Sujet thèse ED 227 Janvier-Clément 010

Abada

Description

Appel à propositions de sujets de thèse pour l’obtention d’un contrat doctoral à soumettre au Conseil de l’Ecole doctorale 227 « Sciences de la Nature et de l’Homme » Intitulé du sujet Histoire évolutive et morphologie fonctionnelle des coelacanthes mésozoïques et actuels Intitulé de l’équipe d’accueil USM 203, UMR MNHN/CNRS 7207 CR2P, MNHN, Dpt Histoire de la Terre Numéro, intitulé in extenso et nom du directeur de l’unité de recherche USM 203, UMR MNHN/CNRS 7207, Centre de Recherche sur la Paléobiodiversité et les paléoenvironnements (CR2P), Philippe JANVIER Encadrement HDR directeur de thèse, rattaché à l’ED 227. (Rappel : le sujet sera refusé si l’HDR encadre déjà 2,5 thèses à la date d’examen du sujet.) Philippe JANVIER, Directeur de Recherche CNRS, UMR MNHN/CNRS 7207 Co-directeur éventuel Co-encadrant(s) éventuel(s) non HDR Gaël CLEMENT, UMR MNHN/CNRS 7207 Marc HERBIN, UMR MNHN/CNRS 7179 Sujet (problématique, objectifs, déroulement du travail) - Etude de la mécanique du crâne de Latimeria, par la mise en évidence des conséquences fonctionnelles de l’articulation intracrânienne lors de la prise alimentaire. L’analyse par éléments finis (FEA) sur des crânes d’adulte, de juvénile et d’embryon obtenus par tomographie scanner et IRM permettra de mettre en évidence les propriétés morphologiques, anatomiques, et mécaniques de ce complexe. - Etude fonctionnelle du crâne des Cœlacanthiformes actuels ...

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• Langue: Français

Extrait

Appel à propositions de sujets de thèse pour l’obtention d’un contrat doctoral

à soumettre au

Conseil de l’Ecole doctorale 227 « Sciences de la Nature et de l’Homme »

Intitulé du sujet

Histoire évolutive et morphologie fonctionnelle des coelacanthes mésozoïques et actuels

Intitulé de l’équipe d’accueil

USM 203, UMR MNHN/CNRS 7207 CR2P, MNHN, Dpt Histoire de la Terre

Numéro, intitulé

in extenso

et nom du directeur de l’unité de recherche

USM 203, UMR MNHN/CNRS 7207, Centre de Recherche sur la Paléobiodiversité et les

paléoenvironnements (CR2P), Philippe JANVIER

Encadrement

HDR directeur de thèse, rattaché à l’ED 227. (Rappel : le sujet sera refusé si l’HDR encadre

déjà 2,5 thèses à la date d’examen du sujet.)

Philippe JANVIER, Directeur de Recherche CNRS, UMR MNHN/CNRS 7207

Co-directeur éventuel

Co-encadrant(s) éventuel(s) non HDR

Gaël CLEMENT, UMR MNHN/CNRS 7207

Marc HERBIN, UMR MNHN/CNRS 7179

Sujet (problématique, objectifs, déroulement du travail)

- Etude de la mécanique du crâne de Latimeria, par la mise en évidence des conséquences

fonctionnelles de l’articulation intracrânienne lors de la prise alimentaire. L’analyse par

éléments finis (FEA) sur des crânes d’adulte, de juvénile et d’embryon obtenus par

tomographie scanner et IRM permettra de mettre en évidence les propriétés morphologiques,

anatomiques, et mécaniques de ce complexe.

- Etude fonctionnelle du crâne des Coelacanthiformes actuels (Latimeria) et fossiles

(Megalocoelacanthus, Axelrodichthys, Macropoma) par FEA afin de mettre en évidence des

spécificités morphologiques et fonctionnelles liées à un régime alimentaire particulier.

- Etude précise de l’articulation intracrânienne chez les Coelacanthiformes actuels et fossiles

et chez les sarcoptérygiens dévoniens proches parents des tétrapodes (Eusthenopteron et

Tiktaalik) afin de comprendre le rôle et l'évolution de ce caractère plésiomorphe dont la perte

chez les tétrapodes et les dipneustes représente une réversion majeure dans l'histoire des

Vertébrés.

- Etude de structures particulières de Latimeria et des coelacanthes fossiles : évolution de

l’appareil pulmonaire, des canaux sensoriels, croissance allométrique de l’encéphale par

rapport à la cavité endocrânienne.

- Descriptions anatomiques de coelacanthes mésozoïques (Megalocoelacanthus, Libys, etc.) et

révision de la phylogénie des coelacanthes, celle-ci présentant de nombreux problèmes de

convergence de forme et de longues lignées fantômes.

Contexte national et international

(importance du sujet pour l’avancement des

connaissances, équipes éventuellement en compétition, situation nationale et internationale de

l’unité sur cette problématique, caractère innovant)

Le MNHN possède la collection de coelacanthes actuels la plus complète au monde, et la seule

avec trois stades de croissance (embryon, juvénile, adulte). La recherche française a une

longue expertise des coelacanthes, qu'il faut entretenir et développer, particulièrement en

biologie évolutive.

Les observations in situ étant très difficiles, les études de morphologie fonctionnelle

(articulation intracrânienne) seront réalisées au moyen d’une analyse en éléments finis (ou

FEA). Cette méthode d’analyse numérique permet de caractériser virtuellement le

comportement mécanique de l’objet étudié sous différentes contraintes. Cette méthodologie,

liée à l'imagerie 3D, est en plein essor en biologie et paléontologie. Les descriptions et

analyses de matériel fossile inédit (Megalocoelacanthus) se fera en collaboration avec

l'AMNH, NY.

L'évolution de complexes anatomiques (ex : crâne et endocrâne) au cours de la transition

poisson-tétrapode est une thématique majeure de l'unité d'accueil.

Possibilité de réorientation

, notamment si le sujet comporte une grosse part de risque ou

d’imprévu (caractère très innovant, dépendance à l’obtention de matériels particuliers,…)

Pas de risque et pas d'imprévu. TOUTES les données (acquisitions tomographiques, matériel

d'étude fossile et actuel) sont disponibles. Au pire les connaissances en imagerie 3D pourront

être réinvesties dans un sujet sur les premiers tétrapodes.

Faisabilité en trois ans, échéancier

. (Rappels. Le doctorant est un collaborateur salarié, en

apprentissage de la recherche par la recherche ; il intègre une équipe pour la durée de son

contrat et seulement celle-ci. Il doit, à la fois, recevoir une formation et avoir une autonomie

favorisant créativité, inventivité et innovation. Aucune autre mission que celles qui sont

prévues dans son contrat et dans une éventuelle mission doctorale complémentaire ne peut lui

être confiée. Une quatrième inscription reste possible mais est dérogatoire. Il convient alors de

prendre contact avec la direction de l’ED au plus tard vers le milieu de la troisième année. S’il

s’agit d’un simple délai pour soutenance, cette dernière doit s’effectuer avant le premier

janvier de la quatrième année, sinon, la quatrième inscription est conditionnée à l’existence

d’un financement.)

1ère année :

Segmentation et modélisation des structures anatomiques de Latimeria. [1]

Description d'un coelacanthe géant du Crétacé nord américain Megalocoelacanthus à NY. [2]

2

ème

année :

Etude du mécanisme kinétique du crâne de Latimeria par FEA. [3]

Comparaison avec coelacanthes fossiles (ex : Megalocoelacanthus) et sarcoptérygiens

dévoniens (ex : Eusthenopteron) : évolution de l'articulation intracranienne. [4]

Etudes des modes de prises alimentaires et de la variété des comportements et régimes

alimentaires chez les coelacanthes. [5]

3

ème

année :

Phylogénie [6]

Etudes du poumon et système sensoriel des coelacanthes. [7-8]

Rédaction thèse d'articles [total des articles : min 6, max : 8]

Publications du (des) encadrant(s)

. Indiquer les références, comprenant le titre

in extenso

,

d’un maximum de trois publications récentes en rapport avec le sujet pour chacune des

personnes indiquées au § Encadrement

Philippe JANVIER

- Pradel, A., Langer, M., Maisey, J. G., Geffard-Kuriyama, D., Cloetens, P., Janvier, P. &

Tafforeau, P. (2009) Skull and brain of a 300 million-year-old chimaeroid fish revealed by

synchrotron holotomography. PNAS 106(13): 5324-5228. IF=9.59- Johanson, Z., Long, J. A.,

- Janvier, P. 2007. Homologies and evolutionary transitions in early vertebrate history. In

“Major transitions in vertebrate evolution” (J. S. Anderson and H.-D. Sues, Eds).

pp.57-121.

Indiana University Press, Bloomington.

- Talent, J. A., Janvier, P. & Warren, J. A. 2006. Oldest coelacanth from the Early Devonian

of Australia. Biology Letters. doi: 10.1098/rsbl.2006.0470.

Gaël CLEMENT

- Clément, G. & Ahlberg, P. E. sous presse. The cranial anatomy of the early sarcopterygian

Powichthys from Spitsbergen, based on CT scanning. In: Yu, Maisey & Miao (eds): Fossil

Fishes and Related Biota: Morphology, Phylogeny and Paleobiogeography – in Honor of

Meemann Chang”. Verlag Dr. F. Pfeil.

- Brito, P. M., Meunier, F. J., Clément, G. & Geffard-Kuriyama, D. sous presse. The

histological structure of the calcified lung of the fossil coelacanth Axelrodichthys araripensis

(Actinistia: Mawsoniidae). Palaeontology.

- Clément, G. 2005. A new coelacanth (Actinistia, Sarcopterygii) from the Jurassic of France,

and the question of the closest relative fossil to Latimeria. Journal of Vertebrate Paleontology,

25(3): 481-491.

Marc HERBIN

- Herbin, M., Dupret, V. Goussard, F. & Clément, G. sous presse. Les techniques d’imagerie

3D au service de la valorisation scientifique des collections anatomiques : une étude virtuelle

de l’anatomie du Coelacanthe. Lettre de l’Office de Coopération et d’Information

Muséographiques.

Profil du candidat recherché

Le candidat recherché devra avoir de solides connaissances en paléontologie des vertébrés,

particulièrement des sarcoptérygiens, ainsi que dans l'évolution des principaux complexes

anatomiques des vertébrés. Intérêts en techniques 3D appréciés.

Avis du directeur d’unité

.

Avis extrêmement favorable - P. JANVIER, directeur UMR7207(CR2P)