Stratégies de reproduction mammaliennes et isotopie du calcium: témoins actuels et perspectives fossiles

La capacité à produire du lait (i.e. la lactation) est un trait partagé par toutes les espèces de mammifères actuelles. Cette capacité est capitale pour le développement des juvéniles et constitue un facteur déterminant de l’écologie et des stratégies de reproduction des espèces mammaliennes. Toutefois, sur la base des méthodes conventionnelles et des indices fossiles disponibles, il est difficile d’ancrer évolutivement et temporellement l’origine précise de la lactation et de ses fonctions biologiques. Dans la présente thèse, j’ai exploré les possibilités offertes par l’étude des isotopes du calcium (Ca) contenus dans la structure minérale des os et des dents. Plusieurs études publiées en amont de cette thèse suggèrent que la composition en isotopes stables du Ca des tissus minéralisés (44Ca et 42Ca notamment) est susceptible d’être modifiée par la consommation et la production de lait. Par ailleurs, d’autres publications suggèrent que la composition isotopique du Ca de l’émail dentaire est capable de se préserver dans l’émail fossilisé et de fournir des informations sur l’écologie et la physiologie d’espèces disparues. Toutefois, les effets de la consommation et de la production de lait sur ces compositions isotopiques étaient jusqu’ici documentés chez une poignée d’espèces seulement. En outre, des doutes planaient encore sur la responsabilité réelle de la lactation sur certains de ces changements isotopiques. Il était donc nécessaire d’étendre le spectre des mammifères chez qui ces changements isotopiques étaient documentés et d’identifier plus précisément les causes physiologiques derrière ces changements. Pour investiguer ces questions, j’ai réalisé un suivi temporel des compositions isotopiques du Ca organique d’une population de cochons domestiques (Sus scrofa domesticus) durant un cycle de reproduction complet. J’ai ensuite comparé ces données expérimentales avec des données de modélisations permettant d’identifier les facteurs en jeu dans les variations de compositions isotopiques observées expérimentalement. J’ai également étudié les compositions isotopiques du Ca des tissus minéralisés de différentes populations de mammifères actuels comprenant des cerfs élaphes (Cervus elaphus), des souris grises (Mus musculus), des wallabys de l’île Eugène (Macropus eugenii), des échidnés à nez court (Tachyglossus aculeatus) et des ornithorynques (Ornithorhynchus anatinus), ainsi qu’une population de rennes fossiles (Rangifer 17 tarandus). Les résultats de ces études soulignent le rôle majeur de la lactation dans l’apparition de différences inter-sexes de compositions isotopiques du Ca des tissus (e.g. δ44/42Ca du sang modifié de +0,4 ‰ lors de l’allaitement), et ont permis de documenter l’hétérogénéité de ces différences isotopiques à l’échelle des mammifères placentaires, des marsupiaux et des monotrèmes (i.e. présentes chez certains et absences chez d’autres). Les résultats obtenus au cours de cette thèse permettent des avancées importantes dans la compréhension du cycle isotopique du Ca chez les mammifères, et offrent de nouvelles perspectives pour explorer l’histoire évolutive de la lactation. En outre, ces résultats offrent aussi des perspectives intéressantes dans les domaines du biomédical et de la paléoécologie.