Description du sujet de thèse

Le cou est apparu en même temps que les pattes chez les tétrapodes lors de la sortie des eaux des vertébrés au cours du Dévonien (il y a environ 400 MA), ce qui a facilité la conquête du milieu terrestre. Un système cervical allongé, qui permet de bouger la tête indépendamment du corps vers des repères sensoriels, s'est fortement diversifié chez les reptiles, mais s'est stabilisé au début de l'évolution des mammifères à sept vertèbres. Malgré ce faible nombre de vertèbres cervicales, on observe une grande diversité de formes, de fonctions et de modularité du cou des mammifères pour s'adapter à divers environnements ou modes de locomotion.
Le projet de doctorat proposé vise à relier les formes du cou des mammifères à leurs fonctions et à leurs adaptations en combinant des approches d'anatomie comparée et des analyses morpho-fonctionnelles chez de petits mammifères (souris, taupe, lapin, microcèbe) adaptés à divers environnements avec différentes formes et capacités de mouvement cervicales. Une première reconstruction géométrique fine du système musculo-squelettique cervical chez les différentes espèces sera réalisée à l'aide de scanners aux rayons X (µCT scans), ce qui permettra une première étape d'évaluation morpho-fonctionnelle. Des analyses cinématiques sur des spécimens adultes seront ensuite réalisées par cinéradiographie aux rayons X afin d'établir une corrélation entre les formes du système musculo-squelettique cervical et les performances et fonctions de mouvements. Cette étude permettra d'effectuer une modélisation biomécanique computationnelle du système musculo-squelettique cervical et constituera un point d'entrée pour extrapoler sur la forme et la fonction du cou chez les mammifères ancestraux.

Références
Heude et al. (2024) Co-option of neck muscles supported the vertebrate water-to-land transition. Nat. Comm. https://www.nature.com/articles/s41467-024-54724-x
Reghem et al. (2013) Unconstrained 3D-kinematics of prehension in five primates: Lemur, capuchin, gorilla, chimpanzee, human. J. Hum. Evol. https://doi.org/10.1016/j.jhevol.2013.06.011
Taverne et al. (2023) Form–function relationships underlie rapid dietary changes in a lizard. Proc. Roy. Soc. B. https://doi.org/10.1098/rspb.2023.0582

Contexte de travail

Le doctorat est financé par une bourse interdisciplinaire 80 PRIME de la MITI du CNRS impliquant plusieurs partenaires aux compétences complémentaires. Le doctorat sera réalisé sous la co-direction de 1) Dr. Eglantine Heude (coordinatrice), responsable de la nouvelle équipe 'Histoires Développementales et Evolutives des Vertébrés' à l'Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon (IGFL, ENS Lyon) et 2) Pr. Laurence Chèze, directrice adjointe du Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC, UCBL/Univ. Eiffel). Le projet sera mené en étroite interaction avec le Dr. Bertrand Fréchède (LBMC, UCBL/Univ. Eiffel) spécialisé dans la modélisation biomécanique de l'appareil locomoteur cervical, et le Dr. Anthony Herrel (MNHN, Paris), expert en acquisitions cinématiques et en analyses morpho-fonctionnelles.
Le.la candidat.e devra s'inscrire au sein de l'école doctorale « MEGA » (ED162) dans le cadre de ses études, et bénéficiera de son offre de formation pluridisciplinaire.
Nous recherchons des candidat.e.s très motivé.e.s ayant un excellent parcours, ayant obtenu un diplôme de MSc (ou équivalent) en biomécanique, ou combinant de solides connaissances en mécanique (si vous postulez avec une spécialisation en sciences de la vie computationnelles) ou en sciences de la vie (si vous postulez avec une spécialisation en modélisation ou en ingénierie mécanique). Les tâches impliqueront par exemple le traitement d'images, l'infographie, la fusion de données, la modélisation cinématique, les statistiques... et une connaissance avérée de ces domaines et des méthodes et outils qui s'y rapportent sera donc un atout majeur. Enfin, de bonnes aptitudes à la rédaction et à la communication en anglais sont requises.

Contraintes et risques

Le.la doctorant.e sera accueilli.e à Lyon au sein de l'IGFL et du LBMC et débutera le 1er octobre 2025 (non négociable). Le.la doctorant.e devra effectuer plusieurs missions financées de quelques jours à Paris tout au long de son contrat pour des acquisitions cinématiques aux rayons X et des analyses morpho-fonctionnelles dans le laboratoire d'A. Herrel (MNHN), un partenaire majeur du présent projet de doctorat.