Disparité morphologique et modularité des nageoires médianes et paires chez les vertébrés basaux

Larouche, Olivier (2017). « Disparité morphologique et modularité des nageoires médianes et paires chez les vertébrés basaux » Thèse. Montréal, Québec, Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

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Résumé

Les organismes vivants sont morphologiquement très diversifiés. Chez les poissons, cette disparité morphologique relève entre autres de différences dans la configuration des nageoires, notamment quant au nombre de nageoires présentes et à leurs positions relatives sur le corps. L'une des propriétés organisationnelles du vivant qui pourrait favoriser l'accumulation de disparité morphologique est la modularité. La modularité stipule que les organismes sont constitués de sous-unités hautement cohésives appelées "modules". Puisque les modules sont quasi-indépendants les uns par rapport aux autres au cours du développement ou de l’évolution, ils peuvent individuellement être optimisés sans affecter l'intégrité du reste de l'organisme. L’objectif général de cette thèse doctorale était donc d'étudier les patrons de covariation quant à la présence/absence des nageoires et à la position relative que chacune d'elles occupe sur le corps des poissons afin d’identifier des modules aux échelles micro- et macroévolutives. Le premier objectif était d'analyser la disparité morphologique et la covariance dans la présence/absence des nageoires à une échelle macroévolutive. Un super-arbre phylogénétique incluant 144 ordres de poissons actuels et fossiles a été produit, puis les caractères de présence/absence des nageoires ont été superposés sur ce super-arbre. La répartition phylogénétique des caractères suggère que les nageoires médianes et paires seraient apparues d'abord sous la forme de structures allongées qui auraient éventuellement été modifiées en nageoires aux insertions plus exiguës. Une combinaison d’analyses exploratoires et de tests d'hypothèses ont aussi permis de démontrer que certaines nageoires (dorsale/anale, pectorales/pelviennes) covarient davantage en termes de présence/absence, ce qui suggère qu'elles forment des modules évolutifs. Le deuxième objectif était d'analyser les patrons de covariation en termes de positions relatives des nageoires sur le corps du poisson à l'échelle microévolutive. Pour ce volet, deux espèces de Cyprinidae (Danio rerio et Chrosomus eos) ont été utilisés comme organismes modèles. À l'aide d'une approche en morphométrie géométrique, quatre méthodes ont été utilisées afin de tester et d’évaluer la qualité d'ajustement d'une série d'hypothèses de modularité aux données observées. Les hypothèses de modularité les mieux supportées suggèrent que la région postérieure du tronc et de la queue, incluant les nageoires dorsale, anale et caudale, forme un module variationnel. Ce résultat s'explique en partie par des contraintes fonctionnelles engendrées par un mode de locomotion de type subcaranguiforme. Un module variationnel des nageoires paires est également supporté, mais moins fortement que celui du tronc postérieur et de la queue. Les modules variationnels identifiés ne correspondent pas exactement aux modules suggérés par les données développementales. Cette non-concordance pourrait résulter de contraintes fonctionnelles et/ou des effets de différents processus développementaux qui se superposent au cours de l'ontogénie, embrouillant ainsi le signal de chacun des processus développementaux considérés individuellement. Le troisième objectif était d'analyser les patrons de covariation en termes de positions relatives des nageoires sur le corps du poisson à l’échelle macroévolutive. Ici aussi, une approche en morphométrie géométrique a été préconisée en utilisant cette fois un échantillon de 58 espèces d’actinoptérygiens couvrant un large spectre phylogénétique. Parmi les hypothèses de modularité les mieux supportées, l’une d’elles subdivise le corps du poisson en trois modules évolutifs : la tête, le tronc et la queue. Or, le module du tronc, qui inclut les points d’insertion de toutes les nageoires sauf la caudale, est caractérisé par un taux d'évolution significativement supérieur aux deux autres modules, en plus de présenter une disparité morphologique plus importante. Ceci suggère qu'une relation existe entre la modularité et la disparité morphologique, par l'entremise de changements dans les taux d'évolution morphologique. Les résultats suggèrent aussi qu’il existe à la fois des similitudes et des différences quant aux patrons d’intégration morphologique et de modularité observés entre les échelles micro- et macroévolutives. Les patrons identifiés à l’échelle des actinoptérygiens pourraient refléter un amalgame des patrons inhérents à un certain nombre de lignées évolutives appartenant à ce clade. Une conclusion importante concernant l’ensemble des résultats de cette étude est qu'il existe une correspondance partielle entre les patrons d'intégration morphologique et de modularité identifiés aux échelles micro- et macroévolutive. Puisque les hypothèses de modularité qui ont été testées sont largement basées sur des observations développementales, ceci implique une relation entre des modules développementaux, variationnels et évolutifs. Ce faisant, cela unit des processus qui se déroulent à l’échelle des individus, des populations et des espèces. MOTS-CLÉS : ________________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : disparité morphologique, modularité, poissons, nageoires médianes et paires, morphométrie géométrique.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Cloutier, Richard
Mots-clés ou Sujets: Morphologie / Modularité biologique / Nageoires / Poissons / Morphométrie
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 18 déc. 2017 11:41
Dernière modification: 01 févr. 2018 10:49
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/10823

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