L'enregistrement isotopique des tissus minéralisés des vertébrés (apports de la modélisation numérique à l'estimation des influences de la physiologie, de l'écologie et du régime alimentaire)

Abstract

Des travaux pionniers (Longinelli, 1984) ont montré que les teneurs en isotopes stables de l'oxygène des os d'animaux homéothermes pouvaient être reliées à celles de l'eau des précipitations ou de l'eau de boisson, lesquelles dépendent, à leur tour, de la température ambiante. Le phosphate et le carbonate des os et des dents constituent ainsi un outil de reconstitution paléoenvironnementale, d'autant que le fractionnement isotopique entre tissu minéralisé et liquides extracellulaires, fonction de la température du corps, est constant chez les homéothermes. Pour les ectothermes, dont la température corporelle dépend de la température ambiante, les isotopes de l'oxygène peuvent servir à des études écophysiologiques (changement de milieu, vitesse de croissance...). L'oxygène des tissus minéralisés provient de celui des fluides du corps, dont la composition isotopique résulte du bilan des flux d'oxygène entrants et sortants et des fractionnements isotopiques associés. La valeur isotopique des fluides n'est donc pas en relation directe avec l'eau du milieu, mais peut être influencée par les autres sources d'oxygène (dont la nourriture) ou par les proportions relatives des différents flux, fonction de la physiologie de l'animal. Des relations empiriques phosphate - eau du milieu ont été obtenues par l'étude d'animaux sauvages dans des milieux connus ou d'animaux élevés dans des conditions contrôlées. Ces résultats n'étant pas toujours concordants, plusieurs auteurs (Bryant & Froelich, 1995; Kohn, 1996) ont proposé de calculer les teneurs isotopiques à l'aide de modélisations des flux d'oxygène traversant l'animal. Le travail présenté ici développe une modélisation numérique des Vertébrés qui fournit les teneurs isotopiques de l'oxygène du phosphate et du carbonate de l'os et des dents en fonction des caractéristiques environnementales et des spécificités des animaux. Dans les cas de l'Homme, des Crocodiliens ou des Rongeurs, on a pu accorder les relations phosphate - eau calculées et empiriques en précisant les valeurs de certains paramètres physiologiques. Par ailleurs, cette modélisation peut être adaptée à d'autres éléments, comme le carbone, l'azote et le calciumLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocLYON1 - UFR Sciences de la terre (692662208) / SudocSudocFranceF