Biomodélisation

Nous nous intéressons à l’origine et à l’évolution des appendices épithéliaux (dents, plumes, poils, etc) chez les vertébrés, en particulier aux appendices minéralisés comme les dents et les écailles dont l’enregistrement fossile est abondant. Nous cherchons à comprendre comment le développement de ces organes est susceptible de favoriser leur évolution dans des directions particulières et si des phénotypes (forme ou association de traits morphogiques) particuliers sont plus susceptibles d’apparaitre que d’autres. En comprenant mieux comment ces organes se forment, nous espérons pouvoir mieux comprendre comment leur développement a pu évolué dans le passé pour s’adapter à de nouvelles fonctions ou à de nouveaux environnements.

Historiquement notre équipe a beaucoup travaillé avec les conodontes, des petits animaux marins éteints depuis la fin du Trias (il y a environ 200 millions d’années). Leurs éléments buccaux en apatite sont très abondants dans l’enregistrement fossile, ce qui nous permet d’évaluer la dynamique de leur réponse évolutive à des perturbations environnementales majeures (les conodontes ont survécu à plusieurs crises d’extinction de masse) avec une résolution temporelle et spatiale inégalée, qui plus est au niveau de groupes d’individus importants (plusieurs dizaines ou centaines d’individus par échantillon).

Depuis quelques années nous travaillons aussi avec la roussette, un requin fréquent dans nos eaux qui est devenu récemment un modèle pratique et important pour la biologie du développement. En plus de nous permettre de confirmer ou d’infirmer la généralisation des modèles issus de l’étude exclusive de certains mammifères, les elasmobranches (requins et raies ; un groupe de vertébrés assez éloigné des mammifères), et la roussette en particulier, produisent des dents et des écailles en grand nombre et tout au long de leur vie. Nous nous attachons en particulier à comprendre ce qui contrôle la taille et la forme des dents et des écailles chez ces animaux. Pour cela nous avons mis en place un dialogue interdisciplinaire entre expérimentalistes et théoriciens. Nous cherchons notamment à développer des modèles numériques de morphogénèse des dents et écailles aux niveaux cellulaire et tissulaire, ce qui nous permet d’explorer le rôle des différents paramètres impliqués et d’évaluer leur pertinence pour l’explication des motifs de variation phénotypique observés au sein d’individus, d’espèces ou au cours de l’évolution. Plus spécifiquement, nous cherchons à caractériser le rôle du microenvironnement d’une dent ou d’une écaille sur sa forme et sa taille : quelles sont par exemple les contraintes mécaniques ou chimiques imposées par les tissus et organes entourant un bourgeon de dent et comment affectent elles la morphologie finale de la dent correspondante ?