Patrons de développement de l'endosquelette (chondrification et minéralisation) chez deux espèces de chondrichthyens actuels : perspectives évo-dévo des gnathostomes

Riley, Cyrena (2016). « Patrons de développement de l'endosquelette (chondrification et minéralisation) chez deux espèces de chondrichthyens actuels : perspectives évo-dévo des gnathostomes » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

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Résumé

La biologie évolutive du développement (Évo-Dévo) propose une approche dynamique dans la solution des questions évolutives, en étudiant les mécanismes développementaux apportant des changements au niveau du phénotype d'un organisme. C'est dans un contexte Évo-Dévo que certaines études requièrent l'utilisation de jeunes stades développementaux provenant d'organismes modèles, organisés en une séquence d'âges croissants afin de voir la progression du développement au cours de l'ontogénie. Ces séquences développementales sont devenues des outils importants afin de décrire et comparer l'ontogénie de différentes espèces et déterminer les changements produits au cours de cette période, et mieux comprendre comment ces changements ont affecté leur évolution. Ces comparaisons permettent, entre-autres, de déterminer une condition basale (plésiomorphe) en comparant la condition présente chez un groupe phylogénétiquement basale, comme les chondrichthyens (requins, raies, chimères) à celle plus dérivée des ostéichthyens (poissons osseux). Les séquences développementales sur la progression de la mise en place des éléments endosquelettiques et leur minéralisation ont été étudiées intensément chez les ostéichthyens, mais aucune description de séquence complète n'est disponible pour les chondrichthyens. Cette situation est regrettable, car elle rend difficile la polarisation des conditions observées chez les ostéichthyens. De plus, l'analyse de séquences de chondrification et de minéralisation permettrait une compréhension accrue dans la formation et l'évolution de systèmes morphologiques, tels les nageoires paires. Aussi, la présence (ou l'absence) d'homologie entre des systèmes morphologiques présents chez les chondrichthyens ont été établies sans l'utilisation du critère ontogénétique; pourtant la similarité de développement constitue un facteur important dans la reconnaissance objective d'homologie. La description et l'analyse de la progression de la chondrification et de la minéralisation chez deux espèces de chondrichthyens sont l'objectif de cette thèse. Le premier volet avait pour objectif, en étudiant l'ordre et la mise en place des éléments cartilagineux chez un chondrichthyen, la chimère-éléphant (Callorhinchus milii), de valider la condition d'homologie sériée des nageoires paires, et de comparer la progression de la chondrification des nageoires paires entre les chondrichthyens et avec les ostéichthyens. Les résultats de cette étude sont les premiers à démontrer chez la chimère-éléphant que : (1) l'ordre et la direction de mise en place des éléments cartilagineux sont similaires entre les nageoires pectorales et pelviennes, supportant leur statut d'homologues sériés; (2) la grande similitude morphologique et développementale entre ces nageoires suggère la présence de modules morphologiques et développementaux issus d'une duplication; (3) le développement des nageoires paires est généralement similaire chez les chondrichthyens et (4) les conditions basales chez les gnathostomes vivants actuels incluent la présence de modules au niveau des nageoires paires, d'une direction de développement proximo-distale et la formation des nageoires pectorales avant les pelviennes. Ainsi, les stades ontogénétiques représentent une importante source d'informations morphologiques non décelées chez le phénotype adulte, et doivent être incorporés dans l'étude des conditions plésiomorphes des gnathostomes actuels. Le deuxième volet avait pour objectif, en étudiant l'ordre et la mise en place des éléments cartilagineux chez un chondrichthyen, la chimère-éléphant (C. milii), de vérifier la présence d'homologie entre la région occipitale du chondrocrâne et la région antérieure de la colonne vertébrale, de vérifier si la composition (éléments vertébraux) incorporés dans la région occipitale des chondrichthyens étaient homologues, et si les synarcua des raies et des chimères étaient homologues. Cette étude a révélé que : (1) la formation de la région occipitale et antérieure de la colonne vertébrale différaient au cours de leur développement; (2) que la composition (éléments vertébraux) de la région occipitale des chondrichthyens n'est pas homologue entre les différentes espèces et (3) que les synarcua des chimères et des raies ne sont pas homologues. Cette étude utilise, pour la première fois, le critère ontogénétique dans l'attribution de non-homologie de la région occipitale et la région antérieure de la colonne vertébrale, et entre les synarcua de chondrichthyens. Le troisième volet avait pour objectif, en décrivant la minéralisation chez un chondrichthyen, la raie épineuse (Amblyraja radiata), de comparer sa progression de minéralisation à celle présente chez d'autres chondrichthyens et ostéichthyens afin d'établir des tendances générales de la minéralisation. L'ordre, les patrons et les directions de minéralisation sont décrits pour la première fois chez un chondricthtyen. L'ordre et les directions de minéralisation sont similaires chez les chondrichthyens, et certaines tendances évolutives sont inférées pour les gnathostomes actuels. Un ensemble de contraintes phylogénétiques et mécaniques sont à l'origine de ces tendances. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Chimère-éléphant, raie épineuse, Callorhinchus milii, Amblyraja radiata, ontogénie, chondrification, minéralisation, nageoires paires, tesserae, minéralisation aréolaire

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: Chondrichthyens / Chimère éléphant / Raie épineuse / Minéralisation (Biologie) / Chondrification / Squelette / Cartilage / Nageoires / Ontogenèse / Biologie évolutive du développement
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 25 juill. 2016 13:30
Dernière modification: 25 juill. 2016 13:30
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/8695

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