Fossil evidence is consistent with origination and diversification of extant placental orders in the early Tertiary (Explosive Model), and with the possibility of some orders having stem taxa extending into the Cretaceous (Long Fuse Model). Fossil evidence that 15 of 18 extant placental orders appeared and began diversification in the first 16 m.y. of the Cenozoic is, however, at odds with molecular studies arguing some orders diversified up to 40 m.y. earlier in the Early Cretaceous (Short Fuse Model). The quality of the fossil record was assessed by tabulating localities of all mammals in the last 105 m.y. Global locality data (except Africa) for 105 m.y. of eutherian evolution indicate discernible biogeographic patterns by the last 15 m.y. of the Cretaceous. Eutherian genera increase from 11 in latest Cretaceous to 139 in earliest Tertiary, although both are represented by about 50 localities. Yet even in the Late Cretaceous of North America and Asia where eutherians are abundant, none of the 18 extant orders are definitely known. A series of Monte Carlo simulations test whether the rapid appearance of most mammalian orders is statistically significant, and if so, whether it is a radiation event or an artifact of a limited fossil record. Monte Carlo tests affirm that the clustering of appearances in the early Cenozoic is statistically significant. Quantitative analysis of the locality data suggests that the number of genera described is a function of the number of localities sampled. In contrast, the number of orders is not a simple function of localities and thus does not appear to be limited by localities. A second set of Monte Carlo simulations confirms that the increase in orders cannot be explained by the limited number of localities sampled. Even for best-fit simulations, the observed pattern of ordinal appearances is steeper than expected under a variety of null models. These quantitative analyses of the fossil record demonstrate that the rapid ordinal appearances cannot be ascribed to limited Late Cretaceous sample sizes; thus, early Tertiary ordinal diversification is real. Although the fossil record is incomplete, it appears adequate to reject the hypothesis that orders of placentals began to diversify before the K/T boundary.
Titre de l'article
Analyse quantitative de la datation de l'origine et de la diversification des ordres placentaires existants
Analyse quantitative de la datation de l'origine et de la diversification des ordres placentaires existants
Introduction à l'article
Le modèle explosif est soutenu par l'existence de fossiles qui est cohérente avec une datation de l'origine et de la diversification des ordres placentaires au début de l'ère tertiaire, tandis que le modèle Long Fuse ajoute la possibilité que certains ordres descendent d'autres taxons apparus pendant le Crétacé. Cependant l'hypothèse selon laquelle 15 ordres placentaires soient apparus dans les 16 premiers Ma du Cénozoique va à l'encontre des études moléculaires qui argumentent que certains ordres se sont diversifiés jusqu'à 40 Ma plus tôt, soit au début du Crétacé (modèle Short Fuse).
Cette étude cherche à montrer si l'apparition rapide des ordres placentaires est statistiquement significative et si c'est du à un événement de radiation ou à un problème d'échantillonnage.
Le modèle explosif est soutenu par l'existence de fossiles qui est cohérente avec une datation de l'origine et de la diversification des ordres placentaires au début de l'ère tertiaire, tandis que le modèle Long Fuse ajoute la possibilité que certains ordres descendent d'autres taxons apparus pendant le Crétacé. Cependant l'hypothèse selon laquelle 15 ordres placentaires soient apparus dans les 16 premiers Ma du Cénozoique va à l'encontre des études moléculaires qui argumentent que certains ordres se sont diversifiés jusqu'à 40 Ma plus tôt, soit au début du Crétacé (modèle Short Fuse).
Cette étude cherche à montrer si l'apparition rapide des ordres placentaires est statistiquement significative et si c'est du à un événement de radiation ou à un problème d'échantillonnage.
Expériences de l'article
Deux modèles ont été utilisés afin d'examiner si le groupement des ordres est aléatoire ou non. Le premier modèle se base sur l'apparition de nouveaux ordres de manière aléatoire dans le temps tandis que le second se base sur une diversification de chaque branche de manière constante, amenant à une accélération du nombre d'apparitions d'ordres nouveaux dans le temps.
Pour chaque modèle, deux simulations sont réalisées. Dans la première, les ordres pouvaient apparaître à tout moment d'une période de 105 Ma (temps d'apparition des euthériens connus), tandis que dans la seconde, les ordres ne pouvaient apparaître que dans une période de 60 Ma (temps entre l'apparition du premier et du dernier ordre étudiés). Le test correspond au maximum d'ordres apparus dans une période de 16 Ma. Les simulations ont été réalisés 10 000 fois.
En plus de cela l'étude examine si l'augmentation du nombre d'ordres/genres peut être expliquée par l'augmentation de l’échantillonnage grâce à un test de Monte Carlo.
Deux modèles ont été utilisés afin d'examiner si le groupement des ordres est aléatoire ou non. Le premier modèle se base sur l'apparition de nouveaux ordres de manière aléatoire dans le temps tandis que le second se base sur une diversification de chaque branche de manière constante, amenant à une accélération du nombre d'apparitions d'ordres nouveaux dans le temps.
Pour chaque modèle, deux simulations sont réalisées. Dans la première, les ordres pouvaient apparaître à tout moment d'une période de 105 Ma (temps d'apparition des euthériens connus), tandis que dans la seconde, les ordres ne pouvaient apparaître que dans une période de 60 Ma (temps entre l'apparition du premier et du dernier ordre étudiés). Le test correspond au maximum d'ordres apparus dans une période de 16 Ma. Les simulations ont été réalisés 10 000 fois.
En plus de cela l'étude examine si l'augmentation du nombre d'ordres/genres peut être expliquée par l'augmentation de l’échantillonnage grâce à un test de Monte Carlo.
Résultats de l'article
Un groupe de 15 ordres n'a jamais été observé dans une fenêtre de 16 Ma dans la simulation. En comparant les moyennes et intervalles de confiance à 95% générés par 1 000 répétitions et les datations d'apparition des ordres acceptées par l'étude, les apparitions observées sont plus rapides que pour les deux modèles utilisés. Ce résultat ne permet cependant de distinguer si cela est du à un événement de radiation ou un problème d'échantillonnage.
Le second test compare le nombre cumulatif d'ordres et genres observés en fonction du nombre cumulatif de localités et de la période géologique considérées. Bien que l'on observe une augmentation linéaire des genres au fils du temps, le nombre d'ordres diffère sensiblement après la crise C/T avec une augmentation très prononcée. Cela indique que l'augmentation du nombre d'ordres ne peut être expliquée par un mauvais échantillonnage et que la diversification des ordres placentaires a eu lieu pendant les 16 premiers Ma du Cénozoïque.
Un groupe de 15 ordres n'a jamais été observé dans une fenêtre de 16 Ma dans la simulation. En comparant les moyennes et intervalles de confiance à 95% générés par 1 000 répétitions et les datations d'apparition des ordres acceptées par l'étude, les apparitions observées sont plus rapides que pour les deux modèles utilisés. Ce résultat ne permet cependant de distinguer si cela est du à un événement de radiation ou un problème d'échantillonnage.
Le second test compare le nombre cumulatif d'ordres et genres observés en fonction du nombre cumulatif de localités et de la période géologique considérées. Bien que l'on observe une augmentation linéaire des genres au fils du temps, le nombre d'ordres diffère sensiblement après la crise C/T avec une augmentation très prononcée. Cela indique que l'augmentation du nombre d'ordres ne peut être expliquée par un mauvais échantillonnage et que la diversification des ordres placentaires a eu lieu pendant les 16 premiers Ma du Cénozoïque.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article soutient les théories explosives ou Long Fuse, avec une diversification des ordres placentaires au cours des 16 premiers Ma du Cénozoïque.
Cet article soutient les théories explosives ou Long Fuse, avec une diversification des ordres placentaires au cours des 16 premiers Ma du Cénozoïque.
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