Thermophysiologie des thérapsides et changements climatiques du Permien et du Trias (300-200 Ma) Kevin Rey To cite this version: Kevin Rey. Thermophysiologie des thérapsides et changements climatiques du Permien et du Trias (300-200 Ma). Paléontologie. Université de Lyon, 2016. Français. NNT : 2016LYSE1089. tel- 01400066 HAL Id: tel-01400066 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01400066 Submitted on 21 Nov 2016 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. N°d’ordre NNT : 2016 LYSE1089 THESE de DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LYON opérée au sein de l’Université Claude Bernard Lyon 1 Ecole Doctorale N° 341 EVOLUTION ECOSYSTEME MICROBIOLOGIE MODELISATION Spécialité de doctorat : Paléoenvironnement et évolution Soutenue publiquement le 21/06/2016, par : Kévin Rey Thermophysiologie des thérapsides et changements climatiques du Permien et du Trias (300-200 Ma). Devant le jury composé de : Amiot, Romain Docteur/CR CNRS/UCBL Directeur de thèse Lécuyer, Christophe Professeur UCBL Co-directeur de thèse Cuny, Gilles Professeur UCBL Examinateur Cubo, Jorge Professeur UPMC Rapporteur Benton, Michael Professeur UOB Rapporteur Crasquin, Sylvie Docteur/DR CNRS/UPMC Examinatrice Segalen, Loïc Docteur/MdC UPMC Examinateur Fourel, François Docteur/IR CNRS/UCBL Invité UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON 1 Président de l’Université M. François-Noël GILLY Vice-président du Conseil d’Administration M. le Professeur Hamda BEN HADID Vice-président du Conseil des Etudes et de la Vie Universitaire M. le Professeur Philippe LALLE Vice-président du Conseil Scientifique M. le Professeur Germain GILLET Directeur Général des Services M. Alain HELLEU COMPOSANTES SANTE Faculté de Médecine Lyon Est – Claude Bernard Directeur : M. le Professeur J. ETIENNE Faculté de Médecine et de Maïeutique Lyon Sud – Charles Directeur : Mme la Professeure C. BURILLON Mérieux Directeur : M. le Professeur D. BOURGEOIS Faculté d’Odontologie Directeur : Mme la Professeure C. VINCIGUERRA Institut des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques Directeur : M. le Professeur Y. MATILLON Institut des Sciences et Techniques de la Réadaptation Directeur : Mme. la Professeure A-M. SCHOTT Département de formation et Centre de Recherche en Biologie Humaine COMPOSANTES ET DEPARTEMENTS DE SCIENCES ET TECHNOLOGIE Faculté des Sciences et Technologies Directeur : M. F. DE MARCHI Département Biologie Directeur : M. le Professeur F. FLEURY Département Chimie Biochimie Directeur : Mme Caroline FELIX Département GEP Directeur : M. Hassan HAMMOURI Département Informatique Directeur : M. le Professeur S. AKKOUCHE Département Mathématiques Directeur : M. le Professeur Georges TOMANOV Département Mécanique Directeur : M. le Professeur H. BEN HADID Département Physique Directeur : M. Jean-Claude PLENET UFR Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives Directeur : M. Y.VANPOULLE Observatoire des Sciences de l’Univers de Lyon Directeur : M. B. GUIDERDONI Polytech Lyon Directeur : M. le Professeur E.PERRIN Ecole Supérieure de Chimie Physique Electronique Directeur : M. G. PIGNAULT Institut Universitaire de Technologie de Lyon 1 Directeur : M. le Professeur C. VITON Ecole Supérieure du Professorat et de l’Education Directeur : M. le Professeur A. MOUGNIOTTE Institut de Science Financière et d'Assurances Directeur : M. N. LEBOISNE Remerciements Je tiens à remercier tout d’abord Romain Amiot et Christophe Lécuyer, qui ont accepté de m’encadrer en thèse. Je voudrais aussi remercier Gildas Merceron, pour avoir en amont monter avec Romain et Christophe, un projet de stage de M2, qui m’a permis de vraiment découvrir le monde de la recherche et de la géochimie des isotopes stables, au point d’en redemander pour X années. Merci à Romain, pour m’avoir expliqué encore et encore les rouages de l’administrascience, une discipline bien plus occupante et complexe qu’on ne pourrait le croire. Merci également à François pour son savoir et la transmission de son savoir-faire sur l’utilisation des machines et ainsi pouvoir gérer l’ensemble de la chaine d’analyse entre la sélection du fossile, jusqu’à la valeur isotopique. Je remercie l’INSU et la confiance qu’il nous a accordée avec un financement deux années de suite afin de collecter et analyser une partie des échantillons. Je voudrais également remercier tous ces chercheurs et conservateurs qui ont passé leur carrière à découvrir, décrire et accumuler tout un tas de fossiles et d’organismes pour qu’au final je vienne leur demander ce que je peux ‘détruire’ (On ne voit presque rien après). Merci donc à Antoine Fouquet, qui a dû découper lui-même avec tristesse des pattes arrières de grenouilles, laissant ainsi dans les collections une trentaine de grenouilles unijambistes. Ne t’inquiète pas, ces petites pattes sont en ‘Work in Progress’ et comptent bien être désintégrées pour le bien de la Science. Merci aussi à Jun Liu qui a bien voulu me laissé échantillonner des fossiles en cours de description et de publication. Merci également, à Suzanne Jiquel et Josselin Falconnet pour leur temps et conseils sur du matériel fossile réticent à l’identification ou au prélèvement. Merci à Nour-Eddine Jalil, pour la mise à disposition du matériel marocain dont des échantillons assez rares. Merci énormément à Vincent Fernandez, qui m’a permis de rencontrer et de découvrir l’Afrique du Sud, ainsi que tous ces chercheurs : Bruce Rubidge et Roger Smith pour m’avoir laissé choisir (avec confirmation) les centaines de fossiles que je voulais prélever ; Fernando Abdala et Berhard Zipfel, pour leurs aides et conseils ; et tout son lot de doctorants et post- doctorants dont Pia qui m’a autorisé à échantillonner ses fossiles de thèse. Et je ne voudrais pas oublier Tea qui se proposait toujours pour m’aider à m’orienter et me faire découvrir le campus et la ville. Et merci aussi à tous ces chercheurs, notamment Kévin Janneau ou encore Octavio Mateus, avec qui j’ai pris contact et qui étaient enthousiastes pour collaborer mais faute de calendriers s’accordant (ou de financements), je n’ai pu rencontrer pour concrétiser ces projets. Pour l’instant. Je souhaiterais aussi remercier Jean-Michel Mazin, Sandrine Plenet et Sébastien Steyer pour leurs aides et idées lors des comités de pilotages qui m’ont permis de développer de nouveaux projets en périphérie des fossiles permo-triasiques. Je remercie également les doctorants du 5ème étage de Géode, passés et actuels, persistants, passagers ou fantomatiques par période : le bureau d’en face avec Alexandra et Delphine, le bureau à la chaleur espagnole (pas catalane) avec Abel, mais qui peut se retrouver envahi par le froid des montagnes de ChamoniX avec Charlotte. Et évidemment, la seconde moitié de mon bureau qui a subi un turnover en souhaitant bonne chance à Aurélien (qui trouve des excuses pour revenir) et accueillant à la place Jean et son occupation territoriale grandissante avec toujours plus de fossiles. Pour ne pas m’arrêter au 5ème, je voulais dire merci à Ulysse, l’un des seuls qui arrive à suivre mes discours en matière de séries et de films. En plus des doctorants, je n’oublierai pas le Prof. Gilles Cuny pour sa tranquillité à toute épreuve, son danois irréprochable et bien sûr, sa grande capacité à repérer (et pratiquer) le sarcasme. Je tenais aussi à remercier l’association des doctorants d’E2M2 qui m’ont permis de lever la tête du monde des cailloux et de découvrir celui des microbes. Pour ne citer qu’eux, je remercie donc Manon, Magali, Marie, Christophe, Benjamin, Antoine, Julien, Lise, Quentin et Yohann. Je voulais aussi remercier Mike Benton et Jorge Cubo d’avoir accepté d’être rapporteurs de ma thèse ainsi que Sylvie Crasquin, Loïc Segalen, Gilles Cuny et François Fourel d’être membres de mon jury de thèse, avec Romain Amiot et Christophe Lécuyer. Je voudrais finir par remercier Tania, qui tout simplement, me permet maintenant depuis plus d’un an, de respirer, de m’empêcher involontairement de m’enfermer dans mon quotidien trop planifié et de m’aider à faire face à l’imprévisible. Résumé Les thérapsides se diversifient au cours du Permien et du Trias partout à la surface de la Pangée sans toutefois être épargnés par la crise de la fin du Permien, extinction de masse la plus meurtrière de tous les temps. Ils représentent un groupe de transition entre les reptiles permiens et les premiers mammifères et sont le centre de plusieurs questions liées aux différences entre ces deux grands groupes. Cette thèse s’intéresse à la question de l’apparition et du développement de l’endothermie dans ce groupe, ainsi que des conditions environnementales présentes à cette époque. Pour répondre à ces questions, plusieurs espèces, provenant des grands groupes de vertébrés de l’époque (thérapsides, diapsides, parareptiles, stéréospondyles et dipneustes) ont été analysés pour leurs compositions en isotopes de l’oxygène et du carbone. Ces données ont permis de montrer que l’endothermie serait apparue au moins dans le groupe des Kannemeyeriiformes + Lystrosauridae ainsi que dans le groupe des Eucynodontia, deux lignées de thérapsides, la seconde ayant donné les mammifères actuels. Ces deux mises en place de l’endothermie se sont produites dans un intervalle de temps entourant la limite Permo-Trias, mais fort probablement avant celle-ci en ce qui concerne le groupe Kannemeyeriiformes + Lystrosauridae. Ce qui se passe climatiquement à cette période a été déterminé avec des espèces provenant exclusivement du bassin du Karoo en Afrique du Sud. D’après les résultats, les variations des rapports isotopiques de l’oxygène et du carbone se corrèlent avec celles observées dans le milieu marin et les valeurs obtenues à partir de matériel continental est donc tout autant pertinent à utiliser que celles provenant de matériel marin.