imagerie et morphométrie (morphOptics)

responsables : Rémi Laffont et Nicolas Navarro

 

 

Les tribulations d’un fossile au laboratoire : de sa préparation à son interprétation

 

 

Contact

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03 80 39 63 77


Localisation

Aile centrale, 3e étage, bureau n°18 (morphométrie)

Aile sud, 3e étage, salle de préparation biologique (blanchiment)

Aile centrale, sous-sol, salle de dégagement (dégagement/tamisage) 

 

L’ensemble des matériels, logiciels et ouvrages présentés par la suite est disponible (selon certaines règles d’utilisation) pour les membres du laboratoire et les étudiants. Les personnes externes doivent adresser une demande au directeur, Pascal Neige.

 
 

Préparation paléontologique

Après leur échantillonnage sur le terrain, les fossiles sont rarement utilisables directement pour analyse : une phase de préparation est donc nécessaire.


1) Fossiles contenus dans des roches indurées : dégagement

4 burins pneumatiques (pression à 2,5 bar) pour dégager les fossiles de leurs gangues rocheuses.


2) Fossiles contenus dans des sédiments meubles : tamisage

50 tamis (maille de 3 à 0,036 mm) permettant la récolte de microfossiles.


3) Blanchiment

Dispositif interne permettant 2 techniques de blanchiment selon la taille des fossiles : au chlorure d’ammonium ou au magnésium, en vue de les photographier.

 

 

Morphométrie

Une fois le matériel biologique fossile ou actuel préparé, les trois principales techniques de morphométrie (morphométrie traditionnelle, Procruste et analyse de Fourier) sont utilisables directement sur l’objet ou à partir de sa photographie.

 

1) Matériels de mesures et d’acquisitions

- Microscope mesureur (mesuroscope) Nikon MM-60 (précision 1µm), 2 grossissements x10 (objets <5cm) x30 (objets <1cm).

- Calculateur géométrique Quadra-Chek 200 Metronics : prise de coordonnées 3D (x,y,z).

- Logiciel Winwedge pour transfert des coordonnées vers Excel.

=> Mesures de distances (morphométrie traditionnelle) ou de coordonnées (Procruste).

 


- Digitaliseur Polhemus 3Space : prise de coordonnées 3D (x,y,z).

- Logiciel Hyperspace (version 1.5) pour transfert des coordonnées vers Excel.

=> Mesures de coordonnées (Procruste).

 

 

- 1 pied à coulisse digital avec sortie de données vers Excel : prise de distances.

- 7 pieds à coulisse digitaux : prise de distances.

=> Mesures de distances (morphométrie traditionnelle).

 


- Logiciel Optimas (version 6.5) prise de coordonnées, distances et extraction de contours à partir de photographies numériques.

=> Mesures de distances (morphométrie traditionnelle), de coordonnées (Procruste) ou acquisition de contours (analyse de Fourier).

 


- Scanner Epson Perfection 1670 pour numérisation de contours dessinés à la chambre claire.

=> Acquisition de contours (analyse de Fourier).

 

2) Analyses morphométriques

Les deux techniques de morphométrie géométrique (Procruste et analyses de Fourier) nécessitent un traitement mathématique complexe avant les analyses statistiques :

 

- Programme Matlab CDFT (Dommergues C.-H. 2001 : CDFT complex discrete fourier transform (Matlab package), Version 2.7. Dijon: Biogéosciences-Dijon, UMR CNRS 5561).

=> Analyse de Fourier.


- Logiciel libre TPS RelW (Rohlf F.J. 2003 : tpsRelw, relative warps analysis, version 1.36. Department of Ecology and Evolution, State University of New York at Stony Brook).

=> Analyse Procruste.

 

3) Traitement statistique

Pour caractériser et comprendre les différences de morphologies à partir des mesures prises sur les individus.

 
 


- Logiciels Statview (version 5.0), Statistica (version 8), Past (version 1.80 : Hammer Ø., Harper D.A.T. & Ryan P.D. 2001 : PAST: Palaeontological Statistics software package for education and data analysis. Palaeontologica Electronica 4(1): 9pp.).

=> Traitement statistique classique, utile pour la majorité des cas.

 


- Logiciels de programmation Matlab (version 6.5) et R (version 2.6.1).

=> Traitement statistique pour des analyses spécifiques non disponibles dans les logiciels, à développer soi-même.

 


- Plusieurs fonctions Matlab développées pour des besoins spécifiques (analyses en coordonnées principales, régression multivariée, erreur de mesure … : Navarro, N.)

=> Analyses statistiques spécifiques.

 


- Programme Matlab d’analyse des espaces morphologiques : MDA (version 1.2 : Navarro N. 2003. MDA: a Matlab-based program for Morphospace-Disparity Analysis. Computers & Geosciences 29: 655-664).

=> Outil pour comprendre la structuration des ensembles de formes observés.

 

4) Documentation

Environ 20 ouvrages dédiés à la morphométrie et au traitement statistique :


- Chernick M.R. 1999 : Bootstrap methods - A practitioner's guide. New York : John Wiley & Sons, Inc. 264 pp. ISBN10 0-471-34912-7, ISBN13 978-0-471-34912-9.

- Escoffier B. & Pagès J. 1998 : Analyses factorielles simples et multiples. 3ème édition. Paris : Dunod. 284 pp. ISBN10 2-10-004127-4, ISBN13 9782100041275.

- Joliffe I.T. 2002 : Principal component analysis. 2ème édition. New York : Springer. 487 pp. ISBN10 0-387-95442-2, ISBN13 978-0-387-95442-4.

- Lebart L., Morineau A. & Piron M. 2000 : Statistique exploratoire multidimensionnelle. Paris : Dunod. 438 pp. ISBN10 2-10-049616-6, ISBN13 978-2-10-049616-7.

- Scherrer B. 1984 : Biostatistique. Gaëtan Morin ed. 850 pp. ISBN10 2-89105-093-2, ISBN13 978-2-89105-093-7.

- Siegel S. & Castellan N.J. 1988 : Non parametric statistics for the behavioral sciences. 2ème édition. New York : McGraw-Hill. 399 pp. ISBN10 0-07-057357-3, ISBN13 978-0-07-057357-4.

- Sokal R.R. & Rohlf F.J. 1995 : Biometry. 3ème édition. New York : W.H. Freeman and Company. 881 pp. ISBN10 0-7167-2411-1, ISBN13 978-0-7167-2411-7.

- Tanner M.A. 1996 : Tools for statistical inference. 3ème édition. New York : Springer. 205 pp. ISBN10 0-387-94688-8, ISBN13 978-0-387-94688-7.

- Zar J.H. 1999 : Biostatistical analysis. 4ème édition. London : Prentice Hall. 663 pp. ISBN10 0-13-081542-X, ISBN13 978-0-13-081542-2.


- Bookstein F.L., Chernoff B., Elder R.L., Humphries J.M., Smith G.R. & Strauss R.E. 1985 : Morphometrics in evolutionary biology - The geometry of size and shape change, with examples from fishes. Special Publication No. 15. Philadelphia : Academy of Natural Sciences. 277 pp. ISBN10 0-910006-48-2, ISBN13 978-0-910006-48-4.

- Bookstein F.L. 1991 : Morphometrics tools for landmark data - Geometry and biology. Cambridge : Cambridge University Press. 453 pp. ISBN10 0-521-38385-4, ISBN13 978-0-521-38385-1.

- Costa L.F. & Cesar R.M. 2000 : Shape analysis and classification - Theory and practice. Boca Raton : CRC Press. 659 pp. ISBN10 0-8493-3493-4, ISBN13 978-0-8493-3493-1.

- Dryden I.L. & Mardia K.V. 1998 : Statistical shape analysis. Chichester : John Wiley & Sons. 347 pp. ISBN10 0-471-95816-6, ISBN13 978-0-471-95816-1.

- Harper D.A.T. 1999 : Numerical Palaeobiology: Computer-Based Modelling and Analysis of Fossils and their Distributions. John Wiley & Sons. ISBN10 0-471-97405-6, ISBN13 978-0-471-97405-5.

- Kendall D.G., Barden D., Carne T.K. & Le H. 1999 : Shape and shape theory. Chichester : John Wiley & Sons, Ltd. 306 pp. ISBN10 0-471-96823-4, ISBN13 978-0-471-96823-8.

- Lestrel P.E. 1997 : Fourier descriptors and their applications in biology. Cambridge : Cambridge University Press. 466 pp. ISBN10 0-521-45201-5, ISBN13 978-0-521-45201-4.

- Lestrel P.E. 2000 : Morphometrics for the life sciences - Recent advances in human biology volume 7. Singapore : World Scientific Press. 261 pp. ISBN10 0-521-45201-5, ISBN13 978-0-521-45201-4.

- MacLeod N. & Forey P.L. 2002 : Morphology, shape and phylogeny. London : Taylor & Francis. 304 pp. ISBN10 0-415-24074-3, ISBN13 978-0-415-24074-1.

- Zelditch M.L., Swiderski D.L., Sheets H.D. & Fink W.L. 2004 : Geometric morphometrics for biologists - A primer. Amstredam : Elsevier Academic Press 443 pp. ISBN10 0-12-778460-8, ISBN13 978-0-12-778460-1.

 

 

Paléontologie : environ 25 volumes de la collection R.C. Moore (Treatise on Invertebrate Paleontology) :

 

- Berggren W.A. et al. 1979 : Part A - Introduction: Fossilization (Taphonomy) Biogeography and Biostratigraphy. 569 pp. ISBN10 0-8137-3001-5, ISBN13 978-0-8137-3001-1.

- Loeblich A.R. et al. 1964 : Part C - Protista 2, vol. 1 & 2: Sarcodina, Chiefly “Thecamoebians” and Foraminiferida. 900 pp. Number 53-12913.

- Amsden T.W. et al. 1954 : Part D - Protista 3: Protozoa (Chiefly Radiolaria and Tintinnina). 195 pp. Number 53-12913.

- Amsden T.W. et al. 1955 : Part E - Archaeocyatha: Archaeocyatha and Porifera. 122 pp. Number 53-12913.

- Hill D. 1972 : Part E vol 1 (Revised) - Archaeocyatha: Archaeocyatha. 158 pp. ISBN10 0-8137-3105-4, ISBN13 978-0-8137-3105-6.

- Bayer F.M. et al. 1956 : Part F - Coelenterata: Coelenterata. 498 pp. Number 53-12913.

- Amsden T.W. et al. 1953 : Part G - Bryozoa: Bryozoa. 253 pp. Number 53-12913.

- Boardman R.S. et al. 1983 : Part G (Revised) - Bryozoa, vol. 1: Introduction, Order Cystoporata, Order Cryptostomata. 625 pp. ISBN10 0-8137-3107-0, ISBN13 978-0-8137-3107-0.

- Williams A. et al. 1965 : Part H - Brachiopoda, vol. 1 & 2: Brachiopoda. 927 pp. Number 53-12913.

- Williams A. et al. 1997 : Part H (Revised) - Brachiopoda, vol. 1: Brachiopoda (Introduction). 539 pp. ISBN10 0-8137-3108-9, ISBN13 978-0-8137-3108-7.

- Brookes Knight J. et al. 1960 : Part I - Mollusca 1: Mollusca General Features, Scaphopoda, Amphineura, Monoplacophora, Gastropoda. General Features, Archaeogastropoda and some (mainly Paleozoic) Caenogastropoda and Opisthobranchia. 351 pp. Number 53-12913.

- Teichert C. et al. 1964 : Part K - Mollusca 3: Cephalopoda. General Features, Endoceratoidea—Actinoceratoidea, Nautiloidea, Bactritoidea. 519 pp. Number 53-12913.

- Arkell W.J. et al. 1957 : Part L - Mollusca 4: Cephalopoda, Ammonoidea. 490 pp. Number 53-12913.

- Brosius E. et al. 1996 : Part L (Revised) - Mollusca 4, vol. 4: Cretaceous Ammonoidea. 362 pp. ISBN10 0-8137-3112-7, ISBN13 978-0-8137-3112-4.

- Harrington H.J. et al. 1959 : Part O - Arthropoda 1: Arthropoda General Features, Protarthropoda, Euarthropoda General Features, Trilobitomorpha. 560 pp. Number 53-12913.

- Størmer L. et al. 1955 : Part P - Arthropoda 2: Chelicerata with sections on Pycnogonida and Palaeoisopus. 181 pp. Number 53-12913.

- Benson R.H. et al. 1961 : Part Q - Arthropoda 3: Crustacea, Ostracoda. 442 pp. Number 53-12913.

- Brooks H.K. et al. 1969 : Part R - Arthropoda 4, vol. 1: Crustacea (Exclusive of Ostracoda), Myriapoda, Hexapoda. 398 pp. Number 53-12913.

- Wyatt Durham J. et al. 1966 : Part U - Echinodermata 3, vol. 1 & 2: Asterozoans, Echinozoans. 695 pp. Number 53-12913.

- Amsden T.W. et al. 1955 : Part V - Graptolithina: Graptolithina with sections on Enteropneusta and Pterobrachia. 101 pp. Number 53-12913.

- Bulman O.M.B. 1970 : Part V (Revised) - Graptolithina: Graptolithina with sections on Enteropneusta and Pterobrachia. 163 pp. Number 53-12913, SBN 8137-3123-2.

- Hass W.H. et al. 1962 : Part W - Miscellanea: Conodonts, Conoidal Shells of uncertain affinities, Worms, Trace Fossils and Problematica. 259 pp. Number 53-12913.

- Häntzschel W. 1975. Part W (Revised) - Miscellanea, Supplement 1: Trace Fossils and Problematica. 269 pp. ISBN10 0-8137-3027-X.

 

 

Dernière mise à jour : 28/08/2008.