Thèse Caractérisation de l'Origine de la Disparité Anatomique et de la Dynamique de Croissance du Bois chez les Plantes du Paléozoïque H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau Laboratoire de recherche : AMAP - botAnique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des végétations Direction de la thèse : Anne-Laure DECOMBEIX ORCID 0000000263486348 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59 La production de bois, ou xylème secondaire, est une caractéristique majeure des plantes à graines actuelles (gymnospermes et angiospermes), dans lesquelles il joue un rôle essentiel et parfois complexe dans le soutien mécanique, la conduction de l'eau et le stockage. Le bois a évolué très tôt dans l'histoire des plantes, il y a au moins 410 millions d'années, au début du Dévonien. Pendant plus de 150 millions d'années après cet événement, le bois a évolué dans un grand nombre de taxons végétaux d'ordre supérieur, y compris dans des groupes de plantes aujourd'hui éteints (par exemple, les cladoxylopsides) ou qui ne produisent pas de bois aujourd'hui (par exemple, les lycopsides). Cependant, on ne sait toujours pas si le bois de tous ces taxons a une origine évolutive unique ou si le bois a évolué indépendamment, à plusieurs reprises, au cours de l'évolution des plantes. L'évolution de la disparité anatomique du bois au cours du Paléozoïque et la capacité des différents groupes qui produisait du bois à cette période à moduler leur production de bois en réponse à des facteurs internes et environnementaux n'ont jamais été analysées de façon poussée.
Ce projet de thèse est basé sur l'observation et l'analyse histologique détaillée de plantes fossiles conservées anatomiquement du Paléozoique (Dévonien, Carbonifère et Permien) et vise à fournir de nouvelles données sur l'évolution du bois à travers trois objectifs principaux :
(1) (Ré)évaluer des taxons clés de premières plantes ligneuses décrits dans la littérature pour déterminer si elles produisaient du bois et si oui grâce à quel type de cambium (unifacial ou bifacial).
(2) Quantifier la disparité anatomique des bois du Paléozoïque grâce à des analyses multivariées des caractères qualitatifs et quantitatifs.
(3) Étudier la modulation de l'anatomie du bois chez les premières plantes ligneuses, c'est-à-dire la présence de variations radiales intra-individuelles, y compris (mais sans s'y limiter) les faux-cernes et cernes de croissance.
Le projet fournira de nouvelles informations sur la diversité et la paléobiologie des plantes ligneuses du Paléozoïque tout en contribuant de manière significative aux recherches en cours sur l'évolution du bois, y compris en permettant de proposer de nouvelles hypothèses et/ou orientations de recherche. Wood, or secondary xylem, is a major feature of living seed plants (gymnosperms and angiosperms), in which it plays an essential and sometimes complex role in mechanical support, water conduction, and storage. These woody plants in turn play key roles in extant terrestrial ecosystems, where they constitute the largest reservoir of living biomass. Understanding the evolution of wood and of the plants that produce it is therefore a major objective in biology, with implications for our understanding of past, present, and future biodiversity.
Fossil wood is one of the most common types of plant fossil and often preserves fine features of the tissue (e.g., growth-ring boundaries) and of the individual wood cells themselves (e.g., wall thickness, ornamentation, etc). This fossil record indicates that wood evolved very early in the history of plants, at least 410 million years ago (early Devonian). For more than 150 million years following this event (i.e., rest of the Paleozoic) wood was produced in a large number of higher order plant taxa, including in non-seed plants groups that are now extinct or lost the ability to produce wood. It is still unclear whether wood evolved a single or multiple times across these taxa and whether their woods differed from a functional point of view. In addition to its unresolved evolutionary framework, this diversification of woody plants took place in a fluctuating environmental context: the Paleozoic saw major climatic changes, with a stepwise cooling in the Carboniferous-early Permian leading to climates comparable to the recent, followed by a strong warming that led to extreme greenhouse conditions. It is also a time of major biological crises, including at least 2 affecting plants at a global scale, at the end of the Carboniferous and the end of the Permian. This PhD project is part of ongoing research on the evolution of wood and woody plants and is expected to provide new data on the origin, evolution, and functioning of this tissue in different groups of plants during the Paleozoic. The proposed research is a specimen-based study that will analyze sections of anatomically preserved fossil plants to explore the early evolution of wood through three main objectives:

(1) (Re)-evaluating key taxa of early woody plants for the presence of wood and evidence of cambium type. Secondary xylem production has been reported in a number of Paleozoic plant groups, in most cases from the activity of a unifacial cambium (no secondary phloem) and in the case of the lignophytes (seed plants and their extinct progymnosperm relatives) from a bifacial cambium. However, in some taxa the distinction between 'aligned metaxylem' and secondary xylem is not clear. In addition, several studies have hypothesized the possible presence of secondary phloem and thus of a bifacial cambium in other groups than the lignophytes, including in sphenopsids and lycopsids. The PhD student will analyze selected specimens of early woody plants within the different groups with a specific focus on the presence/absence of true secondary xylem and of secondary phloem to address these questions. Fossil material will come from the collections of Université de Montpellier, with additional observations in other collections.

(2) Quantifying the disparity of Paleozoic wood anatomies. All early woody plants had a wood anatomy comparable to that of present-day gymnopserms in terms of the cell types present: tracheids and parenchyma (i.e., no vessels). However, the anatomical disparity of these fossil woods empirically appears greater than in extant gymnosperms, with respect to both quantitative and qualitative traits (e.g., ray size, pitting type). Our hypothesis is that wood anatomical disparity increased rapidly after its appearance and led to unique combinations of characters in the Paleozoic that don't exist anymore (alternative designs). To test this, the PhD student will first create a database of qualitative and quantitative traits of fossil and extant woods. They will then use appropriate multivariate analyses to quantify the anatomical disparity of Paleozoic woods as a whole and at different taxonomic scales, and to compare it to that of other time periods, including to present-day taxa.

(3) Investigating the modulation of wood anatomy in early woody plants. Extant woody plants are well know for their intra-individual variation in wood structure and function, in response to developpemental constraint (hydraulic and mechanical) and environnemental cues (water stress, dat length, ..). Our hypothesis is that the different groups of early woody plants also modulated their wood anatomy in response to such internal and environmental signals. To test this, the PhD student will study the wood anatomy of Paleozoic plants from various taxonomic groups (i.e., including non-seed plants) and paleo-environmental contexts to assess the presence of intra-individual radial variations, including (but not limited to) false rings and growth rings. This study will possibly be conducted in part using automatic cell file recognition tools developed at AMAP.

Le(a) candidat(e) doit avoir un Master de type Biologie des organismes, Biologie évolutive, ou Ecologie et Evolution, avec dans tous les cas une très bonne formation en botanique et en histologie végétale et une bonne maîtrise de l'anglais écrit et parlé. Des bases en paléobotanique et/ou paléontologie sont un plus mais ne sont pas obligatoires et pourront être acquises au cours de la thèse si besoin. Le(a) candidat(e) doit avoir fait preuve lors de ses expériences de recherche précédentes de bonnes capacités à travailler en équipe et d'une grande intégrité et rigueur scientifique. Le projet comprendra la visite de plusieurs collections, potentiellement du travail de terrain et la participation à des congrès en France et à l'étranger; le(a) candidat(e) doit donc pouvoir être assez mobile, même si des aménagements pourront être mis en place en cas de contraintes personnelles particulières.
-------------
Avant de déposer une candidature sur le site de l'école doctorale, les personnes intéressées doivent impérativement contacter Anne-Laure Decombeix par e-mail (****@****.**) le plus tôt possible et au plus tard le lundi 27 avril. Merci de joindre un CV, une lettre de motivation, les notes de L3, M1 et M2 (relevé de notes 1er semestre si le M2 est en cours), ainsi que le nom et le contact de 2 personnes référentes (encadrant.e de stage, enseignant.e, etc).
--