Morphology and function of the semicircular ducts of the inner ear of the subterranean mammals
Morphologie et fonction des canaux semi-circulaires de l'oreille interne des mammifères souterrains
Résumé
The subterranean lifestyle requires mechanical constraints and a restricted sensorial environment in moles. The inner ear, the sense organ that handles balance, head motions and spatial awareness, plays an important role in this milieu. My thesis aims at characterizing which anatomical or functional features of the semicircular duct system of the inner ear are typical for this lifestyle, appeared independently in several clades of mammals (marsupials, xenarthrans, eulipotyphlans, afrotherians, rodents). Statistical analyses of the morphology of the osseous and membranous semicircular duct system show that there are no anatomical features linked to the subterranean lifestyle. The functional parameters of the organ allow ultimately to differentiate the semicircular duct system of the subterranean mammals from the non-subterranean species and to conclude that different morphologies can lead to the same function. This work highlights a clear and new functional convergent adaptation of the semicircular duct system to the subterranean lifestyle: the moles present a higher sensitivity to detect head motions and therefore a better spatial awareness, which compensates the sight loss.
Le mode de vie souterrain impose des contraintes mécaniques et un environnement sensoriel restreint chez les taupes. L’oreille interne, organe sensoriel qui gère l’équilibre, les mouvements de la tête et l’orientation spatiale joue un rôle primordial dans ce milieu. Ma thèse a pour but de définir quelles caractéristiques anatomiques ou fonctionnelles du système des canaux semi-circulaires de l’oreille interne sont typiques de ce mode de vie, apparu indépendamment chez plusieurs clades de mammifères (marsupiaux, xénarthres, eulipotyphles, afrothères, rongeurs). Les études statistiques de la morphologie du système des canaux semi-circulaires osseux et membraneux montrent qu’il n’y a pas de caractéristique anatomique liée au mode de vie souterrain. Les paramètres fonctionnels de l’organe permettent finalement de différencier les systèmes des canaux semi-circulaires des mammifères souterrains des non-souterrains et de conclure que des morphologies différentes peuvent fournir les mêmes fonctions. Ce travail met en lumière une nouvelle adaptation convergente et fonctionnelle du système des canaux semi-circulaires au mode de vie souterrain : les taupes ont une plus grande sensibilité de détection des mouvements de la tête et donc une meilleure orientation spatiale, ce qui compense la perte de la vue.
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