L3STE Paléobiogéographie 19/01/2017 2 hypothèses : dispersion et vicariance pour les même relations de parenté entre 3 taxons (d’après Lomolino et al. 2005) Comparaison des relations possibles entre aires géographiques (A, B et C) et évolution des taxons (X, Y et Z) (d’après Cox et al. 2006) Illustration du processus de spéciation allopatrique par vicariance et relations de parenté qui en résultent : l’espèce ancestrale a (A) est divisée par la formation d’une barrière géographique en deux populations qui divergent en deux espèces b et c (B), puis une seconde barrière géographique subdivise l’espèce c en deux nouvelles espèces d et e (C) (d’après Brooks & McLennan 2002) Illustration du processus de spéciation allopatrique par dispersion et relations de parenté entre taxons qui en résultent : dispersion aléatoire (A) et dispersion séquentielle (B) (d’après Brooks & McLennan 2002)

intervalle genres à l’ouest genres à l’est genres en commun Exemple 1 : ouverture de l’Atlantique et similitude des faunes d’invertébrés marins L’ouverture de l’Atlantique Nord et Sud s’accompagne de la l’apparition de faunes endémiques des deux côtés de l’océan selon un modèle de vicariance. Ce modèle prévoit en effet une diminution progressive de similitude entre les faunes d’invertébrés marins des deux côtés de l’Atlantique dès le début du Mésozoïque. Cependant, les données peuvent être contrastées selon le choix des faunes étudiées et des indices de similarité calculés. Exercice : compléter le premier tableau en calculant les indices de similarité de faunes de Jaccard (J=C/[n1+n2-C]) et de Simpson (S=C/n1) et construire un graphique. Interpréter les résultats obtenus (contextes paléogéographique et paléobiologique) et comparer les deux indices. A partir du deuxième tableau, construire un graphique montrant l’évolution de l’indice de Simpson avec l’ouverture de l’Atlantique Sud. Interpréter ces résultats. intervalle genres à l’ouest genres à l’est genres en commun indice de Jaccard indice de Simpson Crétacé sup. 167 188 92 Crétacé inf. 78 130 59 Jurassique sup. 19 101 17 Jurassique moy. 18 96 16 Jurassique inf. 13 73 12 Trias sup. Trias moy. 7 40 6 Trias inf. 24 5 Similarité des faunes de pélécypodes (nombre de genres) entre les deux côtés de l’Atlantique Nord au Mésozoïque (d’après Fallaw, 1979). indice de Simpson largeur (Kms) âge 0.16 4000 Miocène 0.22 3200 Eocène-Oligocène 0.24 2600 Paléocène-Eocène 0.31 2200 limite K/T 0.35 1500 Crétacé supérieur 0.37 1000 Crétacé moyen 0.40 500 Crétacé inférieur 100 Crétacé basal Largeur de l’Atlantique Sud et indice de similarité de Simpson des invertébrés marins entre les deux côtés de l’Atlantique Sud au Mésozoïque et au Cénozoïque (d’après Fallaw & Dromgoole, 1980).

Exemple 2 : Paléogéographie de l’Hémisphère Sud et évolution des ratites En paléobiogéographie, les fossiles permettent de tester des hypothèses biogéographiques et d’établir des relations de parenté (relations phylogénétiques). Les ratites sont tous apparentés entre eux et présents aujourd’hui sur tous les continents et îles de l’Hémisphère Sud qui étaient initialement réunis en un seul sous-continent, le Gondwana : Antarctique, Afrique, Madagascar, Amérique du Sud, Nouvelle-Guinée, Australie, Nouvelle-Zélande. Exercice : reconstituer l’histoire paléobiogéographique des ratites à l’aide de la carte paléogéographique et des documents joints (Mitchell et al. 2014). Retracer les voies de dispersion et proposer des hypothèses biogéographiques pour expliquer la distribution actuelle des espèces, sur la base des deux hypothèses de relation de parenté proposées (B et C). Quelles sont els grandes différences? Mitchell et al 2014

Exemple 2 L’Hémisphère Sud à la fin du Crétacé. L’Australasie (Australie, Nouvelle-Zélande, Nouvelle-Guinée et îles environnantes) au début du Miocène (environ -20 Ma).

Exemple 3 : Paléobiogéographie du genre d’oursin Arbacia A l’aide des documents joints, reconstituer l’histoire biogéographique du genre d’oursin Arbacia (origine, dispersion et vicariance). Compléter l’arbre phylogénétique joint en indiquant les événements tectoniques et climatiques qui, d’après vous, pourraient être à l’origine des divergences entre espèces. Indiquer à chaque fois qu’elle hypothèse vous paraît la plus probable : dispersion ou vicariance? Reconstitutions paléogéographique et paléo-océanographique de la fermeture de l'Isthme de Panama et de la mise en place du Gulf Stream, de l’Eocène supérieur jusqu’au Pliocène (modifié d’après Iturralde-Vinent & MacPhee, 1999). L’Isthme de Panama se ferme progressivement, déconnectant les océans Atlantique et Pacifique, et détourne peu à peu les courants tropicaux, jusqu’à provoquer leur liaison avec le Gulf Stream. Reconstitution de l’extension de la couverture glaciaire andine durant le Dernier Maximum Glaciaire et courants océaniques associés (modifié d’après Miloslavich et al., 2011; Fraser et al., 2012). Les stades glaciaires contribuent à l’émersion et au recouvrement glaciaire partiel, voire total, des plateaux Continentaux argentins et chiliens. Les courants océaniques tendent à s’éloigner des côtes avec la chute du niveau marin relatif. La disposition des courants marins forme des barrières biogéographiques

Exemple 3 Eoc. Oligocène Miocène Plio. Pleis. 34 23 5.3 2.6 fossiles A. stellata A. abiquaensis A. lixula A. stellata A. improcera A. rivuli A. spatuligera A. stellata A. lixula A. lixula A. dufresni A. nigra A. punctulata Coelopleurus A. rivuli A. abiquaensis A. improcera A. spatuligera A. nigra A. dufresni A. stellata A. lixula A. punctulata Eoc. Oligocène Miocène Plio. Pleis. 34 23 5.3 2.6