• Langue : Anglais
• Discipline : Sciences de la terre et de l'univers
• Identifiant : 2025ULILR033
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 10/10/2025

Résumé en langue originale

Le présent travail retrace l'évolution de la diversité et de la répartition du phytoplancton du Paléozoïque inférieur au Paléozoïque moyen (du Cambrien au Dévonien) et tente d'élucider les facteurs environnementaux influençant la dynamique de la diversité. Pour ce faire, une base de données a été créée à partir des travaux d'auteurs précédents, enrichie par une littérature plus récente et géoréférencée. Une reconstitution correcte et pertinente de la paléodiversité et de la paléobiogéographie nécessite une révision des biais taxonomiques. Ainsi, l'auteur a participé à deux études publiées sur ce biais : la première porte sur un sous-groupe d'acritarches, les netromorphes, en proposant un système de classification des genres et une réaffectation des morphotypes apparentés ; la seconde revisite la plasticité morphologique des assemblages d'acritarches de l'Ordovicien moyen sur l'île d'Öland, en Suède. L'étude aborde la diversité sous trois angles : global, latitudinal et par mailles (cellules de grille). L'analyse de la diversité générique globale met en évidence l'effet des extinctions massives, notamment après l'extinction massive de la fin de l'Ordovicien (LOME), période durant laquelle la diversité chuta drastiquement. Ce creux se prolongea presque tout au long du Silurien, probablement en raison d'événements positifs d'isotopes du carbone qui perturbèrent les cycles marins du carbone et réduisirent la résilience du phytoplancton. Les tendances globales des taux d'apparition et d'extinction sont corrélées à la disponibilité des habitats. La diversité latitudinale révèle une migration des pics de diversité en fonction du climat changeant, et un gradient de diversité latitudinale plus marqué a été observé lorsque l'écart de température entre les pôles et les tropiques était très important. Les résultats montrent également un scénario de type « sortie des tropiques » pour le phytoplancton du Paléozoïque inférieur à moyen. La diversité par cellule de grille a révélé l'existence de points chauds de diversité du phytoplancton, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour en identifier les causes. Pour l'analyse biogéographique, l'auteur a également participé à deux études (l'une soumise, l'autre publiée), adoptant des approches différentes : une description qualitative de la paléobiogéographie du Gondwana sud pendant le Floien (dans le cadre d'une étude du biote de Cabriéres), en utilisant les taxons pour marquer les provinces ; et une approche qualitative du Famennien (fin du Dévonien) basée sur une analyse multivariée. Pour le travail principal, une analyse multivariée a été réalisée sur la base de données du phytoplancton afin de déterminer les schémas biogéographiques. Les résultats ont montré une différenciation large en domaines latitudinaux, correspondant grossièrement à des assemblages d'eaux chaudes (équatoriales à subéquatoriales) et d'eaux froides (hautes paléolatitudes australes). Le provincialisme s'est affaibli durant l'Hirnantien, phénomène attribuable à la LOME et aux glaciations ; cette situation a perduré jusqu'à la fin du Silurien, période marquée par une faible diversité générique globale. Le réarrangement continental au Dévonien a fragmenté et reconfiguré le domaine des eaux froides en plusieurs provinces, tout en en formant de nouvelles en bordure de l'océan Paléotéthys. Dans l'ensemble, cette thèse montre comment divers facteurs peuvent affecter la diversité et la répartition du phytoplancton. Les travaux futurs devront aborder deux enjeux principaux : une meilleure représentation spatiale et temporelle ; ainsi que l'application d'autres corrections spatiales pour mieux cerner les schémas de diversification.

Résumé traduit

The present work traces the evolution of phytoplankton diversity and distribution in the early to middle Paleozoic (Cambrian to Devonian) and attempts to elucidate environmental factors which affect diversity dynamics. In order to do so a database was created based on the work of previous authors, expanded with more recent literature and georeferenced. Proper and meaningful reconstruction of paleodiversity and paleobiogeography warrants a review of taxonomic bias and thus the author engaged in two published studies related to this bias: the first reviews an acritarch subgroup, the netromorphs, proposing a system for classifying genera and reassigning related morphotypes while the second revisits morphological plasticity in Middle Ordovician acritarch assemblages in Öland, Sweden. The study approached diversity from three perspectives: global, latitudinal and grid-cell diversity. Analysis of global generic diversity shows the effect of mass extinctions, particularly after the Late Ordovician mass extinction (LOME) when there was a drastic drop in diversity, but this trough persisted nearly throughout the whole of the Silurian and possibly attributed to positive carbon isotope events which disrupted marine carbon cycles and lowered phytoplankton resiliency. Global trends of origination and extinction rates are correlated with habitat availability. Latitudinal diversity shows the migration of diversity peaks with the changing climate, and a stronger latitudinal diversity gradient was observed for very high polar-tropical temperature differences. The results also showed an out-of-the-tropics scenario for early to middle Paleozoic phytoplankton. Grid-cell diversity revealed the occurrence of phytoplankton diversity hotspots, but further investigation is needed to ascertain causative factors. For the biogeographic analysis the present author also participated in two studies (submitted and published respectively) with different approaches: a qualitative description of southern Gondwanan paleobiogeography during the Floian (part of a study of the Cabriéres biota), using taxa to mark provinces; and a qualitative approach to the Famennian (end-Devonian) using multivariate analysis. For the main work, multivariate analysis was performed on the phytoplankton database to determine biogeographical patterns. Results showed broad differentiation into latitudinal realms; roughly equated to warm-water (equatorial to sub-equatorial) and cold-water (high southern paleolatitudes) assemblages. Provincialism weakened in the Hirnantian, which is attributable to the LOME and the glaciations, but this situation persisted until the late Silurian at the same time there was low global generic diversity. Continental rearrangement in the Devonian fragmented and reconfigured the cold-water realm into several provinces and formed new ones at the margins of the Paleotethys Ocean. Overall, this thesis shows how various factors can affect the diversity and distribution of phytoplankton. Future work will need to address two main issues: better spatial and temporal representation; and the application of other spatial corrections to better constrain diversification patterns.