Intéractions entre traits crâniens et dynamique macroévolutive de la radiation adaptative des rongeurs – DispaRat

La disparité phénotypique et la diversité spécifique sont les marqueurs de biodiversité. Il est attendu que des traits morphologiques qui favorisent l'invasion de nouvelles zones d'adaptatives soient plus communs au sein de l’arbre du vivant. Ces traits ont été reconnus comme des "innovations clés", leur acquisition pouvant expliquer le succès évolutif d'un groupe taxonomique. Les morphologistes ont embrassé le concept d'innovations clés et l'ont largement utilisé pour expliquer de nombreux cas de radiations adaptatives. Cependant, la théorie qui sous-tend ce concept a été fortement critiquée en raison du manque de preuves démontrant un lien entre l’acquisition d’une innovation clé et une augmentation de la diversité spécifique. Au sein des mammifères, les rongeurs constituent un cas particulier. Ce clade comprend au moins 2600 espèces caractérisées par une étonnante diversité de formes et présentant une répartition inégale de variations phénotypiques crâniennes entre les familles. Plusieurs caractéristiques crâniennes et dentaires, associées à des modifications des mouvements masticateurs ou à des adaptations alimentaires, ont été reconnues en tant qu’innovations clés. De fortes contraintes fonctionnelles affectant la mastication ont limité le nombre de possibilités évolutives et favorisé une évolution convergente de plusieurs morphotypes crâniens. Une telle situation qui explique la difficulté passée de classer les rongeurs en fonction de leurs caractéristiques crâniennes et dentaires, implique également que ces caractères ont une forte signification adaptative, ce qui a renforcé leur image de promoteurs de diversification. Cependant, les différentes composantes de l'appareil masticateur (os, muscles et dents) ont généralement été étudiées de manière isolée, avec peu de considération pour leur intégration fonctionnelle. L'objectif du projet DispaRat est de comprendre si les caractéristiques ostéologiques, dentaires et musculaires évoluent de manière indépendante ou conjointe, et si leur évolution a influencé la diversification des lignées de rongeurs. Nous utiliserons une approche holistique et intégrative combinant des méthodes de pointe de quantification morphologique et macroévolutives pour traiter les hypothèses suivantes : Hypothèse 1 - Les traits ostéologiques, dentaires et musculaires sont fonctionnellement interdépendants et caractérisent les habitudes alimentaires et le mode de vie. En explorant la dynamique des relations entre diversité morphologique et diversité mécanique, nous prévoyons qu’une évolution vers différentes stratégies écologiques pourra expliquer la sélection de certaines associations de traits morphologiques. Hypothèse 2 - Des associations spécifiques de caractéristiques crâniennes qui évoluent de manière conjointe peuvent expliquer la diversification des différents groupes de rongeurs. Si les caractéristiques crâniennes agissent comme des innovations clés, nous prévoyons que les interactions fonctionnelles entre les traits, plutôt que les traits eux-mêmes, expliqueront pourquoi la diversité est inégalement répartie entre les lignées de rongeurs. Nous adopterons une approche en quatre étapes pour tester ces deux hypothèses. Tout d'abord, nous nous concentrerons sur l'évaluation de la corrélation entre les caractères ostéologiques, musculaires et dentaires, afin de construire des modèles prédictifs d'intégration phénotypique (WP1). Ensuite, nous estimerons la performance biomécanique de l'appareil masticateur de manière à caractériser le lien morphofonctionnel entre ses différents composants (WP2). Troisièmement, nous assemblerons une matrice caractère/taxon inédite pour effectuer des inférences phylogénétiques et reconstruire un modèle morphofonctionnel de l'appareil masticateur des premiers représentants du groupe (WP3). Enfin, nous testerons explicitement si certaines interactions fonctionnelles entre les traits, ou les traits eux-mêmes, peuvent expliquer la diversité actuelle du groupe (WP4).