Notre compréhension de la structuration des chaînes trophiques pélagiques du Paléozoïque inférieur, mise en place lors des évènements d’« explosion Cambrienne » et de « Grande Biodiversification Ordovicienne » et qui a abouti à la mise en place des écosystèmes marins à « caractère moderne », reste encore très fragmentaire. Nous nous intéressons ici à comprendre les origines et la dynamique de paléobiodiversité des Radiolaires polycystines, composantes biotiques clefs du plancton hétérotrophe, dans le but de mieux comprendre le calendrier et la dynamique de diversification du plancton au cours du Paléozoïque inférieur. La découverte de nouveau matériel provenant des montagnes de l’Altaï (Sibérie) apporte de nouvelles données sur l’enregistrement fossilifère des premiers radiolaires biominéralisés avec l’identification des plus anciens représentant de la famille des Archéoentactinidae d’âge Botomien. Des études menées sur du matériel de Terre-Neuve et d’Australie ont permis de caractériser l’ensemble des changements biotiques intervenus au sein des assemblages à radiolaires à l’aube de la révolution planctonique mais également de préciser la répartition paléogéographique des radiolaires au Cambrien supérieur. Une étude taxonomique menée sur un échantillon provenant du Kazakhstan a également permis la découverte d’un nouvel assemblage à radiolaire enrichissant considérablement notre connaissance de la diversité des radiolaires à l’Ordovicien moyen. / Our understanding of the structuration of Lower Paleozoic pelagic trophic chains during the ‘Cambrian Explosion’ and the ‘Great Ordovician Biodiversification Event’, which has lead to the establishment of modern marine ecosystems, is still very fragmentary. We are here interested in understanding the paleodiversity dynamics of polycystines Radiolaria planctonic group, a key biotic component of the heterotrophic plankton, in order get a better idea of the timing and dynamics of plankton diversification at the Lower Paleozoic. The discovery of new material from the Altai Mountains (Siberia) brings new data on the fossil record of the first biomineralized radiolarians with the identification of the oldest representatives of the Archeoentactinidae family dated of a Botomian age. Study conducted on Newfoundland and Australian material allowed us to characterize precisely the various biotic changes undergone by radiolarians during the Cambrian-Ordovician transition, at the dawn of the planktonic revolution but also to precise their paleogeographic distribution at the Late Cambrian. A detailed taxonomic study conducted on a Kazakhstanian sample has allowed us to describe a new radiolarian assemblage enriching considerably our knowledge on the radiolarian diversity at the middle Ordovician.

Le Cambrien et l'Ordovicien étaient une période de changements importants dans l'histoire de la vie, lorsque les embranchements animaux actuels ont émergé et des écosystèmes de style moderne se sont développés au cours de l'explosion cambrienne et la radiation ordovicienne. Ces deux événements sont au centre du projet RALI (Rise of Animal Life). Dans le cadre de ce projet, ce travail de thèse se focalise sur trois sujets clés concernant des palynomorphes par rapport aux biodiversifications cambro-ordoviciennes : 1) La biodiversité des acritarches du Cambrien, 2) les palynomorphes de la formation de Fezouata (Ordovicien Inférieur, Maroc), et 3) les palynomorphes inhabituels (« Small Carbonaceous Fossils », SCF) du Lagerstätte de Winneshiek (Ordovicien Moyen, Iowa, Etats-Unis). Pour l'analyse de la biodiversité des acritarches, les données d'apparition des espèces et des genres des acritarches au cours du Cambrien sont assemblées et divers indices de diversité sont calculés. Les résultats montrent un lien possible entre les biodiversités des acritarches et des invertébrés marins pendant l'explosion cambrienne, mais aussi un biais sérieux dans les données des acritarches. Des échantillons provenant du Konservat-Lagerstätte (un site avec des fossiles à conservation exceptionnelle) de Fezouata, qui témoigne des premiers stades de la radiation ordovicienne, et du sous-sol ont délivré des acritarches et chitinozoaires abondants et diversifiés. Leurs implications sont discutées. Les schistes de Winneshiek sont riches en vestiges organiques, y compris d'éventuelles mandibules et plaques filtrantes des crustacés, ainsi que des « algues » filamenteuses avec des cellules géantes. / The Cambrian and Ordovician were times of important changes in the history of life, as the present animal phyla emerged and modern-style ecosystems developed during the so-called Cambrian explosion and the Great Ordovician Biodiversification Event. These two events are the focus of the project RALI “The Rise of Animal Life”. As a part of this project, the present thesis concentrates on three key topics regarding palynomorphs in relation to the Cambro-Ordovician biodiversifications: 1) The biodiversity of Cambrian acritarchs, 2) palynomorphs from the Fezouata Formation (Lower Ordovician, Morocco), and 3) unusual palynomorphs (Small Carbonaceous Fossils, SCFs) from the Winneshiek Lagerstätte (Middle Ordovician, Iowa, USA). For the analysis of acritarch biodiversity, occurrence data of acritarch species and genera during the Cambrian are assembled from the literature and various diversity indices are calculated. The results indicate a possible link between the biodiversities of acritarchs and marine invertebrates during the Cambrian explosion, but also a heavy bias in the acritarch data. The Fezouata Formation bears exceptionally preserved biotas, which document the early stages of the GOBE. Samples from this Konservat-Lagerstätte (site yielding exceptionally preserved fossils) and from the sub-surface of the Fezouata Formation yielded abundant and diverse acritarchs and chitinozoans. Their biostratigraphic, palaeogeographic, taphonomic, and palaeoenvironmental implications are discussed. The Lagerstätten-bearing Winneshiek Shale is rich in organic remains, including possible crustacean mandibles and filter plates, as well as giant-celled filamentous algae.