Recherche scientifique

À la recherche des origines de la mâchoire et des dents…

Chercheur en post-doctorat à l’Université de Liège en Belgique, Sébastien Olive a réalisé son Master au Muséum national d’Histoire naturelle. En 2016, il est venu étudier les collections conservées en Paléontologie. Son intérêt s’est porté plus précisément sur les poissons fossiles appelés Placodermes. Pendant sa mission, il a été accueilli par Hervé Lelièvre, et son séjour scientifique au Muséum national d’Histoire naturelle a été financé par le programme scientifique européen SYNTHESYS.

Au cours de sa thèse, Sébastien Olive s’est intéressé au phénomène de terrestrialisation par les vertébrés, c'est-à-dire à la conquête des continents par les tétrapodes (vertébrés possédant 4 pattes) qui s’est déroulée il y a environ 360 millions d’années. Afin de bien comprendre comment a eu lieu ce passage du milieu aquatique à la terre ferme, il est nécessaire de comprendre comment vivaient ces tétrapodes et quels végétaux et animaux leur étaient associés. Ses recherches l’ont donc amené à étudier un groupe de poissons un peu particulier, trouvés en association avec les premiers tétrapodes : les placodermes.

Les placodermes sont des poissons cuirassés qui ont vécu de -440 millions d’années à -360 millions d’années environ et qui avaient une distribution géographique mondiale. Ce sont les plus anciens représentants des animaux à mâchoires (gnathostomes). Ce groupe comprend aujourd’hui les poissons cartilagineux (raies, requins), les poissons osseux et les tétrapodes (amphibiens, reptiles, oiseaux, mammifères). Les études phylogénétiques (relations génétiques des espèces entre elles au cours du temps) mettent régulièrement en lumière des problèmes de polarité de caractères anatomiques (dans quel sens évolue un caractère) au sein des gnathostomes. De même, la morphologie du dernier ancêtre en commun de ce groupe reste le sujet de débats continus.

Les placodermes se situent à la base de l’arbre phylogénétique des gnathostomes. Ils constituent le groupe frère (duquel ont évolué tous les autres groupes) de tous les autres gnathostomes. Par conséquent, leur position basale en fait un groupe privilégié pour comprendre les débuts de l’évolution des vertébrés à mâchoires. Parmi les questions qui restent encore sans réponse aujourd’hui : qu’elle est l’origine des dents et des mâchoires.

En 1992, une mission organisée conjointement par le Muséum national d’Histoire naturelle et le Bureau des Ressources Géologiques et Minières (BRGM) en Arabie Saoudite a permis la collecte de plus de 200 spécimens de placodermes. Ces spécimens, incluant des crânes complets, sont extrêmement bien préservés et figurent parmi les premiers représentants des placodermes. Par conséquent, il va sans dire que l’analyse de ce matériel sera d’une aide précieuse pour répondre aux questions concernant l’origine et l’évolution des premiers gnathostomes.

L’excellente préservation du matériel a permis à des structures anatomiques compliquées, telles que les cavités endocrâniennes, d’être fossilisées. L’observation de ces structures est rendue possible par l’utilisation de techniques de tomographie qui permettent, après traitement des données, d’obtenir des modèles en 3 dimensions des structures internes. Le Muséum possède la plateforme AST-RX qui permet ce genre de reconstructions. La possibilité d’utiliser la plateforme AST-RX pour ses recherches, ainsi que la qualité exceptionnelle des collections de placodermes d’Arabie Saoudite du Muséum national d’Histoire naturelle ont motivé la visite scientifique de Sébastien Olive au Muséum.

Endocrâne d'un placoderme. L'endocrâne est l'os qui protège la masse cérébrale d'un animal.

© MNHN

Crâne fossile du placoderme Dunkleosteus sp. exposé dans la Galerie de Paléontologie

© MNHN