et L (dès 2,3 Ma). Alors qu’un débat subsiste sur la différenciation des modification de la surface des os, l’approche basée sur la morphométrie géométrique a été en mesure de discriminer efficacement les deux. La deuxième partie de la thèse portait sur les données paléoenvironnementales entourant l’émergence de l’Oldowan à Shungura (Membre F, 2,3 Ma) en combinant la taphonomie, des données sur la composition de la faune, ainsi que de l’analyse texturale 3D des micro-portraits dentaires (DMTA). Les résultats suggèrent une variabilité écologique à l’échelle locale dans le Membre F plus marquée que pour les dépôts sous-jacents.

Archives dentaires et habitudes alimentaires dans l’Ancien : apports des approches expérimentales

Achevée le : 28 novembre 2022
Doctorante : Margot LOUAIL
Directeurs de thèse : Gildas MERCERON (PALEVOPRIM), Antoine SOURON (co-directeur, Université de Bordeaux) et Xavier MILHET (co-encadrant, Institut Pprime).

Au cours du Cénozoïque, des changements de morphologie dentaire s’observent au sein de plusieurs clades de mammifères, tels que les ruminants, les suidés ou encore les hominines. Ces modifications sont souvent perçues comme reflétant des adaptations à une alimentation de plus en plus abrasive en lien avec l’aridification et l’ouverture progressive des milieux. La fin du Pliocène et le début du Pléistocène constituent une période charnière dans l’histoire évolutive des hominines. Elle est notamment caractérisée par une diversité taxinomique incluant des formes graciles et des formes robustes. Différentes stratégies développées en période de pénurie alimentaire contribueraient à expliquer cette diversité et le partitionnement de niches écologiques entre taxons contemporains. Elles apportent ainsi un éclairage sur les facteurs ayant favorisé la sélection des phénotypes crânio-mandibulaires et dentaires robustes. Les écologies des hominines plio-pléistocènes restent toutefois peu comprises. Afin d’affiner nos interprétations des variations des indicateurs écologiques crânio-mandibulaires et dentaires fréquemment utilisés dans l’Ancien, un modèle expérimental sur un mammifère omnivore bunodonte est développé. Ce travail de thèse est ainsi basé sur près de 200 porcs domestiques répartis en une trentaine d’expérimentations différentes en alimentation contrôlée. Différents indicateurs cranio-mandibulaires et dentaires ont été étudiés : la micro- et méso-usure dentaire, la biogéochimie de l’émail et la morphologie mandibulaire. Ce travail souligne la capacité de ces indicateurs à détecter la consommation, en proportions faibles à modérées, de ressources alimentaires aux propriétés physiques et mécaniques similaires à celles des aliments potentiellement ciblés par les hominines en période de pénurie alimentaire (fallback foods) : des graines, des plantes herbacées, des plantes C4, des matières animales et des organes souterrains. En outre, certaines ressources semblent laisser davantage de traces que d’autres sur les archives crânio-mandibulaires et dentaires, et semblent générer davantage de contraintes sur la mastication et l’abrasion dentaire. Les résultats obtenus permettent de proposer de futurs développements pour une meilleure calibration de ces indicateurs écologiques, ainsi que pour vérifier ces observations expérimentales sur des taxons sauvages actuels. L’étude de la micro-usure dentaire de suidés actuels, à la lumière des résultats expérimentaux, met en évidence des différences relativement subtiles en termes d’habitudes alimentaires. Des inférences paléo-écologiques sont alors proposées pour les Kolpochoerus de la Formation de Shungura (Plio-Pléistocène, Éthiopie) à partir de leur micro-usure dentaire. Ces résultats contribuent à mieux comprendre les comportements d’indicateurs écologiques fréquemment utilisés suite à la consommation de différentes ressources, et apportent un nouvel éclairage pour affiner nos inférences paléo-écologiques.

Apport des Marques de Croissance Squelettique à la quantification de la saisonnalité dans l’ancien ; application entre 3.6 et 1.0 Ma dans l’Omo (Formation Shungura, Ethiopie)

Achevée le : 3 novembre 2022
Doctorante : Axelle GARDIN
Directeurs de thèse :  Olga OTERO, Géraldine GARCIA (PALEVOPRIM)

Matériel du paléontologue vertébriste, les tissus squelettiques fossilisés représentent une archive originale, riche en informations écologiques et environnementales dans les temps anciens. Elles enregistrent aussi des informations sur l’histoire et les conditions de vie et renseignent sur les adaptations fonctionnelles des organismes, éléments essentiels pour comprendre l’évolution biologique en lien avec les changements environnementaux. Ces aspects sont abordés dans la thèse, à travers l’exploration et le développement de différentes approches méthodologiques.Les marques de croissance squelettique des actinoptérygiens et chéloniens dulçaquicoles d’Afrique intertropicale sont envisagées comme marqueur de paléo-saisonnalité. Le développement de cet outil passe par la construction d’un référentiel sur des espèces actuelles proches de celles fossiles, et se décompose en deux études complémentaires. Dans une première partie, je démontre à partir de l’analyse des résultats d’une expérimentation sur 3 espèces intertropicales (Polypterus senegalus, Auchenoglanis occidentalis et Pelusios castaneus), que la croissance saisonnière de ces espèces est contrôlée principalement par l’abondance de nourriture, et parfois par la température de l’eau. Dans une seconde partie, je démontre que l’exploration de la croissance osseuse d’individus sauvages de Lates niloticus est effectivement corrélée aux cycles saisonniers. Ces premiers résultats permettent aussi de préciser les futurs développements à mener pour calibrer ce marqueur de saisonnalité. Dans une troisième partie est présenté l’échantillonnage effectué pour une application dans la Formation de Shungura (Plio-Pléistocène, Ethiopie) avec les premières observations. A partir d’une synthèse sur l’écologie et la physiologie des crocodiliens, j’ai pu montrer que la composition isotopique en oxygène de leurs tissus dentaires reflète principalement celle de l’eau dans laquelle ils ont vécu pendant la formation de la dent. Dans une première étude, la composition isotopique en oxygène de l’émail en bulk de fossiles de la Formation de Shungura est interprétée, et apporte des informations sur l’évolution des milieux d’eau douce et de leur diversité locale pendant deux millions d’années. Dans une seconde étude échantillonnant la dentine en sérié, des résultats préliminaires montrent une fluctuation cohérente avec une saisonnalité du climat pour certains échantillons. Ces premières données permettent de proposer un protocole dans le but d’interpréter le signal enregistré et de discuter l’évaluation de l’impact de la diagenèse.Enfin, l’étude de l’anatomie fonctionnelle fine des structures osseuses externes (morphologie, facettes articulaires, insertions musculaires, proportions) sur le squelette appendiculaire permet des inférences sur le mode locomoteur et plus généralement sur la paléoécologie d’Amphicynodon leptorhynchus (Carnivora, Arctoidea) des Phosphorites du Quercy (Oligocène inférieur, France). Dans une première partie, l’analyse fonctionnelle du membre postérieur révèle des adaptations au grimper et permet de conclure sur l’arboricolie probable. Dans une seconde partie, une restauration paléoartistique d’Amphicynodon leptorhynchus est élaborée sur la base d’arguments anatomiques et en cohérence avec le contexte environnemental.
Une mise en perspectives des apports méthodologiques abordés aux questions scientifiques sur l’évolution dans son contexte environnemental est proposée, avec un focus particulier sur les questions de saisonnalité et les inférences paléoécologiques.

Analyse écomorphologique des restes postcrâniens de cercopithécoïdes de la Formation de Shungura, vallée de l’Omo, Sud-Ouest de l’Éthiopie.

Achevée le : 17 décembre 2020
Doctorante : Laurent PALLAS
Directeurs de thèse : Gildas Merceron, Guillaume Daver (PALEVOPRIM), Leslea Hlusko (Department of Integrative Biology, University of California, Berkeley).

Les enregistrements fossiles du pléistocène d’Afrique orientale témoignent d’une aridification du climat et d’une ouverture des paysages relativement aux époques précédentes. C’est au cours de l’instabilité climatique de la transition plio-pléistocène qu’est documenté un abondant registre fossile de singes cercopithécidés, taxons particulièrement bien représentés à Shungura. Cette formation fossilifère de la basse vallée de l’Omo (Éthiopie) se caractérise par un cadre chronostratigraphique précis couvrant l’ensemble de la transition pliopleistocène. Shungura offre ainsi un cadre idéal dans l’étude fine des impacts des changements climatiques sur les faunes, en particulier pour les organismes inféodés aux milieux humides et boisés, comme le sont la majorité des représentants de la famille des cercopithécidés (colobinés et cercopithécinés). Mes travaux de thèse ont donc porté sur l’étude d’un indicateur écologique pertinent, à savoir la locomotion. Ils ont tiré parti de méthodes morphométriques afin d’évaluer les comportements locomoteurs et les substrats préférentiels des cercopithécidés de Shungura pour ensuite tester des hypothèses de partition de niches écologiques, élément essentiel à une compréhension globale de leurs dynamiques écologiques. Mes recherches ont d’abord traité de la faune de colobinés, des formes fossiles de grande taille ayant été documentées à Shungura par des restes craniodentaires (Rhinocolobus et Paracolobus). Cependant, aucune analyse de leur anatomie fonctionnelle n’avait encore été entreprise. Suite aux descriptions et aux analyses morphométriques multi- et univariées de 38 restes postcrâniens (comprenant un squelette partiel), mes travaux ont permis de caractériser des préférences pour des substrats locomoteurs variés et une capacité accrue au grimper chez Paracolobus ainsi qu’une préférence pour les substrats arboricoles et des aptitudes à la suspension chez Rhinocolobus. Sur la base de ces inférences, des analyses écomorphologiques ont mis en évidence la partition des niches écologiques de ces deux singes. Mes recherches ont également démontré la présence de colobinés arboricoles de petite taille, similaires aux formes africaines actuelles, dans le membre le plus récent de la formation. Cela supporte la mise en place d’une faune de colobinés d’aspect moderne succédant à la disparition des grands colobinés aux alentours de 1,5 million d’années en plus de documenter l’impact des changements climatiques sur cette faune. Dans un second temps, les capacités fonctionnelles et locomotrices de Theropithecus brumpti, un cercopithéciné abondant à Shungura, ont été réévaluées sur la base de la première analyse descriptive et morphofonctionnelle d’un membre postérieur partiel de cette espèce. Mes résultats indiquent une préférence pour les substrats terrestres chez T. brumpti ainsi qu’un usage de l’accroupissement, posture caractéristique du genre, mais dont l’identification à partir de corrélats ostéologiques restait à ce jour encore débattue. En bénéficiant de cette nouvelle investigation des relations forme-fonction du membre postérieur de T. brumpti, une analyse fonctionnelle de 190 restes d’os longs provenant de l’ensemble de la séquence de Shungura a pu être entreprise. Cette étude a permis de i) confirmer la forte proximité morphologique du membre antérieur de T. brumpti avec celui des mandrills, ii) d’alimenter de nouvelles hypothèses quant à la partition des niches écologiques entre T. oswaldi et T. brumpti et iii) d’identifier la présence de babouins d’aspect moderne dans les niveaux les plus récents de Shungura. Globalement, mes travaux ont mis en perspective la diversité locomotrice des cercopithécidés de Shungura à travers la partition des niches écologiques de ses différents représentants et ont permis de documenter leur dynamique écologique de par la mise en place d’une faune écologiquement moderne après 1,38 millions d’années. Mots-clés : Plio-pléistocène, écomorphologie, cercopithécidés, Shungura.

Écologie alimentaire et paléoenvironnements des cervidés européens du Pléistocène inférieur : le message des textures de micro-usure dentaire.

Achevée le : 5 décembre 2017
Doctorante : Émilie BERLIOZ
Directeurs de thèse : Gildas MERCERON & Cécile BLONDEL (PALEVOPRIM), Dimitris S. KOSTOPOULOS (Aristotle University of Thessaloniki, Greece)

Le refroidissement global et les oscillations entre cycles glaciaires et interglaciaires du Pléistocène inférieur ont pour conséquence une alternance entre milieux steppiques et forestiers, favorisant par là-même renouvellements et dispersions fauniques dont celui du genre Homo. Dans les interprétations paléoenvironnementales basées sur les assemblages fauniques, les cervidés, parmi les plus abondants mammifères, sont classiquement considérés comme forestiers, mais ce paradigme ne reflète pas la complexité de la diversité écologique réelle des cervidés. L’analyse texturale de 921 spécimens représentant les 5 cervidés actuels à l’écologie référencée a permis d’établir une robuste base de données et d’attester du lien significatif entre micro-usure dentaire et ressources végétales. L’analyse de 547 cervidés fossiles issus de 15 localités européennes souligne leur grande diversité écologique. Eucladoceros ctenoides et Metacervoceros rhenanus présentent une alimentation plastique. Leur analyse permet l’identification de réponses alimentaires adaptatives aux modifications environnementales liées aux oscillations climatiques. Ces deux cervidés, eurytopiques, constituent des indicateurs écologiques incontournables. La composante forestière supportée par la présence des cervidés est ici remise en cause ; les cervidés étant plus diversifiés écologiquement. L’analyse de la texture de la micro-usure dentaire des cervidés présents dans des sites européens, où la présence du genre Homo a été avancée, vise à identifier le type potentiel d’habitat favorable à sa dispersion en Eurasie.

Analyse morpho-fonctionnelle de la topographie dentaire 3d chez les primates actuels et fossiles.

Achevée le : 23 décembre 2016
Doctorant : Ghislain THIERY
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD & Franck GUY & Vincent LAZZARI  (PALEVOPRIM)

Chez les mammifères, les dents sont un outil essentiel à la fragmentation et à la fracture des aliments. En retour, les propriétés mécaniques des aliments exercent une pression de sélection sur la morphologie dentaire. L’objectif de ce mémoire est de déterminer si ce signal adaptatif peut être détecté à partir de la morphologie des molaires chez les primates actuels et fossiles. Dans ce cadre, la topographie dentaire 3D de 31 espèces de primates actuels est étudiée à l’aide d’une combinaison de variables classiques et originales. Un colobe fossile, Mesopithecus pentelicus du Miocène terminal de Pikermi (Grèce), est également analysé. Les résultats sont interprétés à partir du régime alimentaire mais aussi d’un système de catégorisation inédit évaluant le champ mécanique d’aptitude à cisailler, écraser et « craquer » les aliments. Les variables choisies permettent de distinguer de façon significative les catégories alimentaires et les champs d’aptitude au sein de l’échantillon actuel. Elles prédisent également que M. pentelicus avait une morphologie dentaire intermédiaire, et qu’il était apte à « craquer » des aliments durs tout en maintenant une adaptation à cisailler des aliments coriaces. En outre, les nouvelles variables permettent de montrer que les crêtes d’émail sont significativement plus tranchantes chez les espèces consommant des aliments coriaces, ce qui confirme leur utilisation en tant qu’outil de cisaillement. En revanche, la distribution de l’épaisseur de l’émail semble être plus homogène chez les espèces durophages, suggérant que la dent entière constitue l’outil élémentaire de « cracking » chez les primates.

Le labyrinthe osseux du plus ancien Hominidae connu, Sahelanthropus tchadensis dit « Toumaï » (7 Ma, Tchad). Reconstruction 3D, anatomie comparée ; Recherche de signaux évolutif, phylogénétique, locomoteur, écologique et comportemental.

Achevée le : 14 décembre 2015
Doctorante : Anne LE MAITRE
Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Patrick VIGNAUD  (PALEVOPRIM)

La tomographie est utilisée pour mieux connaître l’évolution des espèces biologiques en comparant des éléments d’anatomie d’espèces fossiles à ceux des espèces actuelles. Cette technique est adaptée à l’étude des fossiles car elle permet d’observer une structure interne sans détruire l’échantillon, à haute résolution, à partir de contrastes liés à la densité des constituants. Les limites de cette technique pour la discipline sont liées à un faible contraste parfois entre le sédiment et l’os, ainsi qu’une résolution (10µm) parfois insuffisante. Un traitement informatique des images obtenues permet d’apporter des données quantitatives ou de reconstituer des objets déformés.

Les collections scientifiques et leur valorisation : une politique de recherche et un enjeu socio-culturel. L’exemple du patrimoine tchadien et d’autres collections paléontologiques africaines.

Achevée le : 23 novembre 2015
Doctorante : Clarisse NÉKOULNANG DJÉTOUNAKO
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD & Géraldine GARCIA (PALEVOPRIM), Dominique MONCOND’HUY (Laboratoire Forell, Université de Poitiers)

Depuis le XVe siècle l’Italie a été une terre d’élection de collectionneurs, des particuliers dont certains ont très tôt placé leurs collections à la disposition du public. Les curieux collectionnent les objets dans pour la plupart des cas pour des raisons de pouvoir, de politique ou encore d’option religieuse, mais pas dans un souci de conservation. Cependant le développement de réseaux de sociabilité et de commerce au XVIe siècle a fait des cabinets de curiosité une réalité européenne. A la mort des collectionneurs, certaines collections sont vendues et d’autre transformées en musée dès le XVIIe siècle, d’autres sont aussi, au XVIIIe et au XIXe siècle, à l’origine des collections conservées actuellement dans les lycées et universités. L’histoire des collections européennes, y compris au regard de l’évolution la plus récente des musées, permet de réfléchir à ce que peuvent et doivent être aujourd’hui des collections, et pour ce qui concerne leur conservation et les conditions de leur étude, et pour ce qui est de leur ouverture au public. Or suite aux découvertes paléontologiques majeures en Afrique, et dans le but de gérer et de valoriser les collections générées, de nombreux musées nationaux s’installent dans les capitales et changent de représentation muséographique pour devenir de véritables muséums orientés vers des développements de recherches scientifiques. C’est également à travers ces découvertes que le monde entier et les africains eux-mêmes ont pris conscience de la diversité et de l’immense richesse naturelle et patrimoniale de ce continent. Les collections paléontologiques du Tchad présentent un intérêt scientifique très important, qui résulte de leur impact sur les connaissances de l’ « Origine et l’Histoire de la Famille Humaine ». Sur plus de 20 000 spécimens fossiles mis au jour par la MPFT, 18343 sont inventoriés et numérisés, dont 316 types et figurés. Une base de données de ces spécimens types a été construite avec ces types et figurés sous Access est mise en ligne sur le site du CNAR et des catalogues ont été également établis et imprimés au cours de ce travail. Ces collections constituent aujourd’hui une des plus riches collections paléontologiques d’Afrique Centrale, en particulier pour la période du Mio-Pliocène (de -7,3 à 3 Ma), génèrent aussi un enjeu socio-culturel indéniable. Une réflexion est menée et des pistes sont proposées pour assurer non seulement une vraie politique de conservation mais aussi de valorisation, notamment auprès du grand public. Notre thèse entend contribuer à la réflexion sur l’avenir des collections africaines, notamment tchadiennes.

Paléoenvironnements et reconstitutions paléoclimatiques du Pléistocène moyen de Thaïlande et leur impact sur la biodiversité et la distribution des espèces: la contribution de la faune de vertébrés du gisement de Khok Sung (Province du Khorat).

Achevée le : 16 novembre 2015
Doctorant : Kantapon SURAPRASIT

Paléoclimats et biodiversité : apport des Equidés à la connaissance des modifications paléoenvironnementales et paléoclimatiques en Afrique au cours des premières phases de l’histoire de l’homme (entre 7 et 1Ma).

Achevée le : 16 novembre 2015
Doctorante : Tiphaine COILLOT
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD & Jean-Renaud BOISSERIE  (PALEVOPRIM)

Révision des Ionoscopiformes (Actinopterygii: Neopterygii) et de certains taxons fossiles halécomorphes basaux : morphologie, taxonomie et relations phylogénétiques.

Achevée le : 25 mars 2015
Doctorante : Gisèle MACHADO
Directeurs de thèse : Olga OTERO (PALEVOPRIM), Paulo BRITO (UERJ, Brazil)

Les Ionoscopiformes sont un ordre de poissons actinoptérygiens fossiles avec de larges distributions temporelle et géographique, connus depuis le Trias moyen jusqu’au Crétacé supérieur, en Europe, Afrique, Asie et Amérique du Nord et du Sud. Les Ionoscopiformes sont composes des deux familles Ophiopsidae et Ionoscopidae, représentées par des espèces variées dont certaines ont leur anatomie encore mal connue. Bien que les Ionoscopiformes soient considérés comme un groupe monophylétique, les espèces d’Ophiopsidae et de Ionoscopidae diffèrent par plusieurs caractères, dont le type d’écaille et la structure de l’ornementation des os dermiques. Les Ionoscopiformes sont placés dans le clade des Halecomorphi qui comptent trois ordres (Amiiformes, Parasemionontiformes et Ionoscopiformes) et plusieurs espèces incertae sedis (e.g., Heterolepidotus, Osteorachis, and Neorhombolepis). Les Halecomorphi sont considérés plus proches des Ginglymodi que des Teleostei, et avec ces premiers ils forment le clade Holostei. Certaines des espèces halécomorphes incertae sedis ont été précédemment associées aux Ionoscopiformes, notamment à la famille des Ophiopsidae. Plusieurs questions sur la composition des Ophiopsidae et la position des taxa associés ont récemment été rapportées dans la littérature, comme par exemple la position des genres Placidichthys, Heterolepidotus et Furo. On a suggéré pour le genre Heterolepidotus un placement dans la famille Ophiopsidae, notamment avec une position basale dans la famille, mais aussi comme appartenant à la famille Caturidae. Placidichthys a été récemment placé au sein des Macrosemiiformes et Furo muensteri dans la famille des Ophiopsidae. Considérant le besoin flagrant d’améliorer nos connaissances sur les espèces d’Ionoscopiformes et des taxons incertae sedis associés, ce présent travail expose une revue anatomique de ces taxons et des hypothèses quant à leur position phylogénétique au sein des Neopterygii. Sur cette base, plusieurs suggestions taxonomiques sont formulées. Les genres Ionoscopus, Ophiopsis et Heterolepidotus sont redéfinis, la définition des espèces nominales est revue et leur diagnose émendée. Quatre espèces du genre Ionoscopus sont considérées valides (I. pietraroiea, I. desori, I. cyprinoides, and I. elongatus), ainsi que six espèces d’Ophiopsis (O. procera, O. breviceps, O. dorsalis, O. lepersonnei, O. montsechensis, et O. lepturus), et seulement deux d’Heterolepidotus (H. rhombifer et H. serrulatus). Des cas de synonymie, de réversion, de nomen nudumet de nomen dubium ont aussi été relevés. L’hypothèse phylogénétique retenue ne retrouve pas les Ionoscopiformes comme un taxon monophylétique. Néanmoins, les familles Ionoscopidae et Ophiopsidae sont retrouvées au sein des Halecomorphi; on trouve aussi une relation étroite entre les Ionoscopidae et les Amiiformes, tandis que les Ophiopsidae sont plus proches de Furo et Heterolepidotus. Les relations internes au sein des Ionoscopidae et des Ophiopsidae restent non résolues, mais Placidichthys est retrouvé au sein des Ophiopsidae. La non-monophylie des Ionoscopiformes et les incertitudes sur la position des espèces proches des Ophiopsidae montre la nécessité de la révision d’autres taxons halécomorphes, tels que les Caturidae, ainsi que le besoin d’identifier de nouveaux caractères, tels ceux de l’histologie, afin d’améliorer la résolution et la robustesse des hypothèses sur les relations phylogénétiques de ces clades.

Les rongeurs du miocène supérieur et terminal d’Afrique nord-occidentale : biochronologie, magnétostratigraphie, biogéographie et paléoenvironnements.

Achevée le : 12 décembre 2014
Doctorante : Salamet MAHBOUBI
Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER & Mouloud BENAMMI  (PALEVOPRIM)

L’Afrique nord-occidentale, ou le Maghreb, occupe une position géographique toute particulière car bien que partie intégrante du continent africain, elle possède une façade septentrionale intégrée au domaine méditerranéen et un domaine méridional semi-désertique ou désertique. Dans un premier lieu, des études paléomagnétiques et biostratigraphiques basées sur la faune de rongeurs ont été effectuées sur des dépôts continentaux de deux bassins algériens (Tafna et El Eulma). L’étude magnétostratigraphique réalisée dans ce travail a permis de dater avec précision les différents gisements fossilifères et de les corréler avec les autres bassins néogènes d’Afrique du Nord. Dans la seconde partie, les nouvelles prospections paléontologiques dans le bassin d’Aït Kandoula au Maroc méridional ont amené à découvrir trois gisements fossilifères datés du Miocène terminal. Ces gisements ont livré une riche faune de micromammifères associés à des restes de grands mammifères. L’étude systématique des micromammifères et plus particulièrement des rongeurs des deux gisements AF12-1 et AF12-2 a permis d’identifier des taxons qui ont des affinités avec ceux d’Europe sud-occidentale. Ces deux nouveaux sites ont fourni de nouvelles indications quant aux échanges de faunes entre l’Afrique et l’Europe. Le genre Stephanomys est notamment signalé pour la première fois au Maroc. L’étude biochronologique couplée avec l’étude magnétostratigraphique a permis de bien dater ces gisements, apportant ainsi des indications fiables quant à la chronologie de différentes phases d’échanges fauniques entre l’Afrique nord-occidentale et l’Europe sud-occidentale. Les premiers échanges fauniques ont eu lieu 0,25 Ma avant la crise de salinité messinienne. En outre, certains taxons identifiés dans AF12-2 (Myocricetodon, Protatera, Atlantoxerus) se révèlent utiles comme indicateurs paléoenvironnementaux, attestant des conditions climatiques chaudes et sèches.

Covariations des structures crâniofaciales chez les hominidés.

Achevée le : 23 novembre 2013
Doctorant : Dimitri NEAUX
Directeurs de thèse : Stéphane DUCROCQ & Franck GUY  (PALEVOPRIM)

Ce travail de thèse porte sur l’intégration des structures craniofaciales au sein de la famille des hominidés. Au cours de l’évolution, une réduction du prognathisme et une diminution de la longueur de la face sont observées chez les taxons appartenant au rameau humaine. Cette réduction des structures faciales est associée à une base du crâne plus fléchie et à une mandibule plus gracile. L’objectif de ce travail est de définir le rôle joué par les changements basicrâniens et mandibulaires dans la mise en place de la face courte et droite des humains modernes. Dans ce contexte, les schémas d’intégration liant la face et les autres structures crâniennes (basicrâne et mandibule) ont été décrits et quantifiés dans ce mémoire. Ce travail a été effectué sur la base d’un échantillon de crânes incluant l’ensemble des genres d’hominidés actuels : les humains modernes, les chimpanzés, les gorilles et les orangs-outans. Les crânes ont été préalablement numérisés à l’aide d’un scanner médical. Les schémas d’intégration craniofaciaux ont alors été étudiés à l’aide d’outils statistiques et de méthodes d’analyses en morphométrie géométrique. Ce travail a permis de mettre en avant plusieurs mécanismes d’intégration craniofaciale, propres aux humains modernes. Ces schémas d’intégration spécifiques permettent d’expliquer en grande partie la mise en place de la face réduite des humains modernes. Ces résultats permettent donc d’éclairer les mécanismes d’évolution et de mise en place des structures faciales chez les hominidés et dans le rameau humain.

Magnétostratigraphie et sédimentologie des formations crétacées des bassins sédimentaires d’Hamakoussou et du Mayo Oulo-Léré au Nord-Cameroun (Fossé de la Bénoué).

Achevée le : 20 décembre 2013
Doctorante : Jacqueline NTSAMA ATANGANA
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Emmanuel NDJENG, Mouloud BENAMMI (PALEVOPRIM), Joseph Victor HELL

Les bassins sédimentaires d’Hamakoussou et du Mayo Oulo-Léré sont des bassins à sédiments continentaux. Ils se situent en territoire camerounais, dans le prolongement de la branche de Yola de direction Est-Ouest du Fossé de la Bénoué dont la mise en place est liée à l’ouverture de l’Atlantique Sud à partir de la dislocation du Gondwana. L’âge de ces bassins est basé sur des études biochronologiques les situant dans le Crétacé inférieur. La série sédimentaire est sensiblement la même dans les deux bassins, elle est constituée de dépôts fluviatiles à fluviolacustres montrant une alternance de grés, de siltite et d’argilite. Des prélèvements paléomagnétiques ont été effectués sur des niveaux fins situés dans la partie supérieure de la série sédimentaire de chaque section. Dans le bassin sédimentaire d’Hamakoussou, 50 échantillons sur 11 sites d’épaisseur égale à 69 m, ont été prélevés dans la localité de Djallou et 78 échantillons sur 20 sites d’une épaisseur de 511 m dans la localité d’Ourokessoum. Dans le bassin du Mayo Oulo-Léré, 116 échantillons sur 45 sites sur une épaisseur de 478 m ont été prélevés dans la localité de Tchontchi. La désaimantation progressive au champ alternatif et à la température de ces échantillons montre que les séries sédimentaires de ces bassins portent une aimantation primaire. Les directions d’aimantation ont permis de déceler une tectonique régionale marquée par un mouvement de rotation autour de l’axe vertical et un mouvement de translation des blocs. Les minéraux magnétiques porteurs de cette aimantation sont de faible, moyenne et de forte coercivité. Une séquence de trois polarités a été déterminée le long de chaque section du bassin d’Hamakoussou : une polarité inverse et deux polarités normales. Dans le bassin du Mayo Oulo-Léré, la section Mayo a livré deux polarités dont une normale et une, inverse. La séquence de polarités obtenue pour chaque coupe a été corrélée avec l’échelle de temps de polarités magnétiques. Les trois polarités des coupes du bassin d’Hamakoussou ont été corrélées avec les chrones M1 et M3 avec un âge compris entre 125 Ma et 128,11 Ma. La séquence d’inversions de la coupe du Mayo Oulo-Léré a été corrélée avec le chrone M1 avec un âge compris entre 125 Ma et 127,61 Ma. Le taux de sédimentation des dépôts du bassin d’Hamakoussou varie entre 5,5 cm/ma et 40,5 cm/ma et est de 38 cm/ma dans la section du Mayo Oulo-Léré.

Paléodrainage, paléoenvironnements et paléoclimats de l’Éocène birman : implications sur l’origine et l’évolution précoce des anthropoïdes asiatiques.

Achevée le : 26 novembre 2013
Doctorant : Alexis LICHT
Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM), Christian FRANCE-LANORD (ISTerre, Université de Grenoble)

Les plus anciens anthropoïdes fossiles sont issus de plusieurs formations géologiques asiatiques de l’Eocène moyen à tardif (47 à 34 millions d’années), parmi lesquelles la formation de Pondaung (Birmanie) a délivré la faune la plus diverse. L’objectif de cette thèse est de reconstituer la paléogéographie, l’environnement et le climat de l’Eocène birman afin de mieux comprendre leur histoire évolutive. Dans un premier temps, l’évolution de la provenance du sédiment de Birmanie centrale a été étudiée par une approche alliant pétrographie, lithostratigraphie et géochimie isotopique. L’étude montre que la Birmanie centrale est restée à l’écart de tout apport sédimentaire himalayen et tibétain et formait, à l’Eocène, une bande côtière connectant l’avant-pays indien avec la région de la Sonde. Les paléoenvironnements de la formation de Pondaung ont ensuite été reconstitués par une approche combinant sédimentologie fluviale, pédologie et paléobotanique. Ces approches révèlent un paysage de marécages saisonniers, de forêts ripariennes et d’espaces ouverts, développés sous un climat tropical à forte saisonnalité. Les bois fossiles identifiés représentent différents écotones forestiers similaires à ceux des forêts de mousson actuelles. L’étude en isotope stable de gastéropodes fossiles et de dents de mammifères confirme un régime de précipitation semblable à la mousson moderne. Les paléoenvironnements de Pondaung contrastent avec l’idée d’épaisses forêts primaires comme habitat préférentiel des premiers anthropoïdes et lient leur biodiversité aux zones tropicales saisonnières, où les plus grosses espèces, comme les amphipithécidés, étaient particulièrement compétitives.

Histoire évolutive du genre Kolpochoerus (Cetartiodactyla : Suidae) au Plio-Pléistocène en Afrique orientale.

Achevée le : 11 décembre 2012
Doctorant : Antoine SOURON
Directeurs de thèse : Jean-Renaud BOISSERIE (PALEVOPRIM), Timothy D WHITE (University of California, Berkeley)

La sous-famille des Suinae est largement répandue en Afrique au Plio-Pléistocène et a été abondamment utilisée pour corréler biochronologiquement les sites à hominidés en se basant sur l’évolution morphologique rapide des troisièmes molaires dans différentes lignées. À partir d’un échantillon important de suinés africains actuels, les schémas de variation morphologique crânio-mandibulaire et dentaire sont quantifiés par morphométrie géométrique. Ce référentiel actuel sert à estimer la variabilité morphologique dans le registre fossile. La révision de la paléobiodiversité du genre Kolpochoerus (le suiné plio-pléistocène le plus abondant) dans les bassins du Turkana et de l’Awash s’appuie sur l’étude anatomique et morphométrique de matériels publié et inédit découverts dans la basse vallée de l’Omo (formation de Shungura) et dans la vallée moyenne de l’Awash en Éthiopie. Une nouvelle espèce fossile est décrite, les trajectoires évolutives au sein de chaque espèce sont quantifiées, et les interprétations biostratigraphiques sont révisées. Les liens de parenté au sein du genre Kolpochoerus sont décrits grâce à l’analyse cladistique. L’étude de la paléoécologie des suinés africains est basée sur l’anatomie comparée et la biogéochimie des isotopes stables (carbone et oxygène). Les suinés fossiles présentent une gamme de taille importante, ainsi que des régimes alimentaires et des habitats variés. Les nouvelles connaissances acquises sur leur biodiversité, leur phylogénie, et leur écologie permettent de proposer une histoire paléobiogéographique des Suinae en Afrique.

Les phytolithes, marqueurs des environnements mio-pliocènes du Tchad. Reconstitution à partir du signal environnemental des phytolithes dans l’Afrique subsaharienne actuelle.

Achevée le : 6 décembre 2012
Doctorante : Alice NOVELLO
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Doris Barboni (CEREGE, Aix-en-Provence)

Ce mémoire présente l’étude du signal phytolithique de sédiments mio-pliocènes du Tchad (Afrique Centrale) datés entre 7-2 Ma, et contemporains des Homininés anciens Sahelanthropus tchadensis et Australopithecus bahrelghazali. Une calibration de la relation plantes-phytolithes-sols pour l’Afrique tropicale subsaharienne actuelle a d’abord été réalisée pour apprécier la signature environnementale des phytolithes dans le registre fossile. L’analyse des assemblages phytolithiques de 98 espèces de graminées (Poaceae) a permis d’élaborer trois nouveaux indices phytolithiques à partir de 43 types propres aux Poaceae. Testés sur une base de 57 sols/sédiments modernes du Tchad, ces indices permettent de tracer les associations graminéennes aquatiques du Lac Tchad, les associations mésophytiques des milieux humides soudaniens, et les associations xérophytiques des milieux secs sahéliens. L’analyse des assemblages phytolithiques des sols/sédiments actuels considérés dans leur ensemble a permis d’évaluer le potentiel de ce proxy à caractériser la physionomie des formations soudano-sahéliennes modernes. La calibration a été appliquée à l’étude d’un enregistrement sédimentaire discontinu du Lac Tchad (6-2 Ma) (forage de Bol, 13°N/14°E) et à celle de 18 niveaux paléontologiques du Djourab (7-3.5 Ma) (16°N/17°E). Les résultats indiquent la présence de savanes intermédiaires à fermées et de zones de végétation aquatique dominantes à 7 Ma dans le Djourab, puis de savanes plus ouvertes et sèches à 3.5 Ma. Une phase de bas niveau lacustre est enregistrée entre 3.6-2.8 Ma à Bol, et un pic d’aridité à 3.2 Ma. Enfin, les résultats montrent l’existence de graminées en C4 au Tchad depuis 7 Ma.

Changements climatiques et évolution des hominoïdes au Miocène.

Achevée le : 26 octobre 2012
Doctorante : Noémie HAMON
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Gilles RAMSTEIN (LSCE, Gif-sur-Yvette), Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM), Pierre SEPULCHRE (LSCE, Gif-sur-Yvette Cedex)

Les hominoïdes (Grands Singes), actuellement représentés par l’Homme, le Chimpanzé, le Gorille, l’Orang-outan et les Gibbons, sont apparus il y a environ 25 millions d’années (Ma) en Afrique. Leur histoire évolutive a été marquée par différentes dispersions entre l’Afrique, l’Europe et l’Asie, qui ont été possibles grâce à l’expansion de leur habitat : la forêt subtropicale à tropicale. Le but du travail présenté ici est de comprendre les changements climatiques qui ont marqué le Miocène (23 à 5 Ma environ), et d’étudier leur impact sur l’évolution des hominoïdes. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’optimum climatique du Miocène moyen (environ 17-15 Ma), qui coïncide avec la première dispersion des hominoïdes hors d’Afrique, en particulier leur première occurrence dans le registre fossile européen. Nous avons ensuite étudié l’impact du retrait de la Paratéthys sur le climat et la végétation à l’échelle régionale grâce à un modèle atmosphérique zoomé. Dans un troisième temps, nous avons étudié la transition climatique du Miocène moyen (environ 14 Ma), période de fort refroidissement global et de croissance de la calotte de glace de l’Antarctique de l’Est. En particulier, nous avons testé l’impact de la fermeture du passage océanique de l’Est-Téthys sur la circulation océanique et le climat. Puis nous avons modélisé le climat et la végétation du Miocène supérieur (Tortonien, 11 à 7 Ma environ), et ainsi obtenu une série de simulations représentant l’évolution du climat au cours du Miocène.

Les Hyaenodontida de l’Éocène lybien et les Carnivora du Miocène moyen d’Asie du Sud-Est : systématique et implications paléobiogéographiques.

Achevée le : 18 novembre 2011
Doctorante : Camille GROHÉ
Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER & Cécile BLONDEL (PALEVOPRIM)

Les Hyaenodontida et les Carnivora connaissent une diversité taxonomique et écologique importante au Paléogène et au Néogène respectivement. Ils sont également présents sur tous les continents et constituent donc un outil incontournable pour les études biogéographiques à l’échelle intra- et intercontinentale. Les périodes géologiques pour lesquels ils sont abondants coïncident avec l’émergence de nombreux ordres de mammifères actuels d’une part, et avec la diversification des formes de mammifères modernes d’autre part. L’étude systématique des Hyaenodontida de l’Eocène moyen du Dur At-Talah a permis de décrire la plus ancienne espèce d’Apterodontinae ainsi que plusieurs formes singulières de « Proviverrinae » Proviverra-like montrant des affinités morphologiques avec des espèces contemporaines européennes. L’analyse phylogénétique effectuée permet de proposer une proche-parenté des Apterodontinae avec les Hyainailourinae et soutient l’hypothèse d’une dispersion d’Afrique vers l’Europe du genre Apterodon à l’Oligocène inférieur. L’étude des Carnivora des bassins du Miocène moyen d’Asie du Sud-Est a révélé plusieurs nouvelles espèces d’Amphicyonidae, de Mustelidae, de Viverridae, d’Herpestidae et de Felidae. En prenant en compte la diversité des Carnivora du Miocène d’Asie du Sud-Est et celle connue dans le Miocène des Siwaliks, de Chine et du Japon, des études biogéographiques basées sur les indices de similarité des localités à Carnivora ont permis de confirmer l’existence de provinces sud-asiatique et chinoise au Miocène moyen, et des provinces Chine du Sud-Chine du Nord au Miocène supérieur, liée à l’évolution tectonique et climatique de l’Asie durant le Miocène.

Contribution de la magnétostratigraphie et de la biochronologie à l’histoire évolutive des primates : application au Paléogène continental d’Afrique du Nord et d’Asie du Sud-Est.

Achevée le : 10 décembre 2010
Doctorant : Diogo DE MAYRINCK
Directeurs de thèse : Paulo Marques MACHADO BRITO (UERJ, Brazil), Olga OTERO (PALEVOPRIM)

Contribution de la magnétostratigraphie et de la biochronologie à l’histoire évolutive des primates : application au Paléogène continental d’Afrique du Nord et d’Asie du Sud-Est.

Achevée le : 25 novembre 2010
Doctorante : Pauline COSTER
Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER & Mouloud BENAMMI (PALEVOPRIM)

Au cours de ces dernières années, de nouvelles découvertes dans le Paléogène africain et le Néogène asiatique sont venues combler de nombreuses lacunes dans notre compréhension de l’histoire ancienne des primates. Ces découvertes ont amené de nouvelles problématiques concernant la chronologie et la paléobiogéographie de ce groupe. L’Asie et l’Afrique sont considérées comme des centres importants d’évolution et de diversification des primates au cours du Tertiaire mais les conditions paléoenvironnementales qui ont contraint les différenciations initiales au sein de ce groupe, les événements et les modalités de migration ainsi que la chronologie des échanges fauniques entre ces deux continents restent encore à élucider. L’établissement d’un cadre temporel, essentiel à la compréhension de l’histoire évolutive des faunes, s’est donc avéré nécessaire. Les études paléomagnétiques et biostratigraphiques effectuées sur de nombreuses séquences paléogènes en Afrique du Nord ont permis de corréler et de dater avec précision certains gisements de mammifères et d’apporter des éléments de réponse pour comprendre à quelle occasion les premiers anthropoïdes sont arrivés en Afrique, par quelle voie de dispersion et quelles étaient les modalités des différenciations initiales au sein de ce groupe. Le Miocène d’Asie du Sud a connu l’émergence de primates hominoïdes affiliés aux orangsoutangs. En Asie du Sud-Est, ce groupe est représenté par le genre Khoratpithecus, récemment décrit en Thaïlande et au Myanmar dans le Miocène moyen et le Miocène récent. Les études magnétostratigraphiques et biostratigraphiques des sites à Khoratpithecus ont apporté des indications fiables quant à la chronologie des différentes phases de divergences et la diversification initiale des hominoïdes, ainsi que des réponses sur leur histoire paléobiogéographique et les relations entre le climat et l’évolution vers les formes actuelles.

L’Endocrâne de Sahelanthropus Tchadensis (Hominidae, Miocène supérieur du Tchad) : reconstitution 3D et morphologie : comparaison avec les hominoïdes actuels et fossiles.

Achevée le : 25 novembre 2010
Doctorant : Thibaut BIENVENU
Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Franck GUY (PALEVOPRIM)

Le crâne fossile de Sahelanthropus tchadensis, dit Toumaï, a été découvert en 2001 à Toros-Menalla (Tchad). Il s’agit du plus ancien hominidé actuellement connu, daté de 7 Ma. Il est très proche, temporellement et phylogénétiquement, de la dichotomie entre les humains et les chimpanzés. A l’aide des techniques d’imagerie par rayonnement X synchrotron, la table osseuse interne fragmentée a été extraite virtuellement hors des sédiments qui remplissent le crâne. La surface endocrânienne a ensuite été rétrodéformée afin de corriger les distorsions post-mortems. Enfin, les lacunes ont été remplies, livrant ainsi le moulage endocrânien du plus ancien hominidé connu. Le moulage endocrânien de Toumaï offre un premier aperçu de la morphologie encéphalique pour le grade des hominidés du Miocène supérieur. Sa comparaison avec un échantillon de primates actuels et fossiles, par des méthodes de morphométrie traditionnelle et géométrique, a permis d’évaluer les caractères endocrâniens primitifs et dérivés de ce grade. La morphologie endocrânienne supposée du dernier ancêtre commun aux humains et aux chimpanzés diffère de celles des grands singes actuels sur plusieurs points, notamment l’allongement général plus important, la forme moins arrondie des lobes frontaux et la faible protubérance postérieure des lobes cérébelleux. Cela confirme que les grands singes actuels ne constituent pas de bons modèles pour reconstituer la morphologie primitive des hominidés. L’endocrâne de Toumaï présente une flexion basicrânienne importante et une forte projection postérieure des lobes occipitaux. Ces deux réorganisations structurales s’ajoutent à la liste des caractères crâniens en faveur d’une locomotion bipède. L’endocrâne de Toumaï ne montre pas de signe franc de réorganisation neurale.

Les Faunes mammaliennes du Miocène supérieur du Tchad : structure des communautés et implications paléoenvironnementales.

Achevée le : décembre 2009
Doctorante : Soizic LE FUR
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Emmanuel FARA (Laboratoire Biogéosciences, Université de Bourgogne, Dijon)

La connaissance des environnements passés représente un aspect fondamental dans la compréhension de l’histoire évolutive des êtres vivants. Ainsi, l’étude du(des) paléoenvironnement(s) associé(s) aux premiers hominidés permet de définir les contraintes environnementales dans lesquelles l’émergence de ce groupe s’est effectuée. L’objectif de ce travail était de reconstruire le(s) paléoenvironnement(s) associé(s) aux hominidés anciens : Sahelanthropus tchadensis (7 Ma, Toros-Menalla, Tchad), Orrorin tugenensis (6 Ma, Lukeino, Kenya) et Ardipithecus kadabba (5,77-5,54 Ma, Asa Koma, Ethiopie). Pour ce faire, l’étude de la structure faunique (structures taxinomique et écologique) des assemblages fossiles de mammifères associés à ces hominidés et d’autres assemblages africains du Miocène supérieur a été entreprise. Au préalable, il était indispensable de s’intéresser à la représentativité de ces assemblages fossiles par rapport à la/les communauté(s) dont ils sont issus. Ainsi, l’étude de la structure faunique des assemblages de Toros-Menalla a révélé qu’ils provenaient d’une même paléocommunauté, les variations fauniques observées d’un assemblage à l’autre étant probablement liées à des différences d’environnement de dépôt. Un modèle a également été proposé afin d’expliquer, par une sous-représentation des petites espèces, les différences observées entre les structures écologiques des faunes fossiles et celles des faunes modernes. Ces prérequis obtenus, l’analyse de la structure faunique a ensuite permis de reconstruire, à Lukeino et à Toros-Menalla, un mélange de zones arbustives et de zones boisées plus ouvertes. Asa Koma présenterait un environnement plus fermé, étant principalement constitué de formations arbustives. Cette dernière composante végétale semblait donc constituer un élément indispensable à la présence des hominidés anciens. Ces derniers étaient par ailleurs systématiquement associés à une combinaison de taxons (Orycteropus, Giraffa, Hystrix, Aepyceros et Deinotherium), absente des autres gisements africains contemporains.

Khoratpithecus et la radiation des hominoïdes en Asie du Sud-Est au Miocène

Achevée le : décembre 2009
Doctorant : Edouard-Georges EMONET
Directeurs de thèse : Jean-jacques JAEGER & Franck GUY (PALEVOPRIM), Paul TAFFOREAU (ESRF, European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble)

La découverte d’hominoïdes fossiles en Thaïlande et au Myanmar a révélé de nouveaux épisodes de l’histoire évolutive du groupe. Ces fossiles ont été exhumés sur trois sites distincts, qui ont été caractérisés géologiquement et précisément datés : la mine de Chiang Muan, au Nord-Ouest de la Thaïlande, le plateau de Khorat, au Nord-Est de la Thaïlande, et la formation de l’ Irrawaddy, dans le bassin central birman. L’âge de ces sites est compris entre 8,8 et 13 Ma. La description des fossiles a permis leur attribution au genre Khoratpithecus, au sein duquel trois espèces ont été reconnues. Morphologiquement, Khoratpithecus présente des affinités claires pour le genre Pongo et, dans une moindre mesure, pour le genre Sivapithecus des Siwaliks. La morphologie des racines dentaires des hominoïdes a été étudiée grâce aux techniques d’imagerie numérique de la morphologie interne. Il est apparu que cette morphologie présentait une forte valeur taxonomique, et qu’elle était utilisable dans les analyses phylogénétiques. Une analyse morphométrique des couronnes dentaires, ainsi qu’une reconstitution virtuelle de fossiles déformés ou brisés, ont également été effectuées grâce aux techniques de microtomographie X. L’intégration des nouveaux fossiles et des nouvelles données dans les analyses phylogénétiques a confirmé la position de Khoratpithectus en groupe frère des orang-outangs. En revanche, le genre Lufengpithectus, classiquement attribué au clade Pongo, s’avère plus proche des Dryopithectus européens. Cette phylogénie renforce l’idée d’une migration d’ Ouest en Est, au sud de l’Himalaya, pour le clade Pongo, et une migration depuis l’Europe par le Nord de l’Himalaya pour le genre Lufengpithectus.

Evo-Dévo des dents chez les rongeurs murinés : des gènes à la morphologie.

Achevée le : décembre 2008
Doctorant : Cyril CHARLES
Directeurs de thèse : Laurent VIRIOT (IJFL, ENS Lyon), Vincent LAUDET (ENS Lyon)

Au sein des mammifères, les dents constituent un modèle idéal pour étudier les mécanismes liant évolution et biologie du développement. De nombreux gènes impliqués dans le développement dentaire ont été identifiés chez la souris. Cependant, leur implication dans les processus d’évolution reste en grande partie à étudier. Le présent travail a pour objectif d’évaluer le rôle de certains gènes dans l’évolution des dents chez les mammifères, plus particulièrement chez les rongeurs Muroidea. Dans une première partie, des anomalies dentaires rapportées dans des populations naturelles de mammifères sont présentées et discutées en regard des modèles de développement dentaire. Ces anomalies permettent également de souligner les différentes tendances évolutives chez les euthériens. La deuxième partie de ce travail comprend une étude des phénotypes dentaires associés aux pertes de fonctions de deux gènes de la voie Eda (Eda, Edar). L’étude de ces mutants permet d’apporter de nouvelles informations sur le rôle de ces gènes au cours du développement. Les résultats montrent également que la voie Eda est potentiellement impliquée dans l’évolution des rongeurs, en particulier dans l’acquisition de la formule dentaire des Muroidea. Les comparaisons morphologiques entre les mutants de la voie Eda et des espèces actuelles indiquent également une implication possible de cette voie de signalisation pour la mise en place de la morphologie dentaire particulière de Rhynchomys (Muridae, Rodentia). Enfin, une étude préliminaire de la morphologie dentaire des souris avec des pertes de fonction du gène Fgf3 et de ses antagonistes, Sprouty2 et Sprouty4, indique une implication potentielle de ces gènes pour l’acquisition du plan dentaire murin ainsi que des similitudes avec des espèces de Muridae primitifs. L’ensemble des résultats indique donc que les gènes du développement sélectionnés pour ce travail sont potentiellement impliqués dans l’évolution des dents des rongeurs Muroidea.

Anatomie, systématique et phylogénie de poissons Synodontis actuels et fossiles (Siluriformes, Mochokidae) : implications dans la paléobiogéographie intracontinentale néogène d’ Afrique

Achevée le : décembre 2008
Doctorante : Aurélie PINTON
Directeurs de thèse : Olga OTERO (PALEVOPRIM), Jean-François AGNESE (ISEM, Université de Monpellier), Didier PAUGY (BOREA, MNHN, Paris)

Les découvertes récentes de faunes à hominidés dans le Mio-Pliocène d’Afrique de l’Ouest ont remis en cause le rôle de barrière joué par le rift Est-Africain et relancé le débat sur la paléobiogéographie africaine. Dans ce contexte, l’identification des barrières biogéographiques effectives à cette période est importante. L’une des contraintes à la dispersion des faunes est le réseau hydrographique. Cette thèse a pour objectif la reconstruction de la topologie de ce réseau durant le Néogène. Nous avons utilisé le genre de poisson-chat Synodontis (Mochokidae, Siluriformes) : la large répartition actuelle de Synodontis en Afrique, sa diversité importante, l’hétérogénéité des distributions de ses espèces actuelles, ainsi que son importante représentation dans le registre fossile sous-tendent une histoire complexe au sein du réseau hydrographique africain. Jusqu’à présent, l’identification des espèces de Synodontis était basée sur des caractères d’ anatomie molle. Nous avons établi un ensemble de caractères ostéologiques permettant la reconnaissance des d’espèces actuelles de Synodontis de la zone Nilo-Soudanaise. Cette étude anatomique a permis la reconnaissance des spécimens fossiles à un niveau spécifique dans le Mio-Pliocène d’Afrique (Tchad, Egypte, Tunisie, Uganda). Une phylogénie moléculaire est établie. Pour reconstruire l’histoire de Synodontis, nous avons combiné les approches anatomiques et moléculaires. L’évolution du groupe est structurée par la dorsale Centre Africaine et influencée par l’émergence du Rift. Nos résultats proposent une origine Congolaise de Synodontis dans l’Oligocène (~30 Ma). Subséquemment, des dispersions en zone Nilo-Soudanaise et Basse Guinée sont enregistrées. La phylogénie de Synodontis soutient l’existence d’un réseau hydrographique qui s’étend de l’Est à l’Ouest de l’Afrique, indépendant du Nil, et qui a fonctionné jusqu’à ~10 Ma. Au Miocène Supérieur, la distribution des espèces de Synodontis en zone Nilo-Soudanaise est plus hétérogène qu’ actuellement. Au Plio-Pléistocène, les échanges entre les bassins de la zone Nilo-Soudanaise s’intensifient, entraînant l’homogénéisation de l’ichtyofaune.

Evolution and Development of the Strepsirrhine Primate Skull.

Achevée le : décembre 2008
Doctorant : Renaud LEBRUN
Directeurs de thèse : Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM), Christoph ZOLLIKOFER  (Department of Anthropology, Universität Zürich)

Les récents progrès de la génétique du développement et de l’analyse du phénotype ont engendré un regain d’intérêt considérable pour l’étude de l’évolution du développement (evo-devo). Cette thèse présente une étude des relations entre ontogénèse et phylogénèse dans le sous-ordre des primates strepsirrhiniens. Ici, on s’intéresse au complexe cranio-mandibulaire, dont la croissance et le développement sont analysés à l’aide d’un ensemble d’outils dédiés de géométrie morphométrique. Une analyse comparative de l’ontogénie du crâne et de la mandibule est conduite sur un ensemble de dix espèces de strepsirrhiniens et de deux espèces d’haplorrhiniens. Les haplorrhiniens et les strepsirrhiniens diffèrent largement dans la direction, la position, et la longueur de leurs trajectoires ontogénétiques. Chez les lémuriens malgaches, il y a une plus grande diversité de direction, de position et de longueur des trajectoires ontogénétiques que chez les loriformes. De plus, on observe des différences importantes de grade allométrique parmi les espèces de lémuriens, et une plus faible variabilité au sein des loriformes. Une analyse comparative est conduite sur un échantillon de primates Eocènes adapiformes et de strepsirrhiniens actuels. Au sein des adapinés, une augmentation de taille via transposition allométrique caractérise la lignée des Leptadapis. Enfin, les adapiformes adapinés et notharctidés ont des trajectoires ontogénétiques plus longues en terme de quantité de changement de forme que les espèces de strepsirrhiniens actuels. Une tendance au raccourcicement des trajectoires ontogénétiques caractérise l’évolution des strepsirrhiniens. Ceci est lié à un contexte général d’augmentation de l’encéphalisation au cours de leur histoire évolutive.

Les faunes miocènes de grands mammifères d’Asie du Sud-Est : biochronologie et biogéographie.

Achevée le : décembre 2008
Doctorant : Olivier CHAVASSEAU
Directeur de thèse : Jean-Jacques JAEGER (PALEVOPRIM)

Datations des séries sédimentaires à hominidés anciens du paléolac Tchad depuis le miocène jusqu’à l’actuel.

Achevée le : décembre 2007
Doctorante : Anne-Elisabeth LEBATARD
Directeur de thèse : Michel BRUNET (PALEVOPRIM), Didier BOURLÈS (CEREGE, Aix-en-Provence)

Deux méthodes de datations ont été adaptées pour contraindre les âges des restes d’hominidés découverts dans les sédiments mio-pliocènes du bassin du Tchad. La thermochronologie des traces de fission, théoriquement applicable vue la forte proportion d’hydroxyapatite cristallisée formant les os et dents, a donné des résultats médiocres en raison de leurs structures internes et d’une certaine mobilité de l’U dans les fossiles au cours de l’enfouissement, trop complexes pour permettre une datation des fossiles du Tchad par l’analyse des traces de fission. En revanche, la datation basée sur le nucléide cosmogénique 10Be atmosphérique normalisé par son isotope stable 9Be a été testée pour la première fois en contexte continental et avec succès sur la phase authigène des sédiments du Tchad. Ainsi, l’âge d’Australopithecus bahrelghazali, le premier australopithèque découvert 2500 km à l’ouest du Rift Est Africain est estimé à 3,6±0,3 Ma, résultat en accord avec le degré évolutif des assemblages de mammifères fossiles associés. De même, l’utilisation du nucléide cosmogénique 10Be a permis de dater de manière quasi continue l’unité sédimentaire à Anthracothères de la zone fossilifère de Toros-Ménalla en concordance avec la biochronologie et de contraindre l’âge de Sahelanthropus tchadensis entre 6,9 et 7,2 Ma. En démontrant que le rapport 10Be/9Be authigénique peut être utilisé, dans des conditions spécifiques, comme un outil de datation absolue de dépôts sédimentaires continentaux contenant des restes d’hominidés entre 0,2 et ~7 Ma, cette étude peut avoir un impact fondamental sur les domaines de recherche visant à préciser l’évolution humaine et à calibrer l’horloge moléculaire.

Les préférences écologiques (paléorégimes alimentaires, paléohabitats) des grands mammifères herbivores des sites à Hominidés du miocène supérieur du Nord Tchad : reconstitution au moyen de l’analyse isotopique en carbone et oxygène du carbonate de l’émail dentaire

Achevée le : décembre 2007
Doctorante : Lucile JACQUES
Directeurs de thèse : Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM), Hervé BOCHERENS (Institut für Geowissenschaften, Eberhard-Karls Universität Tübingen)

Compréhension et modélisation du climat d’Afrique centrale au miocène supérieur : application au bassin hydrographique du Tchad

Achevée le : décembre 2007
Doctorant : Pierre SEPULCHRE
Directeurs de thèse : Michel BRUNET (PALEVOPRIM), Gilles RAMSTEIN (LSCE, Gif-sur-Yvette)

Le bassin hydrographique du Tchad est le lieu de découvertes paléontologiques de premier ordre. Les fossiles, tout comme les données sédimentaires, traduisent des occurrences répétitives de phases humides (menant à des épisodes de marécages et de lacs géants) et arides depuis le Miocène supérieur (7 Ma) dans ce qui est désormais un désert. L’utilisation d’un modèle de circulation atmosphérique global (AGCM) a permis d’appréhender les grands mécanismes climatiques ayant influencé l’évolution hydrologique du bassin tchadien. Dans un premier temps, des expériences réalistes montrent l’importance jouée par l’insolation et les températures de surface du golfe de Guinée dans l’établissement d’un bilan hydrologique positif sur le bassin tchadien, via une migration septentrionale de la zone de convergence intertropicale (ITCZ). Les premières étapes du développement d’un modèle de lac dédié à ce bassin hydrographique ont été réalisées, afin de comprendre la rétroaction de grandes surfaces d’eau libre sur le climat régional, et sur l’éventuel maintien de conditions humides sur le bassin. L’aspect de la tectonique a été lui aussi abordé, par l’intermédiaire de simulations de sensibilité à l’évolution de la topographie liée au Rift est-africain. L’impact à l’Ouest et à l’Est du continent, en terme de circulation atmosphérique et de précipitations, à été quantifié, montrant qu’au premier ordre, la topographie est-africaine, s’il elle a directement influencé l’évolution des paléoenvironnements à l’Est, n’a pas joué de rôle déterminant pour le climat à l’Ouest, celui-ci étant principalement influencé par la circulation de mousson d’Afrique de l’Ouest.

Les Orycteropodidae (Mammalia ; Tubulidentata) du Mio-Plio-Quaternaire d’Afrique.

Achevée le : décembre 2004
Doctorant : Thomas LEHMANN
Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM)

La famille des Orycteropodidae a longtemps été l’objet de discussions sur son statut, son origine et sa position au sein du clade des Mammifères. Ces études sont souvent handicapées par la connaissance très partielle de l’histoire évolutive des Tubulidentata et de la seule espèce vivante de l’ordre : Orycteropus afer. Cette étude est la première révision systématique et phylogénétique de l’ordre des Tubulidentata à l’échelle du continent africain. L’étude de nombreux spécimens d’O. Afer permet de remettre en question la validité des 18 sous-espèces et de proposer trois écotypes. L’estimation de la variabilité intra-spécifique montre l’absence de dimorphisme sexuel et permet de définir les stades ontogéniques. La révision systématique des Orycteropodidae du Mio-Plio-Pléistocène d’Afrique bénéficie de la découverte des premiers spécimens d’Afrique Centrale (Tchad). Ces squelettes sub-complets apportent des informations majeures pour l’étude des formes fossiles. Trois nouvelles espèces sont mises en évidences à la suite de la description des spécimens inédits du Tchad et du Kenya. Les affinités de ces formes sont étudiées à l’aide de la première analyse cladistique réalisée pour l’ordre. Cette étude conduit, d’une part, à réorganiser les espèces de Tubulidentata en créant un nouveau genre et, d’autre part, permet d’exclure le genre malgache Plesiorycteropus de l’ordre des Tubulidentata. Dans le cadre des recherches menées sur l’environnement des hominidés anciens, et à partir des résultats de l’analyse phylogénétique, l’intérêt biochronologique et paléobiogéographique des Tubulidentata est réévalué. Des phénomènes de dispersions intercontinentales sont mis en évidences au sein des Tubulidentata. Les adaptations au fouissage et au régime myrmécophage sont analysées d’un point de vue morphologique.

Systématique et paléoécologie des Anthracotheriidae [Artiodactyla ; Suiformes] du mio-pliocène de l’ancien monde : implications paléobiogéographiques.

Achevée le : décembre 2003
Doctorant : Fabrice LIHOREAU
Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Cécile BLONDEL (PALEVOPRIM)

La famille des Anthracotheriidae est très diversifiée et largement répandue au Néogène dans l’Ancien Monde. Sa systématique confuse et l’ignorance de leur paléoécologie limitaient leur utilisation en paléobiogéographie. La révision systématique des Anthracotheriidae du Mio-Pliocène s’appuie sur l’étude anatomique de nouveaux spécimens découverts au Tchad (Toros-Menalla), par la M. P. F. T. , et au Pakistan (Potwar plateau et Zinda Pir Dome), par le H-GSP. Trois nouvelles espèces sont décrites et une grande partie des genres néogènes de l’Ancien Monde est redéfinie. Les liens de parenté au sein de la famille sont précisés par une analyse cladistique, la plus complète réalisée sur ce groupe. Une systématique phylogénique est proposée avec la création d’un taxon de niveau sous-familial. L’étude originale des régimes alimentaires et des modes de vie est fondée sur plusieurs méthodes indépendantes (anatomie comparée, micro-usures et méso-usures dentaires, biogéochimie isotopique). L’écologie des Anthracotheriidae varie, avec des espèces terrestres de milieux fermés et d’autres, amphibies de milieux ouverts. L’adaptation au mode de vie amphibie est discutée. L’évolution écologique de cette famille au cours du Miocène en Asie est corrélée à des changements climatiques majeurs. La connaissance acquise de leur phylogénie et de leur écologie permet d’établir l’histoire paléobiogéographique des Anthracotheriidae, notamment les âges et sens de dispersions entre l’Asie et l’Afrique au Néogène. L’existence de périodes de connexion entre les paléobassins hydrographiques en Afrique et en Asie, au Miocène, est mise en exergue. La contribution des Anthracotheriidae à la caractérisation des environnements aquatiques néogènes et à la compréhension des connexions entre les paléobassins hydrographiques est majeure.

Analyse de la micro-usure dentaire de primates et d’ongulés du miocène supérieur de Méditerranée orientale : implications paléo-biologiques et paléo-environnementales.

Achevée le : décembre 2003
Doctorant : Gildas MERCERON
Directeurs de thèse : Laurent VIRIOT (IJFL, ENS Lyon),  Cécile BLONDEL (PALEVOPRIM)

Le miocène est marqué par la disparition des hominoi͏̈des de la province gréco-irano-afghane. Afin de reconstituer les environnements, le régime alimentaire des primates et des ongulés a été caractérisé par la micro-usure dentaire. Tout d’abord, l’analyse a été réalisée sur 7 primates actuels et 20 ongulés, constituant 2 bases de données PRIMATES et ONGULES (composées de 216 et 471 spécimens). Au Vallésien en Grèce, Ouranopithecus consommait des racines et des graminoi͏̈des. Son environnement était riche en graminoi͏̈des car les ruminants étaient paisseurs. Un milieu plus fermé et une saisonnalité marquée est révélée au Turolien inférieur, après la disparition de l’hominoi͏̈de. Ce changement environnemental est la cause probable de la disparition des hominoi͏̈des. L’analyse des ongulés des sites grecs, turcs, iraniens, afghans et français du Turolien a permis de révéler des variations dans la province gréco-irano-afghane et des différences entre l’ouest et l’est de l’Europe.

Les écosystèmes margino-littoraux du jurassique terminal et du crétacé basal d’Europe occidentale : biodiversité, biogéochimie et l’événement biotique de la limite Jurassique/Crétacé.

Achevée le : décembre 2003
Doctorant : Jean-Paul BILLON-BRUYAT
Directeur de thèse : Jean-Michel MAZIN (Laboratoire Paléoenvironnement et Paléobiosphère, Université de Lyon)

Les Lagerstätten margino-littoraux du Jurassique terminal et du Crétacé basal d’Europe occidentale sont célèbres pour leur contenu en Tétrapodes. Ce travail présente la première comparaison synthétique et quantifiée des assemblages de Tétrapodes de ces Lagerstätten à l’échelle de l’Europe occidentale. Sept sont connus historiquement: Guimarota, Solothurn, Cerin, Solnhofen, Canjuers, Montrouge et le Purbeck Limestone Group. Ce travail ajoute les assemblages inédits de trois gisements, résultat de fouilles systématiques: Crayssac (Tithonien, France), Chassiron (Tithonien, France) et Cherves-de-Cognac (Berriasien, France). Le milieu de vie de certains Tétrapodes est testé par biogéochimie isotopique. La comparaison montre que les assemblages reflètent plus ou moins des écosystèmes margino-littoraux. Ce travail montre de plus que les études de la biodiversité passée au niveau familial masque notre perception du comportement des espèces en dehors des périodes d’extinction de masse.

Les grands ongulés du mio-pliocène du Tchad (rhinocerotidae, giraffidae, camelidae) : systématique, implications paléobiogéographiques et paléoenvironnementales.

Achevée le : décembre 2002
Doctorant : Likius ANDOSSA
Directeurs de thèse : Michel BRUNET (PALEVOPRIM), Denis GERAADS (CR2P, MNHN, Paris)

Nouveaux hippopotamidae du Mio-Pliocène du Tchad et d’Ethiopie : implications phylogénétiques et paléoenvironnementales.

Achevée le : décembre 2002
Doctorant : Jean-Renaud BOISSERIE
Directeurs de thèse : Michel BRUNET & Patrick VIGNAUD (PALEVOPRIM)

La Mission Paléoanthropologique Franco-Tchadienne et le Middle Awash research project, travaillant respectivement dans le Djourab (Tchad) et la vallée de l’Aouache (Ethiopie), ont mis au jour de nombreux restes d’Hippopotamidae mio-pliocènes permettant de reconsidérer les questions posées par ce groupe. Les variations anatomiques intra-spécifiques sont étudiées chez l’actuel, afin de mieux définir les espèces fossiles. A partir des fossiles étudiés, quatre nouvelles espèces datées entre 7 et 2,5 Ma sont décrites. Les affinités de ces formes entre elles et avecles autres hippopotames plaident pour la réorganisation de la systématique phylogénétique du groupe. L’origine des hippopotames est reconsidérée. L’écologie de ces nouvelles espèces tchadiennes est examinée. Ces données mettent en relief le lien majeur entre l’histoire biogéographique des hippopotames d’Afrique avec l’évolution tectonique et climatique du continent.

Variabilité de l’appareil manducateur chez les hominoidea (mammalia, primates) actuels.

Achevée le : décembre 2001
Doctorant : Franck GUY
Directeurs de thèse : Michel BRUNET (PALEVOPRIM), Laurent VIRIOT (IJFL, ENS Lyon)

Les proboscidiens du mio-pliocène du Tchad : biodiversité, biochronologie, paléoécologie et paléobiogéographie.

Achevée le : décembre 2001
Doctorant : Mackaye HASSANE TAISSO
Directeurs de thèse : Michel BRUNET (PALEVOPRIM), Pascal TASSY (Chercheur Emérite, CR2P, MNHN, Paris)

Systématique et évolution des Feliformia (Mammalia, Carnivora) du paléogène d’Eurasie.

Achevée le : décembre 2000
Doctorant : Stéphane PEIGNÉ
Directeurs de thèse : Louis DE BONIS (PALEVOPRIM)

Afin de mieux comprendre la dynamique des guildes de mammiferes predateurs qui se sont succedees durant le paleogene, il est indispensable de mieux connaitre les especes presentes : leur nombre, leur diversite, leur regime alimentaire, leur mode de locomotion, etc. L’objectif de ce travail etait donc de reviser la systematique des carnivora feliformia et d’analyser leur diversite et les conditions de leur mise en place au cours de l’oligocene d’eurasie. Deux groupes taxonomiques distingues : (1) les aeluroidea, qui rassemblent les viverridae, les felidae, les herpestidae et les hyaenidae, et (2) les nimravidae, une famille totalement eteinte qui comprend des especes a l’allure tres feline. La revision systematique des feliformia paleogenes permet de reconnaitre 20 especes pour l’oligocene et le miocene inferieur. Six ont ete creees au cours de ce travail : stenoplesictis crocheti, stenogale bransatensis, proailurus bourbonnensis, proailurus major, eofelis giganteus et eusmilus villebramarensis. Plusieurs d’entre elles constituent de bon marqueur biochronologique. Une analyse phylogenetique a ete menee sur chaque groupe. Les relations des genres aeluroidea paleogenes avec les familles actuelles sont etudiees. Replace dans son cadre stratigraphique, l’arbre phylogenetique propose permet de vieillir l’age de divergence des aeluroidea (au moins 41 ma) et des nimravidae (entre 53 et 50 ma). Les consequences de ces estimations sur les relations des groupes de carnivora sont discutees. L’etude de la dynamique des guildes de predateurs paleogenes constitue la seconde partie de ce travail. Tous les mammiferes predateurs sont pris en compte : les creodonta et les carnivora. L’evolution de l’abondance des predateurs est analysee sur toute la periode etudiee en fonction de leur groupe taxonomique et de leur poids. Des comparaisons sont effectuees avec les populations de proies. Plusieurs explications des variations observees chez les predateurs sont proposees et discutees.