Thèse Impact des Changements Paléoclimatiques sur la Croissance et l'Évolution des Mollusques H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace
Laboratoire de recherche : GET - Geosciences Environnement Toulouse
Direction de la thèse : Guillaume DERA ORCID 0000000289159258
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Le changement climatique actuel tient un rôle indéniable sur l'érosion de la biodiversité, que ce soit en termes d'extinction ou de migration des espèces. Un aspect moins connu de ce dernier est aussi d'avoir un impact direct sur le développement de certains organismes, en modifiant notamment leur métabolisme et leur rythme de vie. Par exemple, il a été démontré que, dans des eaux plus chaudes, certaines populations de mollusques actuelles comme les céphalopodes tendaient à arriver plus vite à maturité sexuelle et stopper leur croissance plus tôt, conduisant ainsi à des adultes plus petits et des renouvellements de populations plus rapides (Pecl and Jackson 2008). A l'échelle des temps géologiques, ce phénomène de nanisme, parfois appelé « Lilliput effect », semble avoir existé lors de plusieurs perturbations paléoclimatiques associées à des extinctions de masse (ex. Permien, Jurassique inférieur), bien que des opposés aient également été enregistrés chez certains groupes. Cependant, les mécanismes associés et leur impact sur l'évolution à plus long terme restent encore très peu documentés. Dans ce contexte, pouvoir mesurer de façon fiable la vitesse et la durée de croissance des organismes du passé reste déterminant mais extrêmement difficile.
Dans le cas des mollusques, une des façons de répondre à ce défi consiste à compter le nombre et l'épaisseur des incréments (supposés journaliers) de leur coquille : on parle d'approche sclérochronologique. Dans cette thèse, l'objectif sera donc dans un premier temps de mettre au point une méthode robuste pour mesurer la vitesse et la durée de croissance des mollusques fossiles (récoltés sur le terrain ou provenant de collections), en se basant sur des méthodes de sclérochronologie de pointe (ex. comptage d'incréments par Machine Learning, analyse spectrale de profils de géochimie élémentaire obtenus par un laser nano couplé à un LA-ICP-MS). Deux modèles biologiques de fossiles très résistants (les huîtres et les bélemnites) de deux périodes aux climats très contrastés (Mésozoïque chaud et Cénozoïque froid) seront utilisés pour évaluer l'impact de la température sur la croissance. A cet égard, leurs conditions de vie (température, productivité) et taux métaboliques seront estimés par des méthodes de géochimie isotopique (d18O et d13C). Les impacts évolutifs à plus long terme (ex. hétérochronie du développement) seront également évalués en reproduisant cette approche à différentes espèces successives sélectionnées dans des cadres phylogénétiques et stratigraphiques contraint. De manière général, ce travail ouvrira de nombreuses perspectives pour comprendre l'impact du climat sur l'évolution.

A l'échelle des temps géologiques, un phénomène de nanisme plus ou moins généralisé, parfois appelé « Lilliput effect », semble avoir existé lors de plusieurs perturbations climatiques associées à des extinctions de masse (ex. Permien, Jurassique inférieur). Cependant, les mécanismes associés à ce phénomène et leur impact sur l'évolution à plus long terme restent encore peu connus. Dans ce contexte, pouvoir mesurer de façon fiable la vitesse et la durée de croissance des organismes fossiles reste déterminant. Alors que les études sclérochronologiques sont largement utilisées dans cette optique en écologie actuelle (Reis-Santos et al. 2025), rares sont les études à avoir tenté cette approche à haute résolution dans le passé lointain (de Winter et al. 2020). Pourtant, ce genre d'approche offrirait de larges perspectives dans la compréhension des phénomènes macroévolutifs en lien avec les changements du climat.

Mesurer l'impact des changements de températures du Méso-et Cénozoïque sur la croissance des coquilles de mollusques par des approches sclérochronologiques couplées.

La vitesse et la durée de croissance de fossiles d'huîtres, de gryphées et de bélemnites synchrones de réchauffements et refroidissements paléoclimatiques connues seront récoltées sur le terrain (ex : Jurassique d'Aveyron, Miocène et Oligocène de l'Aude). Ces derniers seront coupés et analysés au GET en imagerie (optique, catholuminescence, MEB) et géochimie élémentaire (laser nano couplé à un LA-ICP-MS) pour mesurer les variations de durée et taux de croissance. Les rapports en isotopes stables de l'oxygène et du carbone seront également mesurés. Par la première fois, cette approche sera confortée par des analyses spectrales du signal classiquement appliquées en cyclostratigraphie (collaboration avec Mathieu Martinez, Univ. Rennes).

Rigoureux, curieux, autonome
Connaissance en géochimie et paléontologie