Analyses texturales des micro-usures et des hypoplasies de l'émail dentaire chez les Rhinocerotoidea actuels et fossiles (Mammalia, Perissodactyla) : inférences paléobiologiques et paléoécologiques

par Manon Hullot

Projet de thèse en Paléobiologie

Sous la direction de Pierre-Olivier Antoine et de Gildas Merceron.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec ISEM - Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (laboratoire) et de Paléontologie (equipe de recherche) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    Dans la nature actuelle, les rhinocéros comptent parmi les espèces de mammifères à la fois les plus emblématiques et les plus menacées d'extinction. Malgré la mise en place de programmes de conservation depuis plusieurs décennies, les cinq espèces (deux en Afrique et trois en Asie ; Antoine 2012 ; Rookmaaker & Antoine 2012) sont toutes en voie de disparition à l'état sauvage. En dépit de cette faible diversité spécifique, les rhinocéros sont des mégaherbivores qui présentent une large gamme de préférences alimentaires : les rhinocéros blancs sont paisseurs en savane, les rhinocéros de Sumatra broutent des feuilles et des fruits en forêt, tandis que les autres espèces ont adopté des régimes intermédiaires. La nature des aliments ingérés et notamment leurs propriétés physiques, ont un impact significatif sur les conditions de mastication (amplitude et nombre de cycles masticatoires) et sur les patrons de micro-usure de l'émail. En effet, les particules de nourriture qui entrent en contact avec les dents provoquent l'abrasion de l'émail, ce qui se manifeste par l'apparition d'altérations de surface constamment renouvelées (Merceron et al., 2010). L'étude de ces altérations constitue un outil puissant pour l'étude des régimes alimentaires des espèces fossiles, après calibration sur des espèces actuelles analogues. Comme chez tous les vertébrés, les tissus minéralisés du squelette des rhinocéros sont également susceptibles d'enregistrer des événements de stress physiologique intense, surtout liés au manque (ponctuel, saisonnier ou durable) de ressources alimentaires, et notamment en période d'instabilité environnementale. Cet enregistrement est perceptible sur les dents, dont la couche d'émail présente alors des défauts, connus sous le nom d'« hypoplasie de l'émail dentaire ». En comparant les observations issues de l'examen de grandes séries de spécimens provenant de musées et de zoos, les informations disponibles (identification taxonomique, âge de l'individu, origine géographiqueet année de prélèvement) et les données environnementales correspondantes (température, pluviométrie, années de sècheresse), il est possible de caractériser la vulnérabilité de chacune des espèces actuelles de rhinocéros aux fluctuations de ressources alimentaires et/ou aux événements climatiques les ayant provoquées. Du point de vue systématique, les rhinocéros actuels appartiennent à la famille des Rhinocerotidae et à la super-famille des Rhinocerotoidea. Leur registre fossile est sans commune mesure avec la diversité actuelle, à la fois en matière d'abondance et de richesse spécifique. En effet, sont identifiées à ce jour pas moins de 200 espèces attribuées à 80 genres et couvrant les derniers 50 millions d'années sur tous les continents, sauf l'Antarctique et l'Océanie. Un tel travail d'exploration à une aussi large échelle, de l'impact des changements environnementaux sur le développement et l'écologie des rhinocéros, prenant en compte à la fois des espèces actuelles et éteintes, n'a jamais été entrepris chez les rhinocérotoïdes.

  • Titre traduit

    Dental microwear texture analyses and enamel hypoplasias in extant and fossil Rhinocerotoidea (Mammalia, Perissodactyla): palebiologic and paleoecologic inferences.


  • Résumé

    Nowadays, rhinos are among the most emblematic and endangered mammal species. In spite of the implementation of conservation programs for several decades, all five species (two in Africa and three in Asia; Antoine 2012; Rookmaaker & Antoine 2012) are endangered in the wild. Despite this low specific diversity, rhinos are megaherbivores covering a wide range of food preferences: white rhinos are savannah grazers, Sumatran rhinos browse on leaves and fruits in the forest, while other species have adopted intermediate diets. The nature of the food items ingested and in particular their physical properties have a significant impact on the chewing conditions (amplitude and number of chewing cycles) and on the microwear patterns of the enamel. Indeed, food particles that come into contact with teeth cause abrasion of the enamel, resulting in the appearance of constantly renewed surface alterations (Merceron et al., 2010). The study of these alterations is a powerful tool for the study of the diets of fossil species, after calibration on extant kin species. As in all vertebrates, the mineralized tissues of the rhino skeleton are also likely to record events of intense physiological stress, especially related to the lack (punctual, seasonal or sustainable) of food resources, and particularly in periods of environmental instability. This recording is noticeable on the teeth, whose enamel layer then shows defects, and known as "tooth enamel hypoplasia". By comparing observations from the examination of large series of specimens from museums and zoos, available information (taxonomic identification, age of the individual, geographical origin and year of sampling) and corresponding environmental data (temperature, rainfall, drought years), it is possible to characterize the vulnerability of each of the current rhino species to fluctuations in food resources and/or climatic events that caused them. From a systematic point of view, the current rhinos belong to the Rhinocerotidae family and the super-family Rhinocerotoidea. Their fossil record is disproportionate to today's diversity, both in terms of abundance and specific wealth. Indeed, no less than 200 species are identified to date. They belong to 80 genera and cover the last 50 million years on all continents, except Antarctica and Oceania. Such large-scale exploration of the impact of environmental change on rhino development and ecology, taking into account both current and extinct species, has never been undertaken in rhinoceros.