There is a well-established discrepancy between paleontological and molecular data regarding the timing of the origin and diversification of placental mammals. Molecular estimates place interordinal diversification dates in the Cretaceous, while no unambiguous crown placental fossils have been found prior to the end-Cretaceous mass extinction. Here, the completeness of the eutherian fossil record through geological time is evaluated to assess the suggestion that a poor fossil record is largely responsible for the difference in estimates of placental origins. The completeness of fossil specimens was measured using the character completeness metric, which quantifies the completeness of fossil taxa as the percentage of phylogenetic characters available to be scored for any given taxon. Our data set comprised 33 published cladistic matrices representing 445 genera, of which 333 were coded at the species level.
Therewas no significant difference in eutherian completeness across the Cretaceous/Paleogene (K/Pg) boundary. This suggests that the lack of placental mammal fossils in the Cretaceous is not due to a poor fossil record but more likely represents a genuine absence of placental mammals in the Cretaceous. This result supports the “explosivemodel” of early placental evolution, whereby placentalmammals originated around the time of the K/Pg boundary and diversified soon after.
No correlation was found between the completeness pattern observed in this study and those of previous completeness studies on birds and sauropodomorph dinosaurs, suggesting that different factors affect the preservation of these groups. No correlations were found with various isotope proxy measures, but Akaike information criterion analysis found that eutherian character completeness metric scores were best explained by models involving the marine-carbonate strontium-isotope ratios (87Sr/86Sr), suggesting that tectonic activity might play a role in controlling the completeness of the eutherian fossil record.
Titre de l'article
Complétude du registre fossile des mammifères eutheriens et implications pour la reconstruction de l'évolution des mammifères autour de l'extinction de masse Crétacé-Paléogène
Complétude du registre fossile des mammifères eutheriens et implications pour la reconstruction de l'évolution des mammifères autour de l'extinction de masse Crétacé-Paléogène
Complétude du registre fossile des mammifères eutheriens et implications pour la reconstruction de l'évolution des mammifères autour de l'extinction de masse Crétacé-Paléogène
Introduction à l'article
Bien que les estimations de l'origine et de la diversification des mammifères placentaires tendent à s'accorder de plus en plus entre les données paléontologiques et moléculaires (dos Reis et al, 2014), un réel consensus n'est pas encore achevé. Principalement lié au fait qu'aucun fossile de placentaire n'ai était retrouvé dans le Crétacé (Halliday et al, 2015), ne pouvant donc assuré l'origine de ce groupe avant la crise Crétacé-Paléogène. De plus il a longtemps été admis que le registre fossile était incomplet, ainsi il devient nécessaire de déterminer dans quelle mesure les archives fossiles peuvent être considérées comme une représentation fidèle de la diversité passée.
Cette étude propose de mesurer la qualité (ou complétude) des preuves fossiles des euthériens. Une forte diminution de la complétude avant la crise K-Pg pourrait ainsi indiquer que le manque de fossiles de placentaires au Crétacé pourrait être dû à une pauvreté du registre fossile.
Bien que les estimations de l'origine et de la diversification des mammifères placentaires tendent à s'accorder de plus en plus entre les données paléontologiques et moléculaires (dos Reis et al, 2014), un réel consensus n'est pas encore achevé. Principalement lié au fait qu'aucun fossile de placentaire n'ai était retrouvé dans le Crétacé (Halliday et al, 2015), ne pouvant donc assuré l'origine de ce groupe avant la crise Crétacé-Paléogène. De plus il a longtemps été admis que le registre fossile était incomplet, ainsi il devient nécessaire de déterminer dans quelle mesure les archives fossiles peuvent être considérées comme une représentation fidèle de la diversité passée.
Cette étude propose de mesurer la qualité (ou complétude) des preuves fossile des euthériens. Une forte diminution de la complétude avant la crise K-Pg pourrait ainsi indiquer que le manque de fossile de placentaire au Crétacé pourrait être dû à une pauvreté du registre fossile.
Bien que les estimations de l'origine et de la diversification des mammifères placentaires tendent à s'accorder de plus en plus entre les données paléontologiques et moléculaires (dos Reis et al, 2014), un réel consensus n'est pas encore achevé. Principalement lié au fait qu'aucun fossile de placentaire n'ai était retrouvé dans le Crétacé (Halliday et al, 2015), ne pouvant donc assuré l'origine de ce groupe avant la crise Crétacé-Paléogène. De plus il a longtemps été admis que le registre fossile était incomplet, ainsi il devient nécessaire de déterminer dans quelle mesure les archives fossiles peuvent être considérées comme une représentation fidèle de la diversité passée.
Cette étude propose de mesurer la qualité (ou complétude) des preuves fossiles des euthériens. Une forte diminution de la complétude avant la crise K-Pg pourrait ainsi indiquer que le manque de fossiles de placentaires au Crétacé pourrait être dû à une pauvreté du registre fossile.
Expériences de l'article
L'étude propose de mesurer la complétude des fossiles d'Euthériens disponibles, ceci représente 75 755 occurrences de 445 genres du Crétacé et du Paléogène. Cette mesure de complétude (CCM) est calculée comme étant le quotient du nombre de traits mesurables sur un fossile par rapport au nombre total de traits pour ce taxon. Cette valeur est ensuite mise à l'échelle en fonction de la richesse de traits de la partie du squelette concernée (une mâchoire présente par exemple un très nombreux nombre de traits dentaires mesurables).
Les fossiles sont ensuite assignés à une période géologique (basée sur l'échelle des temps géologiques internationales), ce qui permet de comparer les variations de CCM au cours du temps.
Afin de tenter d'expliquer ces variations, le patron de CCM est comparé aux courbes de richesse d'eutherien retrouvés, aux variations de CCM des oiseaux et des sauropodomorphes ainsi qu'à plusieurs variables environnementales (niveau marin, érosion, carbone, oxygène, ...).
L'étude propose de mesurer la complétude des fossiles d'Euthériens disponibles, ceci représente 75 755 occurrences de 445 genres du Crétacé et du Paléogène. Cette mesure de complétude (CCM) est calculé comme étant le quotient du nombre de traits mesurables sur un fossile par rapport au nombre total de trait pour ce taxon. Cette valeur est ensuite mise à l'échelle en fonction de la richesse de traits de la partie du squelette concerné (une mâchoire présente par exemple un très nombreux nombre de traits dentaires mesurables).
Les fossiles sont ensuite assigner à une période géologique (basée sur l'échelle des temps géologiques internationales), ce qui permet de comparer les variations de CCM au cours du temps.
Afin de tenter d'expliquer ces variations, le patron de CCM est comparé aux courbes de richesse d'eutherien retrouvé, aux variations de CCM des oiseaux et des sauropodomorphes ainsi qu'à plusieurs variables environnementales (niveau marin, érosion, carbone, oxygène, ...).
L'étude propose de mesurer la complétude des fossiles d'Euthériens disponibles, ceci représente 75 755 occurrences de 445 genres du Crétacé et du Paléogène. Cette mesure de complétude (CCM) est calculée comme étant le quotient du nombre de traits mesurables sur un fossile par rapport au nombre total de traits pour ce taxon. Cette valeur est ensuite mise à l'échelle en fonction de la richesse de traits de la partie du squelette concernée (une mâchoire présente par exemple un très nombreux nombre de traits dentaires mesurables).
Les fossiles sont ensuite assignés à une période géologique (basée sur l'échelle des temps géologiques internationales), ce qui permet de comparer les variations de CCM au cours du temps.
Afin de tenter d'expliquer ces variations, le patron de CCM est comparé aux courbes de richesse d'eutherien retrouvés, aux variations de CCM des oiseaux et des sauropodomorphes ainsi qu'à plusieurs variables environnementales (niveau marin, érosion, carbone, oxygène, ...).
Résultats de l'article
La complétude des fossiles d'Eutheriens diminue graduellement avec le temps, ce qui est attendu avec l'augmentation de la probabilité de destruction et l'accumulation de sédiments.
On n'observe pas de différence significative de CCM dans un intervalle de 10 millions d'années autour de la frontière K-Pg, ce qui suggère qu'il n'y a pas de raison qu'un fossile euthérien de la fin Crétacé soit mal identifié de par un manque de synapomorphies. Ainsi il est peu vraisemblable que le manque de fossiles placentaires au Crétacé soit lié à un pauvre échantillonnage du registre fossile.
Alors que le CCM reste constant, on observe une forte augmentation du nombre de fossiles eutheriens après l'extinction K-Pg, suggérant que l'augmentation de richesse n'est pas liée à un effet d’échantillonnage mais plutôt à une forte diversification.
Les fossiles eutheriens ne semblent pas affectés de la même manière que les autres taxons et ne sont pas influencés par les variables environnementales mesurées.
La complétude des fossiles d'Eutheriens diminue graduellement avec le temps, ce qui est attendu avec l'augmentation de la probabilité de destruction et l'accumulation de sédiments.
On n'observe pas de différence significative de CCM dans un intervalle de 10 millions d'années autour de la frontière K-Pg, ce qui suggère qu'il n'y a pas de raison qu'un fossile euthérien de la fin Crétacé soit mal identifié de par un manque de synapomorphies. Ainsi il est peu vraisemblable que le manque de fossiles placentaires au Crétacé soit lié à un pauvre échantillonnage du registre fossile.
Alors que le CCM reste constant, on observe une forte augmentation du nombre de fossiles eutheriens après l'extinction K-Pg, suggérant que l'augmentation de richesse n'est pas liée à un effet d’échantillonnage mais plutôt à une forte diversification.
Les fossiles eutheriens ne semblent pas affectés de la même manière que les autres taxons et ne sont pas influencés par les variables environnementales mesurées.
La complétude des fossiles d'Eutheriens diminuent graduellement avec le temps, ce qui est attendu avec l'augmentation de la probabilité de destruction et l'accumulation de sédiments.
On n'observe pas de différence significative de CCM dans un intervalle de 10 millions d'années autour de la frontière K-Pg, ce qui suggère qu'il n'y a pas de raison qu'un fossile euthérien de la fin Crétacé soit mal identifié de par un manque de synapomorphies. Ainsi il est peu vraisemblable que le manque de fossile placentaire au Crétacé soit lié à un pauvre échantillonnage du registre fossile.
Alors que le CCM reste constant, on observe une forte augmentation du nombre de fossiles eutherien après l'extinction K-Pg, suggérant que l'augmentation de richesse n'est pas lié à un effet d’échantillonnage mais plutôt à une forte diversification.
Les fossiles eutherien ne semblent pas affecté de la même manière que les autres taxons et ne sont pas influencés par les variables environnementales mesurées.
Ce que cet article apporte au débat
Cette étude suggère que les fossiles euthériens du Crétacé ne sont pas sujet à des biais de complétude, ainsi le manque de spécimens identifiés comme mammifères placentaires ne peut être le résultat d'une mauvaise identification.
En raison de la forte augmentation du nombre de fossiles dans le Paléogène et faute de placentaires dans le Crétacé, le modèle explosif est alors soutenu. Même si le modèle long fusible ne peut être rejeté, il faudrait qu'un biais systématique ait empêché la préservation des placentaires les plus anciens jusqu'à la fin du Crétacé pour faire concorder cette analyse avec les estimations d'horloge moléculaire.
Cette étude suggère que les fossiles euthériens du Crétacé ne sont pas sujet à des biais de complétude, ainsi le manque de spécimens identifiés comme mammifères placentaires ne peut être le résultat de mauvaise identification.
En raison de la forte augmentation du nombre de fossile dans le Paléogène et faute de placentaires dans le Crétacé, le modèle explosif est alors soutenu. Même si le modèle long fusible ne peut être rejeté, il faudrait qu'un biais systématique ait empêché la préservation des placentaires les plus anciens jusqu'à la fin du Crétacé pour faire concorder cette analyse avec les estimations d'horloge moléculaire.
Cette étude suggère que les fossiles euthériens du Crétacé ne sont pas sujet à des biais de complétude, ainsi le manque de spécimens identifiés comme mammifères placentaires ne peut être le résultat d'une mauvaise identification.
En raison de la forte augmentation du nombre de fossiles dans le Paléogène et faute de placentaires dans le Crétacé, le modèle explosif est alors soutenu. Même si le modèle long fusible ne peut être rejeté, il faudrait qu'un biais systématique ait empêché la préservation des placentaires les plus anciens jusqu'à la fin du Crétacé pour faire concorder cette analyse avec les estimations d'horloge moléculaire.
Remarques sur l'article
Cette étude analyse la complétude des fossiles retrouvés mais ne garantit en rien que l'échantillonnage du registre fossile au Crétacé soit complet. Les auteurs eux-mêmes proposent que l'absence de placentaires au Crétacé pourrait être liée au fait d'une présence très discrète de ce taxon ou encore à une région non encore échantillonnée comme le postule l'hypothèse de "Jardin d'Eden" (Hunter & Janis, 2006)
Cette étude analyse la complétude des fossiles retrouvés mais ne garantit en rien que l'échantillonnage du registre fossile au Crétacé soit complet. Les auteurs eux-mêmes proposent que l'absence de placentaires au Crétacé pourrait être liée au fait d'une présence très discrète de ce taxon ou encore à une région non encore échantillonnée comme le postule l'hypothèse de "Jardin d'Eden" (Hunter & Janis, 2006)
Cette étude analyse la complétude des fossiles retrouvés mais ne garantit en rien que l'échantillonnage du registre fossile au Crétacé soit complet. Les auteurs eux-mêmes proposent que l'absence de placentaires au Crétacé pourrait être lié au fait d'une présence très discrète de ce taxon ou encore à une région non encore échantillonnée comme le postule l'hypothèse de "Jardin d'Eden" (Hunter & Janis, 2006)
Figure
Complétude (CCM) des fosilles Eutheriens au niveau du genre. La valeur de CCM de chaque période géologique du Crétacé à l'Oligocène est représentée par la ligne noire. Cette valeur est la moyenne des valeurs de CCM de tous les taxons présent sur cette période. Les points gris représentent les genres, tracés au milieu de leurs gammes. La ligne rouge indique la frontière Crétacé-Paléogène.
(CCM = Character Completeness Metric)
Source : cet article
Complétude (CCM) des fosilles Eutheriens au niveau du genre. La valeur de CCM de chaque période géologique du Crétacé à l'Oligocène est représentée par la ligne noire. Cette valeur est la moyenne des valeurs de CCM de tous les taxons présent sur cette période. Les points gris représentent les genres, tracés au milieu de leurs gammes. La ligne rouge indique la frontière Crétacé-Paléogène.
(CCM = Character Completeness Metric)
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