Drivers of the artiodactyl turnover in insular western Europe at the Eocene–Oligocene Transition
Facteurs du renouvellement des artiodactyles en Europe occidentale insulaire lors de la transition Eocène-Oligocène
Résumé
Simultaneously investigating the effects of abiotic and biotic factors on diversity dynamics is essential to understand the evolutionary history of clades. The Grande Coupure corresponds to a major faunal turnover at the Eocene–Oligocene transition (EOT) (~34.1 to 33.55 Mya) and is defined in western Europe as an extinction of insular European mammals coupled with the arrival of crown clades from Asia. Here, we focused on the species-rich group of endemic European artiodactyls to determine the drivers of the Grande Coupure during the major environmental disruptions at the EOT. Using Bayesian birth–death models, we analyzed an original high-resolution fossil dataset (90 species, >2,100 occurrences) from southwestern France (Quercy area) and estimated the regional diversification and diversity dynamics of endemic and immigrant artiodactyls. We show that the endemic artiodactyl radiation was mainly related to the Eocene tropical conditions, combined with biotic controls on speciation and clade-related diversity dependence. We further highlight that the major environmental changes at the transition (77% of species became extinct) and the concurrent increase in seasonality in Europe during the Oligocene were likely the main drivers of their decline. Surprisingly, our results do not support the widely-held hypothesis of active competition between endemic and immigrant artiodactyls but rather suggest a passive or opportunistic replacement by immigrants, which is further supported by morphological clustering of specific ecological traits across the Eocene-Oligocene transition. Our analyses provide insights into the evolutionary and ecological processes driving the diversification and decline of mammalian clades during a major biological and climatic crisis.
L'étude simultanée des effets des facteurs abiotiques et biotiques sur la dynamique de la diversité est essentielle pour comprendre l'histoire évolutive des clades. La Grande Coupure correspond à un renouvellement majeur de la faune lors de la transition Eocène-Oligocène (EOT) (~34,1 à 33,55 Mya) et est définie en Europe occidentale comme une extinction des mammifères européens insulaires couplée à l'arrivée de clades couronnés en provenance d'Asie. Ici, nous nous sommes concentrés sur le groupe d'artiodactyles endémiques européens, riche en espèces, afin de déterminer les moteurs de la Grande Coupure pendant les perturbations environnementales majeures de l'EOT. En utilisant des modèles bayésiens naissance-mort, nous avons analysé un ensemble original de données fossiles à haute résolution (90 espèces, >2 100 occurrences) du sud-ouest de la France (région du Quercy) et estimé la diversification régionale et la dynamique de la diversité des artiodactyles endémiques et immigrés. Nous montrons que la radiation des artiodactyles endémiques est principalement liée aux conditions tropicales de l'Éocène, combinée à des contrôles biotiques sur la spéciation et à la dépendance de la diversité liée au clade. Nous soulignons en outre que les changements environnementaux majeurs survenus lors de la transition (77 % des espèces se sont éteintes) et l'augmentation concomitante de la saisonnalité en Europe au cours de l'oligocène ont probablement été les principaux moteurs de leur déclin. De manière surprenante, nos résultats ne soutiennent pas l'hypothèse largement répandue d'une compétition active entre les artiodactyles endémiques et immigrés, mais suggèrent plutôt un remplacement passif ou opportuniste par les immigrés, ce qui est également soutenu par le regroupement morphologique de traits écologiques spécifiques au cours de la transition éocène-oligocène. Nos analyses permettent de mieux comprendre les processus évolutifs et écologiques à l'origine de la diversification et du déclin des clades de mammifères au cours d'une crise biologique et climatique majeure.
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