Evolution de la denture pharyngienne des Cypriniformes

Evolution of pharyngeal dentition in Cypriniformes

• Auteur / Autrice : Emmanuel Pasco-Viel
• Direction : Laurent Viriot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Vie
• Date : Soutenance le 09/12/2013
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon (Lyon ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Janvier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Viriot, Philippe Janvier, Ann Huysseune, Jörg Freyhof, Vincent Laudet, Ioan Negrutiu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Janvier, Ann Huysseune

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évolution (biologie)

Écologie animale

Phylogénie

Microtomographie

Cypriniformes

Mots clés libres

Cypriniformes

Denture pharyngienne

Microtomographie

Phylogénie

Écologie

Développement

Évolution

Cypriniformes

Pharyngeal dentition

Microtomography

Phylogeny

Ecology

Development

Evolution

Résumé

Les Cypriniformes sont un ordre de poissons téléostéens d’eau douce composé d’environ 4000 espèces. Ils sont caractérisés par l’absence de dents orales et la présence de dents pharyngiennes uniquement sur le cinquième cératobranchial. Cependant, par rapport à d’autres groupes, leur denture pharyngienne présente une diversité très importante en termes de nombre et surtout de forme de dents. J’ai donc étudié l’étendue de la diversité de la denture pharyngienne chez les Cypriniformes, dans un cadre phylogénétique, permettant ainsi de mettre en évidence des tendances évolutives. Au sein des Cypriniformes, j’ai étudié certains groupes plus en détail, au regard de leur importance et de leur diversité. J’ai cherché à comprendre quels pouvaient être les facteurs expliquant la diversité de la denture pharyngienne et il s’avère que ces facteurs sont différents selon les groupes de Cypriniformes étudiés. Alors que le régime alimentaire semble être un facteur essentiel chez les Cyprininae, cela n’est pas le cas chez les Leuciscinae pour lesquels il y a surtout un héritage phylogénétique important. Chez un autre groupe, les Danioninae, c’est en revanche le type de développement qui explique la diversité des dents pharyngiennes. Cette étude détaillée de la diversité de la denture pharyngienne des Cypriniformes va permettre d’utiliser ce groupe comme nouveau modèle d’évo-dévo des dents grâce au poisson-zèbre qui est un modèle de biologie du développement. Dans ce cadre, une première étude d’un mutant chez le poisson-zèbre a permis de mettre en évidence le rôle de l’acide rétinoïque dans le développement et l’évolution du nombre et de la forme des dents chez les Cypriniformes. Ce travail a donc permis d’explorer la diversité de la denture pharyngiennes des Cypriniformes, de mettre en évidence des tendances évolutives et de comprendre certains facteurs à l’origine de cette évolution.

Cypriniformes are the most diverse freshwater fish clade with around 4,000 species. They are characterized by the absence of oral teeth and the presence of pharyngeal teeth restricted to the fifth ceratobranchials. Yet, compared to other groups, their pharyngeal dentition displays a huge diversity both in terms of number and shape. I have investigated the extant of the diversity of the pharyngeal dentition in Cypriniformes, in a phylogenetic framework, allowing to decipher evolutionary trends. I have studied several groups within Cypriniformes in more details, because of their importance in terms of diversity. I have tried to understand what factors could explain this diversity of pharyngeal dentition and it appeared that those factors could be different according to each group. Whereas diet and other ecological factors are important in Cyprininae, it is not the case in Leuciscinae in which there are essentially phylogenetic signals. In another group, Danioninae, it is the type of development which explains the diversity of pharyngeal dentition. This detailed study of the diversity of pharyngeal dentition in Cypriniformes will allow to use this group as a new model of Evo/devo of teeth thanks to the zebrafish, which is already a model in developmental biology. In this context, a first study of a zebrafish mutant displaying dental defects has shown the role of retinoic acid in the development and the evolution of tooth number and shape in Cypriniformes.This work is an exploration of the diversity of the pharyngeal dentition in Cypriniformes, allowing to point out evolutionary trends and to understand factors that account for the evolution of pharyngeal teeth.