Titre original :

Biominéraaux dentaires des vertébrés aquatiques du Paléozoïque à l'Actuel, comme proxies histologiques, systématiques, (paléo) écologiques et (paléo) environnementaux

Titre traduit :

Dental biominerals in the Palaeozoic to Modern aquatic vertebrates : proxies to histology, systematics, (palaeo) ecology and (palaeo) environment

Mots-clés en français :
  • Biominéraux
  • Microfossiles

  • Paléoenvironnement
  • Paléobiogéographie
  • Thélodontes
  • Dents fossiles
  • Apatite dans l'organisme
  • Oxygène
  • Terres rares
  • Analyse géochimique
  • Biostratigraphie
  • Langue : Anglais, Français
  • Discipline : Paléontologie
  • Identifiant : Inconnu
  • Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
  • Date de soutenance : 22-11-2016

Résumé en langue originale

Au cours de ma recherche postdoctorale centrée sur des vertébrés inférieurs sans mâchoire, j’ai étudié la biodiversité et la paléobiogéographie des vertébrés du Silurien et Dévonien Inférieur, en particulier les thélodontes (Vertebrata, Thelodonti) (Žigaitė et al., 2011 ; Žigaitė & Goujet, 2012, Žigaitė 2013 ; Žigaitė & Blieck, 2013) – ainsi que les signaux paléoenvironnementaux et paléoclimatiques enregistrés dans les biominéraux fossiles des vertébrés aquatiques. L'objectif prioritaire de ma recherche est d'établir l'applicabilité fondamentale de ratios d’isotopes stables (18O/16O) chez les biominéraux de vertébrés aquatiques actuels et fossiles, ainsi que des compositions de terres rares (REE) et éléments traces dans les fossiles comme outils géochimiques fiables pour explorer l’écologie, l’environnement et les changements climatiques du passé. Les principaux axes de ma recherche sont constitués de : (1) Déterminations du proxie : les isotopes 18O/16O dans des biominéraux dentaires actuels ; (2) Evaluations de la préservation du signal originel dans des biominéraux fossiles ; et (3) Reconstitutions paléoenvironnementales et paléoécologiques basées sur le δ18O et les compositions de terres rares. Suite à ma première découverte de décalage inter-taxonomique de δ18O (Žigaitė et al. 2010) dans des microfossiles dentaires du Silurien, je me suis concentrée sur la préservation biominérale de ce taxon spécifique dans les groupes de fossiles sympatriques (Žigaitė et al. 2013a ; 2013b) par l'intermédiaire de nombreuses approches analytiques de l’état de l’art, telles que les analyses EDX, EBSD, et LA-ICPMS pour quantifier les éléments traces et de terres rares (REE), ce qui a permis de déterminer des artéfacts diagénétiques comme l’altération de composition et recristallisation sur échelle histologique (Žigaitė et al. 2014 ; 2015 ; 2016). Ma bourse du Conseil suédois de la recherche m’a permis de lancer une étude systématique inter-méthodologique des dents et épines de sélaciens vivants dans des environnements contrôlés. Cette étude a ouvert une perspective complète sur des facteurs de variabilité du δ18O dans des biominéraux dentaires, et a révélé l'ampleur et l'importance de l'impact de l’histologie et des propriétés minéralogiques des tissus durs sur la composition isotopique de la dent (Žigaitė & Whitehouse 2014 ; Qvarnström et al. 2016 ; Žigaitė et al. en préparation).

Résumé traduit

During my post-doctoral research, I have been studying the biodiversity and palaeobiogeography of the Silurian and Early Devonian vertebrates, focusing on jawless early vertebrates such as thelodonts (Vertebrata, Thelodonti) (Žigaitė et al., 2011 ; Žigaitė & Goujet, 2012 ; Žigaitė, 2013 ; Žigaitė & Blieck, 2013) – and equally, exploring the geochemical signatures registered in the aquatic vertebrate biominerals, as proxies to palaeoenvironmental and palaeoclimate. The overarching aim of my research is to reveal and determine the nature and extent of the environmental, ecological and physiological controls on the stable oxygen isotope (18O/16O) compositions, as well as palaeoenvironmental signatures in the REE compositions in the apatitic hard tissues of fossil and moder aqauatic vertebrates. Principal axes of my research consists of : (1) Determination of δ18O proxy in the modern vertebrate biominerals, using living shark teeth as a model ; (2) Evaluation of the preservation of the primary geochemical signal in fossil dental tissues ; (2) Palaeoenvironmental and palaeoclimatic reconstructions based on δ18O values and REE compositions. Following my first discovery of inter-taxonomic discrepancies of δ18O signatures (Žigaitė et al. 2010) in coeval Silurian vertebrate microremains, I have focused on taxon-specific biomineral preservation in sympatric fossil groups (Žigaitė et al. 2013a ; 2013b) via a number of state-of-the-art analytical approaches, such as EDS(XRD), EBSD, and quantitative rare earth (REE) and trace element analyses, which helped to determine certain taxonomical and histological artefacts (e.g. Žigaitė et al. 2014; 2015; 2016). Subsequently, I have set an experimental platform with modern captivity sharks, as a part of my 7FP Marie Curie Fellowship, University of Birmingham (Angleterre). I have conducted taxonomical and histological in-situ micro-analyses of living shark teeth δ18O, where I have introduced new in-situ micro-beam analysis application protocol developed together with Prof Martin Whitehouse at NordSIM facility (Suede). During my Swedish research council fellowship, I have launched systematic, inter-laboratory and inter-technique study of living selachian teeth and spines, from controlled environments and with clear developmental and physiological conditions. It opened up a whole new scale of variability factors for dental biomineral δ18O, and revealed the extent and importance of the hard tissue histology and mineralogical properties’ impact on tooth isotopic composition (Žigaitė & Whitehouse 2014; Qvarnström et al. 2016 ; Žigaitė et al. in prep).

  • Directeur(s) de thèse : Servais, Thomas
  • Laboratoire : Evolution, Ecologie, Paléontologie (EVO-ECO-PALEO)
  • École doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq)

AUTEUR

  • Žigaitė-Moro (Žigaitė), Živilė
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