Search results

The end-Cretaceous mass extinction, 66 million years ago, profoundly reshaped the biodiversity of our planet. After likely originating in the Cretaceous, placental mammals (species giving live birth to well-developed young) survived the extinction and quickly diversified in the ensuing Paleocene. Compared to Mesozoic species, extant placentals have advanced neurosensory abilities, enabled by a proportionally large brain with an expanded neocortex. This brain construction was acquired by the Eocene, but its origins, and how its evolution relates to extinction survivorship and recovery, are unclear, because little is known about the neurosensory systems of Paleocene species. We used high-resolution computed tomography (CT) scanning to build digital brain models in 29 extinct placentals (including 23 from the Paleocene). We added these to data from the literature to construct a database of 98 taxa, from the Jurassic to the Eocene, which we assessed in a phylogenetic context. We find that the Phylogenetic Encephalization Quotient (PEQ), a measure of relative brain size, increased in the Cretaceous along branches leading to Placentalia, but then decreased in Paleocene clades (taeniodonts, phenacodontids, pantodonts, periptychids, and arctocyonids). Later, during the Eocene, the PEQ increased independently in all crown groups (e.g., euarchontoglirans and laurasiatherians). The Paleocene decline in PEQ was driven by body mass increasing much more rapidly after the extinction than brain volume. The neocortex remained small, relative to the rest of the brain, in Paleocene taxa and expanded independently in Eocene crown groups. The relative size of the olfactory bulbs, however, remained relatively stable over time, except for a major decrease in Euarchontoglires and some Eocene artiodactyls, while the petrosal lobules (associated with eye movement coordination) decreased in size in Laurasiatheria but increased in Euarchontoglires. Our results indicate that an enlarged, modern-style brain was not instrumental to the survival of placental mammal ancestors at the end-Cretaceous, nor to their radiation in the Paleocene. Instead, opening of new ecological niches post-extinction promoted the diversification of larger body sizes, while brain and neocortex sizes lagged behind. The independent increase in PEQ in Eocene crown groups is related to the expansion of the neocortex, possibly a response to ecological specialization as environments changed, long after the extinction. Funding Sources Marie Sklodowska-Curie Actions, European Research Council Starting Grant, National Science Foundation, Belgian Science Policy Office, DMNS No Walls Community Initiative.

The genus Olbitherium was originally described in 2004 from the early Eocene of the Wutu Formation in China as a ‘perissodactyl-like’ archaic ungulate. Described material of Olbitherium consists of partial dentaries with lower cheek teeth, isolated upper molars, and an isolated upper premolar. Subsequent collaborative fieldwork by Belgian and Chinese researchers discovered new material including a partial skull, the anterior portion of the dentary, and associated postcrania. In their general form, the skull and postcrania are similar to those of early perissodactyls. The new material provides a more complete picture of the upper dentition, and the anterior dentary demonstrates the presence of three lower incisors and a large canine, both ancestral features for perissodactyls. A phylogenetic analysis was conducted to test the affinities of Olbitherium, using a matrix of 321 characters and 72 taxa of placental mammals emphasizing perissodactyls and other ungulates. The results produced four shortest trees of 1981 steps. In all four trees, Olbitherium is the sister-taxon to all perissodactyls except Ghazijhippus. In contrast, when scoring was restricted to the originally described material, the results produced 16 shortest trees of 1970 steps, and Olbitherium nests well within Perissodactyla as sister-taxon to a clade including Lambdotherium and the brontotheriids Eotitanops and Palaeosyops. The new material not only supports the identification of Olbitherium as a perissodactyl, but it also suggests that it is significant for understanding the ancestral perissodactyl morphotype. Funding Sources U.S. National Science Foundation (DEB1456826), Chinese Ministry of Science and Technology (2009DFA32210), and Belgian Science Policy Office (BL/36/C54).

The Quercy Phosphorites are a set of Eocene-Oligocene deposits from South-West France that yielded numerous vertebrate fossils, including amphibians, mostly as isolated bones. However, in 1873, several exceptional amphibian specimens were discovered, with the external surface of the unmineralized tissues preserved, and were commonly referred as “mummies”. In the 19th century, they were described without any knowledge of their internal anatomy. Since 2012, we have started scanning these “mummies”, revealing the preserved internal soft tissues and articulated skeleton. A first specimen was attributed in 2013 to Thaumastosaurus gezei and we here present our results from the tomography of a second “mummified” anuran, previously identified as Bufo servatus. The tomography showed a preserved articulated skeleton, and its osteological characteristics are similar to the first scanned anuran “mummy”, representing different ontogenetic stages. Both are now both attributed to Thaumastosaurus servatus nov. comb. The new anatomical information is used to assess the affinities of T. servatus, which appears to belong to the Pyxicephalidae, an African anuran clade. Thaumastosaurus thus represents both the oldest occurrence of this clade in the fossil record and its first occurrence outside of Africa. Its presence in Europe highlights a faunistic exchange with Africa during the Eocene, also documented for several clade of squamates. The presence of this African herpetofauna in Europe might be linked to the warmer climate during the Eocene. However, most of this herpetofauna, including Thaumastosaurus, disappeared from the region around an extinction event (named the “Grande Coupure”) that took place around the Eocene/Oligocene transition (~34 Ma).

La Formation du Shale de Cambay, visible dans les mines de lignite de Vastan, Mangrol et Tadkeswhar au Gujarat, dans l’ouest de l’Inde, a livré une riche faune yprésienne de vertébrés incluant des serpents madtsoïdes, palaeophiidés, booidés et colubroïdes. Ces derniers sont particulièrement abondants mais leurs affinités systématiques sont difficiles à résoudre. Une étude plus détaillée du serpent colubroïde Thaumastophis missiaeni a été entreprise (Zaher et al., 2021). Celle-ci révèle la présence sur ces sites de vertèbres troncales antérieures, moyennes et postérieures ainsi que quelques vertèbres caudales. La combinaison de caractères vertébraux cénophidiens et colubroïdes primitifs et dérivés confirme que Thaumastophis est à la base des Colubriformes. Il en serait le plus ancien représentant connu tandis que Procerophis, découvert dans les mêmes niveaux, peut être considéré comme un Colubriformes dérivé. Par ailleurs, Thaumastophis partage avec le serpent Renenutet enmerwer, connu de l’Eocène supérieur d’Egypte, la combinaison unique des caractères vertébraux suivants: processus prézygapophysénaux bien développés, présence de foramens parazygapophysénaux, épines neurales hautes sur les vertèbres troncales moyennes et postérieures, épines neurales envahissant le tectum zygosphénien, régions para- et diapophysaires distinctes, hypapophyses présentes sur les vertèbres troncales antérieures, vertèbres caudales avec haemapophyses laminaires étendues, cotyle déprimé. Ceci suggère un échange faunique entre l’Inde et l’Afrique du Nord, en passant par la marge la plus au Sud de la Neothethys. Une nouvelle famille des Thaumastophiidae peut donc être proposée incluant le genre Thaumastophis et Renenutet sur base de leur morphologie vertébrale dérivée. Financements Les missions de terrain et la recherche associée ont été financées par la Leakey Foundation; la National Geographic Society; le Département des Sciences et Technologies du gouvernement Indien; le Wadia Institute of Himalayan Geology, Dehradun, Inde; le projet PalEurAfrica de la Politique Scientifique fédérale belge; le Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico; le Coordenação de Aperfeicoamento de Pessoal de Nível Superior; la Fundaçáo de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Références Zaher H., Folie A., Quadros A.B., Rana R.S., Kumar K., Rose K.D., Fahmy M. & Smith T., 2021. Additional vertebral material of Thaumastophis (Serpentes: Caenophidia) from the early Eocene of India provides new insights on the early diversification of colubroidean snakes. Geobios, 66-67: in press. https://doi.org/10.1016/j.geobios.2020.06.009.

Les Phosphorites du Quercy sont un ensemble de sites datant de l’Eocène et de l’Oligocène du Sud-Ouest de la France. Ils sont connus pour leurs nombreux restes fossiles, dont des amphibiens, majoritairement représentés sous forme d’ossements isolés. Cependant, en 1873, plusieurs spécimens d’amphibiens à préservation exceptionnelle furent découverts. Montrant l’aspect des tissus externes (peau, yeux...), ces spécimens furent dès l’origine considérés comme des momies naturelles. Durant le 19ème siècle, ils ont été décrits sans aucune connaissance de leur anatomie interne. Depuis 2012, nous avons commencé à tomographier ces momies, révélant des structures internes telles que des tissus mous internes et un squelette articulé. Un premier spécimen a été attribué en 2013 à Thaumastosaurus gezei et nous présentons ici les résultats de la tomographie d’un second anoure momifié, jusqu’ici identifié comme Bufo servatus. La tomographie a révélé un squelette articulé dont les caractéristiques ostéologiques sont similaires à celles du premier anoure momifié, bien qu’il représente un stade ontogénétique différent. Les deux momies sont attribuées à Thaumastosaurus servatus nov. comb. Les nouvelles informations anatomiques sont utilisées pour préciser les affinités phylogénétiques de Thaumastosaurus, qui serait placé au sein des Pyxicephalidés, un clade d’anoures africain. Thaumastosaurus représenterait dès lors à la fois la plus ancienne occurrence du clade dans le registre fossile mais aussi sa première occurrence hors d’Afrique. Sa présence en Europe souligne un potentiel échange faunique avec l’Afrique durant l’Eocène ou même dès le Paléocène. La présence de ce représentant d’un clade africain dans l’herpétofaune européenne est peut-être liée au climat chaud durant l’Eocène. Cependant, la plus grande partie de cette herpétofaune, dont Thaumastosaurus, disparait d’Europe durant le renouvellement faunique de la Grande Coupure, autour de la transition Eocène/Oligocène (~34 Ma).

Depuis près de 10 ans, l’Institut royal des Sciences naturelles de Belgique (IRSNB) s’équipe d’outils divers et variés pour numériser et valoriser ses 38 millions de spécimens : système de photostaking, microscope électronique à balayage, photogrammétrie en lumière structurée, micro- et nano-CT scanners et plus récemment scanner surfacique mobile. En Paléontologie, troisième plus grande collection sur les six que compte l’IRSNB, la priorité est pour l’instant donnée aux spécimens dits “Types et Figurés”. Avec plus de 40.000 spécimens types et figurés sur plus de 3 millions dans les collections générales, il y a déjà du pain sur la planche. Dans ce cadre, la plateforme numérique maison « Open Source » nommée Virtual Collections « virtualcollections.naturalsciences.be » permet l’accès aux images et aux modèles tridimensionnels de ces spécimens de référence. C’est alors que se posent les questions de la pérennité et de la propriété des images. Les images réalisées à l’IRSNB ne posent pas de problèmes car elles sont protégées par une licence CC BY NC ND et sont conservées sur une plateforme de la Politique scientifique fédérale (BELSPO = ministère belge des affaires scientifiques) afin de pérenniser l’accès aux collections numériques. En revanche, qu’en est-il des images réalisées par d’autres institutions et déposées sur des plateformes externes telles que Morphosource, Digimorph, MorphoMuseuM, pour ne citer que les plus connues? Ces images et modèles des spécimens de l’IRSNB sont-ils également protégés, notamment contre des pratiques commerciales et qui sont les réels détenteurs des droits à l’image? Nous décrivons ici les divers cas de figures et tentons de répondre à ces questions qui taraudent de plus en plus les grands musées de histoires naturelles.

Les phosphorites du Quercy forment un ensemble de gisements phosphatés ayant livré une importante faune, couvrant la transition Eocène-Oligocène. Au sein de ces gisements, les restes osseux d’amphibiens sont nombreux, bien que majoritairement isolés. En 1873, plusieurs spécimens d’amphibiens et de serpents en furent extraits, présentant une fossilisation assez unique en trois dimensions conservant la forme, les dimensions et l’aspect externe in vivo de ces petits vertébrés. Communément appelés « momies » par leur aspect externe préservé, ces derniers furent décrits au XIXème siècle, sans que leur anatomie interne ne soit en fait connue. Depuis 2012, les spécimens de ces amphibiens commencent à être tomographiés, révélant ainsi la présence interne de tissus mous et squelettiques quasiment complets et articulés. Nous décrivons ici la tomographie d’un deuxième spécimen d’anoure, identifié préalablement comme un « crapaud » (Bufo servatus). Elle révèle la même anatomie que l’autre momie déjà décrite, mais à un stade de développement plus avancé et avec une ceinture pectorale non déformée. Ces individus peuvent être attribués au taxon Thaumastosaurus gezei, et représentent des stades ontogénétiques différents. Avec ces données anatomiques, nous avons inclus Thaumastosaurus au sein d’une phylogénie, le plaçant proche des Pyxicephalidae, clade d’anoures africains. Thaumastosaurus représente à la fois la seule occurrence avérée de ce clade dans le registre fossile et hors d’Afrique. Sa présence en Europe permet par ailleurs de mettre en évidence un échange faunique entre l’Afrique et l’Europe durant l’Eocène. L’émergence de ce type d’herpétofaune africaine en Europe à ce moment serait liée au climat chaud dans la région. Ce taxon et la plus grande partie de cette herpétofaune africaine disparaissent cependant d’Europe lors du refroidissement de la limite Eocène-Oligocène (autour de 34 millions d’années) connu sous le nom de Grande Coupure.

The Cretaceous is a key period for anurans, as several clades, such as the aquatic Pipidae and the speciose Neobatrachia (~96 % of extant taxa) underwent a rapid and vast diversification. This event is considered to have taken place on Gondwana, as it was breaking apart into several continents, including South America and Africa. Fossiliferous sites from this period from both continents are key to understand how this diversification unravelled. Unfortunately, few cretaceous sites with anuran remains are known from Africa. Among them is the Ibeceten site from the Coniacian-Santonian of Niger. Located in the South-East of Niger, this site has been the subject of several field campaigns during the 1970s by the Muséum national d’Histoire naturelle, Paris. The peculiar pipid Pachycentrata taqueti was described in 1998. However, most of the material remained undescribed. Here we present a thorough study of the anuran material from Ibeceten, which leads to the recognition of a new taxon. New anatomical studies suggest the presence of at least six taxa, although numerous bone fragments remain unattributable. This makes Ibeceten the most diverse anuran fauna of the African fossil record. Half of the identified taxa belong to Pipimorpha (total-group of Pipidae), while another one is an ornamented anuran that resembles the cretaceous neobatrachians from South America. Among the pipids, one new taxon should be erected. Phylogenetic analysis of pipimorphs places two Ibeceten taxa among the pipids. The presence of more than one pipid shows that the clade was already diversified during the early Late Cretaceous, and that the clade might have emerged in Africa, before spreading to South America. In addition, the putative presence of a neobatrachian shows that the clade was already widespread in South America and West Africa.

Avec plus d’un an de retard suite à la crise COVID (Anthropocène supérieur), nous présentons ici un squelette partiel d’un hibou fossile de grande taille qui entretemps a déjà été publié (Mayr et al., 2020). Ce retard n’est toutefois pas réellement préjudiciable étant donné que le spécimen a été découvert il y a déjà plus de 30 ans dans les couches du Wasatchien moyen (Wa-3) de la Formation de Willwood à McCullough Peaks, au Wyoming (USA), permettant ainsi de le dater entre 54,5 et 55,0 Ma (début de l’Eocène inférieur). Le spécimen inclut la majorité des os postcraniens d’un des strigiformes fossiles les plus complets du Paléogène. Primoptynx poliotaurus mesurait environ 50 centimètres de long, taille comparable à Hedwig, le harfang des neiges de Harry Potter, et appartient à un groupe de hiboux proche de la famille éteinte des Protostrigidae, bien que ne partageant pas avec ces derniers la morphologie dérivée du tibiotarse. Les pattes de Primoptynx sont différentes de celles des strigidés actuels (hiboux et chouettes). Les hiboux ont aujourd'hui quatre doigts avec des griffes de même taille pour attraper des proies relativement petites, et les tuer avec le bec. Primoptynx a les premier et second doigts plus longs, comme on le voit chez les éperviers, buses, aigles et autres membres de la famille des Accipitridae. Ces deux doigts plus développés sont utilisés pour épingler les proies, qui sont dès lors percées par les serres. Primoptynx était donc un hibou qui chassait comme un aigle, des mammifères de taille moyenne. Ce fossile montre, avec d’autres découvertes, que durant l’Eocène inférieur il y avait déjà une certaine diversité de strigiformes, de différentes tailles, qui occupaient diverses niches écologiques. Le succès des hiboux allait de pair avec celui des mammifères, devenus très diversifiés à l’Eocène inférieur. L'extinction ultérieure de Primoptynx et d'autres proto-hiboux pourrait être due à l'émergence d'oiseaux de proie diurnes à l'Éocène supérieur. Financements Cette étude a été menée dans le cadre du projet BR/121/A3/PalEurAfrica, financé par la Politique Scientifique Fédérale Belge. Références Mayr G., Gingerich P.D. & Smith T., 2020. Skeleton of a new owl from the early Eocene of North America (Aves, Strigiformes) with an accipitrid-like foot morphology. Journal of Vertebrate Paleontology, 40(2):e1769116. https://doi.org/10.1080/02724634.2020.1769116.

The paleobotanist Philippe Gerrienne was internationally renowned for his work on early land plants. His research career was however not limited to the study of Devonian floras. He also actively contributed to the progress of Belgian Wealdian (Early Cretaceous), early Paleogene and Quaternary research. In this framework, Philippe’s interest for Paleogene plants already appeared when he helped to sort Stockmans’ paleobotanical collections of the Royal Belgian institute of Natural Sciences (RBINS) during a civil service he did between 1987 and 1989. In the old conservatoires, he discovered hundreds of silicified trunks and branches from the “upper Landenian” (early Eocene) of Belgium, which were collected in 1970 in the area of Hoegaarden during the construction of the Brussels-Liège highway (E40-A3). From 1994, the RBINS developed new research activities in early Paleogene Belgian sites. At this occasion, fossil plants discovered next to vertebrates from the warm earliest Eocene at Dormaal were studied in collaboration with the Royal Museum for Central Africa, which owns an excellent xylotheque of tropical woods (Doutrelepont et al., 1997). This first step allowed in 1999, after several preliminary works, to start a partnership with the University of Liège (ULiège) and the University of Mons (UMons) through a F.R.F.C.-I.C. (FNRS) project, leaded by Muriel Fairon-Demaret (ULg), on the "Reconstruction of the terrestrial ecosystems in Belgium during the Palaeocene-Eocene transition, 50-60 million years ago". During three years (1999-2002), numerous fieldworks in Belgium and research activities in labs were realized, including a first database of more than 600 hundreds fossil wood specimens. In this overview, I summarize the main accomplishments that have been done in the field. At Péruwelz, we found a silicified trunk fragment of a new arborescent Ericaceae in the marine Thanetian (Upper Paleocene), which was named Agaristoxylon garennicum (Gerrienne et al., 1999). The paleoenvironment of Dormaal was reconstructed based on fruits and seeds from the Paleocene Eocene Thermal Maximum (Fairon-Demaret & Smith, 2002). The most successful work was probably the study of the in situ monospecific Glyptostroboxylon forest of Overlaar at Hoegaarden (Fairon-Demaret et al., 2003). This warm Everglades-like paleoenvironment attracted the Belgian media and finally led to the construction of the geopark of Hoegaarden. In 2004, Philippe described the Givetian (middle Devonian) seed precursor Runcaria heinzelinii Stockmans, 1968 from Ronquières, Belgium (Gerrienne et al., 2004). The rediscovery of the 385-million-year-old basal seed plant and, the same year, the retirement of his close colleague Muriel Fairon-Demaret focused definitively his interest on the Paleozoic. References Doutrelepont, H., Smith, T., Damblon, F., Smith, R. & Beeckman, H., 1997. Un bois silicifié de peuplier de la transition Paléocène-Eocène de Dormaal, Belgique. Bulletin de l'Institut royal des Sciences naturelles de Belgique, 67, 183-188. Fairon-Demaret, M. & Smith, T., 2002. Fruits and seeds from the Tienen Formation at Dormaal, Paleocene-Eocene transition in eastern Belgium. Review of Palaeobotany and Palynology, 122, 47-62. Fairon-Demaret, M., Steurbaut, E., Damblon, F., Dupuis, C., Smith, T. & Gerrienne, P., 2003. The in situ Glyptostroboxylon forest of Hoegaarden (Belgium) at the Initial Eocene Thermal Maximum (55 Ma). Review of Palaeobotany and Palynology, 126, 103-129. Gerrienne, P., Beeckman, H., Damblon, F., Doutrelepont, H., Fairon-Demaret, M. & Smith, T., 1999. Agaristoxylon garennicum Gerrienne et al., gen. et sp. nov., an arborescent Ericaceae from the Belgian Upper Paleocene: palaeoenvironmental implications. Review of Palaeobotany and Palynology, 104, 299-307. Gerrienne, P., Meyer-Berthaud, B., Fairon-Demaret, M., Streel, M. & Steemans, P., 2004. Runcaria, a Middle Devonian Seed Plant Precursor. Science, 306, 856-858.