Formation de patron et modularité des canaux sensoriels de la ligne latérale chez le poisson-castor, Amia calva (Actinopterygii : Amiiformes)

RÉSUMÉ: La modularité du crâne et l'intégration morphologique entre les systèmes anatomiques sont fondamentales en biologie évolutive du développement pour expliquer la diversité de plans d'organisation. Une étude récente au niveau des vaisseaux sanguins et des os du crâne a montré que la modularité est déterminée par la région anatomique et qu'elle n'est pas limitée à un système. L'interaction entre les os dermiques et les canaux de la ligne latérale est débattue depuis un siècle. Cependant, la modularité des canaux de la ligne latérale et leur intégration morphologique avec les os dermiques n'ont jamais été décrites. Une série ontogénétique de 97 spécimens de l'actinoptérygien basal Amia calva a permis de décrire l'ontogénie et la modularité des canaux de la ligne latérale ainsi que leur intégration avec les os crâniens. Les crânes ont été visualisés à l'aide d'un micro-CT scan. Le patterning des ramifications des groupes de pores du canal otique et de la commissure supratemporale a été décrit en codant la présence ou l'absence de chaque branche de manière à tester la présence de modules développementaux par la corrélation de Spearman dans l'ordre d'apparition des ramifications pour chaque groupe de pores. Des points de repères morpho métriques ont été posés sur 25 spécimens afin de tester des modules variationnels au niveau des canaux et l'intégration entre les canaux et les os en variation individuelle et en asymétrie aléatoire. Les ramifications suivent un patterning prédéterminé, supporté par la corrélation dans l'ordre d'apparition des bifurcations entre le côté gauche et droit. Des différences dans le patterning et le test de modularité basé sur la corrélation entre les groupes de points de repères suggèrent que le canal otique et la commissure supratemporale sont deux modules séparés. L'intégration entre les os et les canaux est insuffisante pour être détectée comme un module. Cependant, les deux blocs ne sont pas indépendants ajoutant du support à l'hypothèse de l'interaction développementale entre les os dermiques et les canaux sensoriels. Les groupes de pores ont tendance à disparaître sans affecter les autres groupes de pores suggérant qu'ils sont des unités quasi-indépendantes remplissant un critère pour la modularité. La modularité des canaux sensoriels suit une organisation hiérarchique qui s'explique par les étapes et les interactions développementales de la formation du système de la ligne latérale. -- Mots clés : évo-dévo, modularité développementale, modularité variationnelle, canaux sensoriels, ligne latérale, os dermiques, Amia calva, patterning, morphométrie géométrique. -- ABSTRACT: Skull modularity and morphological integration among anatomical systems are fundamental in evolutionary developmental biology in order to explain the diversity of body plan. A recent study on cranial vasculature and the bony skull has shown that modularity is determined by the anatomic region and thus not limited to a system. The interaction between dermal bones and lateral line canals has been debated for 100 years. However, modularity of lateral line canals and their morphological integration with dermal bones have never been described. An ontogenetic series of 97 specimens of the basal actinopterygian Amia calva was acquired to describe the ontogeny and modularity of lateral line canals and their integration with supporting cranial bones. Skulls were visualized with a micro-CT scan. Ramification patteming of groups of pores in the otic canal and the supratemporal commissure were described by coding the presence or absence of each branch in order to test for developmental modules by calculating Spearman rank correlations in order of appearance of ramifications between groups of pores. Landmarks were digitized on 25 specimens to test for variational modules at the level of canals and integration between canals and bones in individual variation and fluctuating asymmetry. Ramifications follow a particular patterning as supported by significant positive correlation in the order of appearance of bifurcation between sides. Differences in patterning and the test of modularity based on correlation between subset of landmarks suggest that the otic canal and the supratemporal commissure are two separate modules. The integration between bones and canals was insufficient to be detected as a module. However, the two blocks were not independent adding support to the hypothesis of developmental interaction between dermal bones and sensory canals. Groups of pores tended to disappear without affecting other groups of pores suggesting that they are quasi-independent units which fill a criterion for modularity. The hierarchichal organisation of modularity in sensory canals is explained by the developmental stages and interactions of the lateralline system formation. -- Keywords : evo-devo, developmental modularity, variational modularity, sensory canals, lateral line, dermal bones, Amia calva, patterning, geometric morphometrics.

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