Réécrire le début de l'histoire évolutive des gnathostomes : une approche anatomique et systématique des placodermes rhénanides // Rewriting the start of gnathostome evolutionary history: an anatomical and systematic approach/reappraisal of rhenanid placo

Les placodermes, aussi connus sous le nom de “poissons cuirassés”, sont un groupe important dans l'histoire évolutive des vertébrés car ils en sont les premiers représentants dotés de mâchoires, ainsi que les plus diversifiés au Dévonien (Janvier, 1996). Les placodermes occupent donc une position phylogénétique stratégique qui permettra d'éclairer les premières étapes de l'évolution de nos origines de vertébrés à mâchoires.
Parmi les nombreux groupes de placodermes, celui des rhénanides est l'un des plus énigmatiques : aplatis dorsoventralement et dotés de larges nageoires pectorales rappelant les raies actuelles, les rhénanides ont longtemps été relégués au rang de curiosités, et exclus des analyses phylogénétiques. Leur inclusion dans des analyses récentes montre au contraire que ce groupe est probablement basal et permettrait donc de mieux appréhender les premières étapes de l'évolution des gnathostomes (vertébrés à mâchoires; Dupret et al., 2021; Long and Trinajstic, 2024; Zhu et al., 2021).
Les rhénanides sont représentés par 8 genres, tous mal connus. Un des volets de ce projet sera donc de réévaluer l'ensemble du groupe, en commençant par le matériel présent dans les collections du MNHN avec les genres Nefudina du Dévonien inférieur d'Arabie Saoudite et Bolivosteus du Dévonien moyen de Bolivie. Du matériel provenant d'institutions extérieures (e.g. Museum für Naturkunde, Berlin, Allemagne, à visiter ; Australian National University, Canberra, déjà scanné) complètera le matériel d'étude et sera l'occasion de partenariats internationaux.
Une attention particulière sera portée à l'anatomie endocrânienne (boîte crânienne et organes internes) notamment par le biais de l'acquisition de données en microtomographie à rayons X, via CT-scan et synchrotron (Dupret et al., 2017; Dupret et al., 2014; Olive et al., 2025). L'essentiel du matériel endocrânien (spécimens MNHN et ANU) est déjà scanné et constitue une base solide pour le commencement du doctorat. Les trois boites crâniennes connues de Bolivosteus permettront d'évaluer la plasticité plus finement au sein d'un même genre et d'extrapoler aux autres rhénanides, voire à d'autres groupes de placodermes, notamment les acanthothoracides avec le genre Romundina (Dupret et al., 2017; Dupret et al., 2014; Olive et al., 2011; Olive et al., 2025).
L'étude portera également sur d'autres aspects de l'anatomie des rhénanides (attache de la mâchoire, des nageoires, etc.) de façon à obtenir de nouveaux caractères anatomiques permettant de produire de nouvelles phylogénies. Les analyses phylogénétiques utiliseront différentes méthodes (jeux de données sélectifs, parcimonie, bayésien, forçage anatomique ou stratigraphique, etc.).
La qualité exceptionnelle des fossiles, des données CT-scan et synchrotron déjà acquises, la proximité des collections MNHN et internationales pour compléter le jeu de données, et la disponibilité des infrastructures au CR2P (équipe technique et salle dédiée aux reconstructions 3D) assurent la faisabilité du projet en 3 ans.
Les résultats comprendront des articles scientifiques dans des revue de rang A (accès libre), des modèles 3D (accès libre) et bases de données interactives, des conférences, ainsi que des activités de diffusion des connaissances.
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Placoderms, also known as « armoured fishes », are an important group in the evolutionary history of vertebrates, because they are the first ones with articulated jaws, as well as the most diversified group of the Devonian period. Placoderms thus occupy a strategic phylogenetic position, and hold the potential to shed light on the first steps of our deep-time jawed vertebrate evolutionary history.
Among the various placoderm groups, the rhenanids is one of the most enigmatic: dorsoventrally flattened and with large pectoral fins like extant rays (chondrichthyans), the rhenanids have long been considered as evolutionary curiosities and even excluded of previous phylogenetic analyses. However, their inclusion in recent analyses reveals that this group branches basally, and as such holds the potential to shed light on the first steps of the evolution of gnathostomes (jawed vertebrates; Dupret et al., 2021; Long and Trinajstic, 2024; Zhu et al., 2021).
Rhenanids consist of 8 genera, all poorly known. One aspect of this project will be to reevaluate this taxonomic ensemble, starting with the collections held at the Muséum national d'Histoire naturelle in Paris, France, with the genera Nefudina from Saudi Arabia and Bolivosteus from Bolivia. Other material from external institutions (e.g. Museum für Naturkunde, Berlin, Germany, Australian National University, Canberra) will complete the study and will be the opportunity of international partnerships.
Special attention will be given to the endocranial anatomy (braincase and internal organs), notably owing to data acquisition through X-rays (CT-scan or Synchrotron; Dupret et al., 2017; Dupret et al., 2014; Olive et al., 2025). Most of the endocranial material (MNHN and ANU specimens) is already scanned, and is thus a very good base to start the study. If most of previously studied genera have only one braincase preserved (enough to obtain anatomical data for phylogenetic analyses), some others (e.g. Bolivosteus) have 2 or 3, which will allow for an evaluation of the plasticity at the generic level, and extrapolate to other rhenanids and placoderms, notably acanthothoracids such as the genus Romundina (Dupret et al., 2017; Dupret et al., 2014; Olive et al., 2011; Olive et al., 2025).
The study will also deal with other aspects of the rhenanid anatomy (jaws or fin attachments, etc.) in order to retrieve further anatomical characters and hence produce new phylogenies. These phylogenetic analyses will employ different methods (parsimony, Bayesian, stratigraphic or morphological forcing, etc.).
The exceptional quality of the fossils, that of the CT- and synchrotron data already acquired, the proximity of the collections of the MNHN co and other international institutions to complete the dataset, as well as the infrastructures of the CR2P (technical staff and dedicated room to 3D modelisations) ensure the success of the project.
Results will be published in high ranked journals (open access); interactive 3D models (also open access) and databases, conferences as well as popular science articles will complete dissemination to the public.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Muséum national d'Histoire naturelle

227 DIVONA (Diversités, Origines, Natures)

Diplôme requis : Master (ou équivalent) en Paléontologie des Vertébrés. Connaissances scientifiques : Bonnes connaissances des premiers vertébrés (systématique et anatomie), avec un intérêt particulier pour les placodermes. Bonnes bases en analyses phylogénétiques, au minimum en parcimonie. Compétences techniques : Une expérience en traitement de données tomographiques et en modélisation 3D n'est pas requise. En revanche, une bonne capacité de visualisation spatiale en 3D, notamment appliquée à des données fossiles fragmentaires ou incomplètes, est indispensable. Langues : Français et Anglais : maîtrise écrite et orale requise pour la communication avec la communauté scientifique. Qualités personnelles : rigueur scientifique, bonnes capacités de communication, sociabilité et aptitude au travail collaboratif.
Required degree: Master's degree (or equivalent) in Vertebrate Paleontology. Scientific background: Solid knowledge of early vertebrates (systematics and anatomy), with a particular interest in placoderms (desirable). Good foundational knowledge of phylogenetic analyses, at least using parsimony-based methods. Technical skills: Experience in tomographic data processing and 3D modelling is not required. However, a strong ability to perform 3D spatial visualization, particularly when working with fragmentary or incomplete fossil data, is essential. Languages: French and English: proficiency in reading, writing, and speaking is required for communication within the scientific community. Personal qualities: Scientific rigor, strong communication skills, sociability and ability to work effectively in a collaborative environment.