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Evo-dévo de la diversification et de la disparition de la denture chez les Oiseaux – PIAFS

Des dents chez les oiseaux : de la fiction à la réalité

Les oiseaux n’ont pas de dents ; pourtant, beaucoup en avaient au temps des dinosaures, comme la quasi-totalité des vertébrés de cette époque. A partir des fossiles, nous cherchons à comprendre pourquoi et comment elles ont ensuite disparu chez les oiseaux, puis si les structures osseuses en forme de dents connues chez de rares oiseaux fossiles plus tardifs, les pseudodents, partagent avec les dents des bases développementales qui se seraient conservées.

Reconstruire l’histoire développementale des dentures et pseudodentures d’oiseaux

Les oiseaux n’ont pas de dents, mais au temps des dinosaures, la plupart en avaient. Sur quelles bases développementales s’est produite la (/les) perte(s) de denture ? Après la crise d’extinctions il y a 66 millions d’années, parmi les oiseaux - tous adontes, deux groupes éteints avaient des « pseudodents » faites d’os, structures exceptionnelles mimant une denture. Etaient-elles superficiellement convergentes avec une denture, ou en partie un héritage d’un potentiel de développement de dents ?

Les fossiles qui représentent d’une part les dents d’oiseaux, d’autre part les pseudodents plus récentes, sont excessivement rares. Il est donc impossible (ou exceptionnel) de faire des lames minces, afin d’en observer la structure interne. Pour ce faire, nous utilisons donc des techniques de scanner à rayons X, et pour une résolution extrêmement fine la technologie synchrotron. Les images en 3 dimensions obtenues permettent d’analyser ainsi les structures internes sans altérer les spécimens.

La perte des dents, qui a eu lieu plusieurs fois chez les oiseaux, a favorisé la diversification ultérieure des oiseaux modernes. Des scans révèlent toutes les échelles de la structure interne, jusqu’ici inconnue, de dents d’oiseaux. Les pseudodents osseuses de Pelagornis se formaient très tard chez le poussin et le bec les recouvrant, ensuite. Ces oiseaux étaient donc très nidicoles. Nous proposons un cadre rigoureux pour valider des noms scientifiques tels que Aves (oiseaux) et leur contenu.

Certains poissons ont des pseudodents en os, d’autres des dents distribuées par taille d’une façon séquentielle qui rappelle les pseudodentures d’oiseaux. Le développement de ces dents ou pseudodents de poissons sera étudié. Nous examinerons, chez des embryons de poulets mutants, des rudiments de dents, dont nous analyserons l’histologie fine comparée aux dents et pseudodents d’oiseaux. Nous étudierons la résistance potentielle des mâchoires d’oiseaux à pseudodents aux contraintes mécaniques.

Louchart & Viriot 2011. From snout to beak: the loss of teeth in birds. TREE 26: 663-673.
Louchart & Viriot 2011. Comment les oiseaux ont-ils perdu leurs dents ? Une revue à partir du registre fossile. Cahiers ADF 27 : 17-28.
Diversification p

L’apparition de la denture chez les Vertébrés a été une innovation-clé dans leur évolution. Elle a été suivie d’une formidable diversification avec des modifications dans le nombre, la forme, la structure, l’implantation, la croissance, et le remplacement des dents. Ces caractéristiques sont étudiées particulièrement chez les mammifères, et aussi chez des groupes fossiles tels que les dinosaures non-aviens. Les oiseaux aujourd’hui sont remarquables par leur absence de dents. Mais entre 146 et 65,5 millions d’années avant le présent, de nombreux groupes d’oiseaux étaient dentés, au moins partiellement. Le registre fossile de ces taxons est exceptionnel et en augmentation. Parallèlement, des expérimentations récentes ont produit des rudiments de dents chez des embryons de poulets mutants. Dans notre projet, nous voulons pour la première fois mettre en oeuvre des investigations détaillées des phénotypes des dents et des dentures chez des oiseaux Mésozoïques, et des embryons expérimentaux, et les comparer avec celles d’autres archosaures, et d’autres tétrapodes. Nous voulons également déchiffrer les trajets évolutifs de réduction dentaire et d’adontie chez les oiseaux, et les mécanismes qui les sous-tendent, par une approche évo-dévo. Troisièmement, nous allons rechercher la nature et l’ontogénie de structures connues comme « pseudo-dents » ou dents osseuses chez deux groupes éteints d’oiseaux Cénozoïques, car elles peuvent donner un éclairage nouveau sur l’évolution et la perte de denture dans la classe entière.

Coordinateur du projet

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE (Divers public)

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Partenaire

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE

Aide de l'ANR 173 996 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2011 - 36 Mois

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