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 date d'origine et de la diversification des ordres de placentaires existants
Analyse quantitative de la date d'origine et de la diversification des ordres de placentaires existants
Introduction à l'article
De nombreuses études moléculaires soutiennent que les clades majeurs des organismes, comme les ordres des oiseaux, des mammifères et l’embranchement des métazoaires prennent leurs origines bien plus tôt que le témoigne le registre fossile. De même plusieurs études utilisant le registre fossile ont démenties que ses estimations étaient fondamentalement correctes pour l'origine de plusieurs clades. Une méta-analyse de Benton et al (2000), affirme qu’il y’a une bonne congruence entre la statigraphie et la phylogénie et relève une distinction entre « exhaustivité » et « adéquation » des archives fossiles. Les registres fossiles les plus antérieurs seraient certes incomplets mais adéquats pour examiner les grandes tendances de l’histoire de la vie. Cette étude apporte une analyse quantitative des archives fossiles couplée à plusieurs tests de Monte Carlo pour examiner l’origine et la diversification des ordres de placentaires existants.
De nombreuses études moléculaires soutiennent que les clades majeurs des organismes, comme les ordres des oiseaux, des mammifères et l’embranchement des métazoaires prennent leurs origines bien plus tôt que le témoigne le registre fossile. De même plusieurs études utilisant le registre fossile ont démenties que ses estimations étaient fondamentalement correctes pour l'origine de plusieurs clades. Une méta-analyse de Benton et al (2000), affirme qu’il y’a une bonne congruence entre la statigraphie et la phylogénie et relève une distinction entre « exhaustivité » et « adéquation » des archives fossiles. Les registres fossiles les plus antérieurs seraient certes incomplets mais adéquats pour examiner les grandes tendances de l’histoire de la vie. Cette étude apporte une analyse quantitative des archives fossiles couplée à plusieurs tests de Monte Carlo pour examiner l’origine et la diversification des ordres de placentaires existants.
Expériences de l'article
Une compilation d’une nouvelle tabulation globale des aires géochronologiques des 18 ordres existants de mammifères placentaires reconnus a été effectuée, comprenant 4672 genres placentaires reconnus dans la classification des mammifères. Plusieurs variables sont prise en compte telle que les localités (3358), les plus récents âges estimés et les possibles biais biogéographiques (car l'Amérique du Nord et l'Asie sont mieux représentées).
Des tests de permutations de Monte Carlo pour les apparitions des ordres sont effectués afin de savoir si celles-ci sont bien estimées ou si ce n'est qu'un artefact d'un registre fossile incomplet. Deux modèles nuls sont utilisés : taux constant d’apparition des ordres ou évolution des ordres décrit comme un processus de branchement aléatoire. Deux jeux de simulations : les ordres peuvent apparaître tout le long du registre (105 MA) ou seulement entre l'approximation de la première et de la dernière apparition (60 MA).
Une compilation d’une nouvelle tabulation globale des aires géochronologiques des 18 ordres existants de mammifères placentaires reconnus a été effectuée, comprenant 4672 genres placentaires reconnus dans la classification des mammifères. Plusieurs variables sont prise en compte telle que les localités (3358), les plus récents âges estimés et les possibles biais biogéographiques (car l'Amérique du Nord et l'Asie sont mieux représentées).
Des tests de permutations de Monte Carlo pour les apparitions des ordres sont effectués afin de savoir si celles-ci sont bien estimées ou si ce n'est qu'un artefact d'un registre fossile incomplet. Deux modèles nuls sont utilisés : taux constant d’apparition des ordres ou évolution des ordres décrit comme un processus de branchement aléatoire. Deux jeux de simulations : les ordres peuvent apparaître tout le long du registre (105 MA) ou seulement entre l'approximation de la première et de la dernière apparition (60 MA).
Résultats de l'article
Les résultats confortent le patron d’apparition et de radiation intra-ordinale des placentaires existants dans les premiers 16 MA du Paléogène pour 15 des 18 ordres. L'apparition des Macroscelidea et des Tubulidentata aurait eu lieu plus tard (milieu Paléogène) et seuls les Lipotyphlas à la fin Crétacé. La radiation inter-ordinale aurait commencé plus tôt, dans la fin Crétacé.
Le nombre d’ordre montre un saut prononcé à la limité K-Pg alors que le nombre de genre augmente de façon linéaire. L'évaluation quantitative et les tests de Monte Carlo confirment que cette augmentation rapide entre 65 et 49 MA ne peut être expliquée par un biais d’échantillonnage ou biogéographique.
L'ensemble du registre fossile connu est en accord avec une radiation intra-ordrinale après la crise K-Pg pour la majorité des ordres de placentaires existants. De plus, les résultats confirment l'adéquation des données fossiles avec la phylogénie.
Les résultats confortent le patron d’apparition et de radiation intra-ordinale des placentaires existants dans les premiers 16 MA du Paléogène pour 15 des 18 ordres. L'apparition des Macroscelidea et des Tubulidentata aurait eu lieu plus tard (milieu Paléogène) et seuls les Lipotyphlas à la fin Crétacé. La radiation inter-ordinale aurait commencé plus tôt, dans la fin Crétacé.
Le nombre d’ordre montre un saut prononcé à la limité K-Pg alors que le nombre de genre augmente de façon linéaire. L'évaluation quantitative et les tests de Monte Carlo confirment que cette augmentation rapide entre 65 et 49 MA ne peut être expliquée par un biais d’échantillonnage ou biogéographique.
L'ensemble du registre fossile connu est en accord avec une radiation intra-ordrinale après la crise K-Pg pour la majorité des ordres de placentaires existants. De plus, les résultats confirment l'adéquation des données fossiles avec la phylogénie.
Ce que cet article apporte au débat
Trois modèles d'apparition et de diversification sont proposés pour la première fois :
Le modèle long fusible serait correct pour certains clades (Ongulés et relatifs), mais le registre fossile ne peut trancher entre modèle explosif ou long fusible . Il contredit cependant les données moléculaires qui font remonter les clades superordinaux des placentaires dans le Crétacé (modèle court fusible).
Cette discordance pourrait provenir d’une trop forte hypothèse d’horloge moléculaire (accumulation constante de différences dans les séquences de certains gènes). Il y’aurait d’avantage de variation dans les taux de changements entre gènes et entre taxons en lien avec les fortes réorganisations biotiques qui ont suivi la crise K-Pg.
Trois modèles d'apparition et de diversification sont proposés pour la première fois :
Le modèle long fusible serait correct pour certains clades (Ongulés et relatifs), mais le registre fossile ne peut trancher entre modèle explosif ou long fusible . Il contredit cependant les données moléculaires qui font remonter les clades superordinaux des placentaires dans le Crétacé (modèle court fusible).
Cette discordance pourrait provenir d’une trop forte hypothèse d’horloge moléculaire (accumulation constante de différences dans les séquences de certains gènes). Il y’aurait d’avantage de variation dans les taux de changements entre gènes et entre taxons en lien avec les fortes réorganisations biotiques qui ont suivi la crise K-Pg.
Remarques sur l'article
Article qui apporte de précieux éclaircissements sur les connaissances de son époque sur la controverse. Dans un contexte où les analyses moléculaires récentes s'opposaient complètement au registre fossile et où un manque de cohérence des données fossiles était à combler.
Article qui apporte de précieux éclaircissements sur les connaissances de son époque sur la controverse. Dans un contexte où les analyses moléculaires récentes s'opposaient complètement au registre fossile et où un manque de cohérence des données fossiles était à combler.
Figure
Visisons alternatives de la diversification ordinale des Placentaires. En gras (x, y et z) représente la diversification intra-ordinale du groupe couronne. (A) Modèle explosif : origine et diversification début Tertiaire, (B) Modèle long fusible : origine inter-ordinale dans le Crétacé et diversification intra-ordinale début Tertaire, (C) Modèle court fusible : origine et diversification au Crétacé. Abbréviation : Eutheriens; Placentaire
Source : cet article
Visisons alternatives de la diversification ordinale des Placentaires. En gras (x, y et z) représente la diversification intra-ordinale du groupe couronne. (A) Modèle explosif : origine et diversification début Tertiaire, (B) Modèle long fusible : origine inter-ordinale dans le Crétacé et diversification intra-ordinale début Tertaire, (C) Modèle court fusible : origine et diversification au Crétacé. Abbréviation : Eutheriens; Placentaire
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Dernière modification il y a plus de 8 ans.