Le Paris Biota (Spathien, Trias inférieur) : à l’aube des faunes marines modernes ?

Début de thèse : novembre 2019

Financement : contrat doctoral

Directeur : Arnaud Brayard ; codirecteur : Emmanuel Fara

Soutenue le 16 décembre 2022

Résumé

Entraînant l’extinction de plus de 80 % des espèces marines et environ 70 % des vertébrés continentaux, la crise Permien-Trias (P-T ; ~252 Ma) est sans aucun doute la plus sévère du Phanérozoïque. Cette crise marque également l’un des plus importants changements fauniques de l’histoire du vivant : la transition entre la Faune Évolutive Paléozoïque et la Faune Évolutive Moderne sensu Sepkoski. Cette Faune Évolutive Moderne correspond aux faunes marines structurées telles qu’elles sont connues aujourd’hui, et comprenant les mêmes acteurs principaux. Cette transition s’est opérée à minima tout au long du Trias inférieur. Durant cet intervalle, les conditions environnementales ont été très instables, conduisant à une succession de crises de plus petite ampleur, la plus importante d’entre elles ayant eu lieu à la fin du Smithien. Ces multiples crises servent d’ailleurs souvent de base au paradigme couramment admis d’une récupération biotique post-crise P-T différée et lente des faunes marines, en particulier pour le benthos. Plus spécifiquement, il est considéré que cette récupération biotique ne se serait enclenchée qu’à partir de la fin du Trias inférieur et n’aurait abouti qu’à partir de l’Anisien moyen. Autrement dit, cette récupération se serait étalée sur près de ~6-8 millions d’années ; un délai étant très probablement accentuée par l’apparente pauvreté du registre fossile connu du Trias inférieur. C’est dans ce contexte qu’a été découvert dans le bassin Ouest-américain, un assemblage fossile marin étonnamment diversifié et complexe, daté d’immédiatement après la crise de la fin du Smithien. Dénommé le Paris Biota, cet assemblage et ces composants ouvrent une fenêtre exceptionnelle sur les écosystèmes marins du Trias inférieur et sur l’essor des Faunes Evolutives Modernes.

Dans ce travail, je caractérise spatio-temporellement le Paris Biota, et explore d’avantage sa composition taxonomique. L’étude de quatre sites nouvellement découverts et provenant également du bassin Ouest-américain me permet d’établir que le Paris Biota s’étend au moins sur la moitié nord du bassin, et a perduré au moins jusqu’au début du Spathien supérieur. Par ailleurs, suite à la description et/ou à la révision des arthropodes, bivalves et échinodermes présents dans le Paris Biota, celui-ci apparaît considérablement plus riche qu’initialement décrit. Ne pouvant par conséquent plus être considéré comme une simple exception locale, le Paris Biota réfute le paradigme actuel sur la récupération biotique post-P-T au moins à l’échelle régionale, et fort probablement également à l’échelle globale si nous tenons compte d’autres fossiles à travers le monde.

De plus, j’explore dans ce travail l’évolution de la diversité taxonomique de trois grands groupes marins pour tout le Trias : les bivalves, les échinodermes et les ostéichtyens (ici dans le sens de tous les Actinopterygii et Sarcopterygii marins). Après avoir étudié la diversité de chacun de ces groupes individuellement, je synthétise le tout et propose un nouveau scénario de récupération biotique post-crise P-T. Dans ce scénario, les points clés sont les suivants : (i) la récupération biotique ne fut pas particulièrement différée et était déjà considérablement avancée dès la fin du Trias inférieur ; (ii) bien que la Faune Évolutive Moderne soit présente à partir de l’Anisien, certains groupes non intégrés dans celle-ci (bien qu’étant des éléments clés des écosystèmes modernes, e.g., coraux scléractiniaires, dinoflagellés et coccolithophores), ne sont apparus ou ont réellement pris leur essor uniquement après l’extinction du Carnien (début du Trias supérieur).

Enfin, je présente ici un modèle d’identification taxonomique innovant que j’ai développé en utilisant le matériel du Paris Biota et qui est basé sur des données de cartographie géochimique. D’après la morphologie complète de spectres élémentaires acquis en μ-XRF au Synchrotron, je mets en évidence l’existence, au sein d’un même biote, d’une signature géochimique complexe et taxon-spécifique, indépendante du type de préservation et de l’origine géographique de l’échantillon. Cette signature peut donc être utilisée comme un nouvel outil taxonomique, ouvrant la voie à un nouveau champ d’étude qu’est la taxonomie géochimique.

Mots-clés

paléontologie ; gisement à conservation exceptionnelle ; Paris Biota ; Spathien ; Trias inférieur ; taxonomie ; macroévolution

Jury

Marie-Béatrice Forel, Museum national d’Histoire naturelle – rapportrice
Bertrand Lefebvre (Chargé de recherche à l’Université Claude Bernard, Lyon 1) – rapporteur
Emmanuelle Vennin (Professeure des universités à l’Université de Bourgogne) – examinatrice
Loïc Villier (Professeur des universités à Sorbonne Université) – examinateur
Nicolas Goudemand (Professeur à l’ENS de Lyon) – examinateur
William J. Foster (Associate Professor at the University of Hamburg) – examinateur
Arnaud Brayard (Directeur de recherche CNRS à l’Université de Bourgogne) – directeur de thèse
Emmanuel Fara (Professeur des universités à l’Université de Bourgogne) – codirecteur de thèse

extrait:

lien_externe:

kc_data:

a:8:{i:0;s:0:"";s:4:"mode";s:0:"";s:3:"css";s:0:"";s:9:"max_width";s:0:"";s:7:"classes";s:0:"";s:9:"thumbnail";s:0:"";s:9:"collapsed";s:0:"";s:9:"optimized";s:0:"";}

kc_raw_content:

Le Paris Biota (Spathien, Trias inférieur) : à l'aube des faunes marines modernes ?

Début de thèse : novembre 2019

Financement : contrat doctoral

Directeur : Arnaud Brayard ; codirecteur : Emmanuel Fara

Soutenue le 16 décembre 2022

 

Résumé

Entraînant l'extinction de plus de 80 % des espèces marines et environ 70 % des vertébrés continentaux, la crise Permien-Trias (P-T ; ~252 Ma) est sans aucun doute la plus sévère du Phanérozoïque. Cette crise marque également l’un des plus importants changements fauniques de l’histoire du vivant : la transition entre la Faune Évolutive Paléozoïque et la Faune Évolutive Moderne sensu Sepkoski. Cette Faune Évolutive Moderne correspond aux faunes marines structurées telles qu’elles sont connues aujourd’hui, et comprenant les mêmes acteurs principaux. Cette transition s’est opérée à minima tout au long du Trias inférieur. Durant cet intervalle, les conditions environnementales ont été très instables, conduisant à une succession de crises de plus petite ampleur, la plus importante d’entre elles ayant eu lieu à la fin du Smithien. Ces multiples crises servent d’ailleurs souvent de base au paradigme couramment admis d’une récupération biotique post-crise P-T différée et lente des faunes marines, en particulier pour le benthos. Plus spécifiquement, il est considéré que cette récupération biotique ne se serait enclenchée qu’à partir de la fin du Trias inférieur et n’aurait abouti qu’à partir de l'Anisien moyen. Autrement dit, cette récupération se serait étalée sur près de ~6-8 millions d’années ; un délai étant très probablement accentuée par l’apparente pauvreté du registre fossile connu du Trias inférieur. C’est dans ce contexte qu’a été découvert dans le bassin Ouest-américain, un assemblage fossile marin étonnamment diversifié et complexe, daté d’immédiatement après la crise de la fin du Smithien. Dénommé le Paris Biota, cet assemblage et ces composants ouvrent une fenêtre exceptionnelle sur les écosystèmes marins du Trias inférieur et sur l'essor des Faunes Evolutives Modernes.

Dans ce travail, je caractérise spatio-temporellement le Paris Biota, et explore d’avantage sa composition taxonomique. L'étude de quatre sites nouvellement découverts et provenant également du bassin Ouest-américain me permet d’établir que le Paris Biota s’étend au moins sur la moitié nord du bassin, et a perduré au moins jusqu’au début du Spathien supérieur. Par ailleurs, suite à la description et/ou à la révision des arthropodes, bivalves et échinodermes présents dans le Paris Biota, celui-ci apparaît considérablement plus riche qu’initialement décrit. Ne pouvant par conséquent plus être considéré comme une simple exception locale, le Paris Biota réfute le paradigme actuel sur la récupération biotique post-P-T au moins à l'échelle régionale, et fort probablement également à l’échelle globale si nous tenons compte d’autres fossiles à travers le monde.

De plus, j'explore dans ce travail l’évolution de la diversité taxonomique de trois grands groupes marins pour tout le Trias : les bivalves, les échinodermes et les ostéichtyens (ici dans le sens de tous les Actinopterygii et Sarcopterygii marins). Après avoir étudié la diversité de chacun de ces groupes individuellement, je synthétise le tout et propose un nouveau scénario de récupération biotique post-crise P-T. Dans ce scénario, les points clés sont les suivants : (i) la récupération biotique ne fut pas particulièrement différée et était déjà considérablement avancée dès la fin du Trias inférieur ; (ii) bien que la Faune Évolutive Moderne soit présente à partir de l'Anisien, certains groupes non intégrés dans celle-ci (bien qu'étant des éléments clés des écosystèmes modernes, e.g., coraux scléractiniaires, dinoflagellés et coccolithophores), ne sont apparus ou ont réellement pris leur essor uniquement après l’extinction du Carnien (début du Trias supérieur).

Enfin, je présente ici un modèle d'identification taxonomique innovant que j'ai développé en utilisant le matériel du Paris Biota et qui est basé sur des données de cartographie géochimique. D’après la morphologie complète de spectres élémentaires acquis en μ-XRF au Synchrotron, je mets en évidence l'existence, au sein d'un même biote, d'une signature géochimique complexe et taxon-spécifique, indépendante du type de préservation et de l’origine géographique de l’échantillon. Cette signature peut donc être utilisée comme un nouvel outil taxonomique, ouvrant la voie à un nouveau champ d'étude qu'est la taxonomie géochimique.

 

Mots-clés

paléontologie ; gisement à conservation exceptionnelle ; Paris Biota ; Spathien ; Trias inférieur ; taxonomie ; macroévolution

 

Jury

Marie-Béatrice Forel, Museum national d’Histoire naturelle - rapportrice
Bertrand Lefebvre (Chargé de recherche à l’Université Claude Bernard, Lyon 1) - rapporteur
Emmanuelle Vennin (Professeure des universités à l’Université de Bourgogne) - examinatrice
Loïc Villier (Professeur des universités à Sorbonne Université) - examinateur
Nicolas Goudemand (Professeur à l’ENS de Lyon) - examinateur
William J. Foster (Associate Professor at the University of Hamburg) - examinateur
Arnaud Brayard (Directeur de recherche CNRS à l’Université de Bourgogne) - directeur de thèse
Emmanuel Fara (Professeur des universités à l’Université de Bourgogne) - codirecteur de thèse

titre_these:

Étude intégrée d’une crise biologique majeure : comment caractériser les fluctuations paleoenvironnementales a la transition Smithien‐Spathien (Trias inferieur) ?

date_de_debut_these:

novembre 2019

nom:

Smith

date_de_debut_these_numerique:

201911

titre:

Le Paris Biota (Spathien, Trias inférieur) : à l'aube des faunes marines modernes ?

date_de_soutenance_these:

16 décembre 2022

date_de_fin_these_numerique:

20221216