L’étude de la composition isotopique de l’oxygène de l’émail des dents de vertébrésconstitue une méthode fiable de reconstitution des paléotempératures, grâce àl’interdépendance entre le δ18O de l’apatite des dents, le δ18O des fluides corporels, del’eau ingérée et la température du milieu. L’amélioration et la miniaturisation des techniquesanalytiques a permis d’augmenter la résolution du signal reconstitué, depuis les variations detempérature sur de grandes échelles de temps jusqu’aux variations saisonnières durant laformation de la dent. Cependant, ces variations du δ18O de la dent ne sont pas uniquementdépendantes des variations de température du milieu, mais peuvent également êtreaffectées par d’autres paramètres climatiques, comme la répartition des précipitations aucours de l’année, ou biologique, comme le mode de minéralisation de la dent, l’alimentation,la physiologie de l’animal ou des migrations.Les paramètres biologiques peuvent être estimés dans le cas de taxons possédantdes parents proches dans la faune actuelle. Par exemple, la connaissance des processus deformation et de minéralisation des dents de bovinés actuels permet d’interpréter le signalisotopique de l’oxygène enregistré dans les dents de bovinés fossiles. Ainsi, l’analyse dedents de Bison priscus provenant de l’aven de Coudoulous (Lot, France) a permis dereconstituer les variations saisonnières de température au cours de l’avant-dernier épisodeglaciaire (MIS 6) au Pléistocène moyen, lorsque la région servait de terrain de chasse àHomo neanderthalensis. Le climat était à cette époque plus froid de 4°C en moyenne, maisavec des saisons nettement plus contrastées. Ainsi, si les températures estivales étaientidentiques aux valeurs actuelles, les températures hivernales étaient plus basses de 6-7°C.En milieu marin, les variations saisonnières de température affectent uniquement leseaux de surface. Les plaques dentaires de myliobatidés, un groupe de raies pélagiquesvivant principalement entre 0 et 100 mètres de profondeur, sont un outil potentiel pourreconstituer la paléosaisonnalité. L’étude de plaques dentaires de Myliobatis et deRhinoptera actuels montre que la composition isotopique des dents de ces animauxenregistre des variations de température et de δ18O des eaux de surface. Ainsi, il est doncpossible de reconstituer les caractéristiques des masses d’eau traversées par l’animal. Cetoutil a également un intérêt paléoécologique car il permet de mettre en évidence d’éventuelscomportements migratoires, comme chez certains myliobatidés actuels. L’étude despécimens d’Aetomylaeus provenant du Pliocène de Montpellier (Hérault, France) montredes températures 5°C plus élevées par rapport aux v aleurs actuelles. / The oxygen isotopic composition of the vertebrate tooth enamel is a reliable proxy toreconstruct paleotemperatures based on the dependence of the δ18O of the tooth apatite onthe δ18O of body fluids, on the δ18O of the drinking water, and on the environmentaltemperature. The improvement and the miniaturization of the analytical procedures allowedincreasing the resolution of the reconstructed signal, from paleotemperature variations overgeological times to seasonal variations during the tooth growth. However seasonal variationsof the enamel δ18O do not only depend on temperature variations but can also be influencedby other climatic parameters such as rainfall distribution over the year, or by biological andecological parameters such as tooth mineralization process, diet, physiology or migratorypatterns.Biological parameters can be estimated based on the study of extant relatives inmodern faunas. For example, data on tooth formation and mineralization processes inmodern bovids allow a better understanding of the oxygen isotopic signal recorded in fossilbovid teeth. Thus reconstruction of seasonal variations of temperature during the penultimateglacial episode (MIS 6) has been made possible from the analysis of Bison priscus teethfrom the aven of Coudoulous (Lot, France). Climate was 4°C colder during the middlePleistocene when Europe was still Homo neanderthalensis hunting ground, and seasonswere more contrasted than today. Summer temperatures were similar to modern values, butwinter temperatures were 6-7°C colder.In marine environments, seasonal variations of temperature only affect surfacewaters. Myliobatids are pelagic rays living mostly between 0 and 100 m depth, thus theoxygen isotopic composition of myliobatid dental plates is a potential proxy to reconstruct thepaleoseasonality. The isotopic analysis of modern Myliobatis and Rhinoptera samplesconfirmed that variations of the sea-surface temperature (SST) and the δ18O of seawater arerecorded in the δ18O of myliobatid teeth. Thus it is possible to reconstruct the variations ofseawater temperature during a part of the animal’s life, but it also allows pointing outmigratory patterns in some myliobatid species. Reconstructions of seasonal variations ofSST during the middle Pliocene in Montpellier (Hérault, France) from the δ18O of myliobatiddental plates yielded paleotemperatures 5°C higher than modern values.

Les thérapsides se diversifient au cours du Permien et du Trias partout à la surface de la Pangée mais sans être épargné par la crise de la fin du Permien, extinction de masse la plus meurtrière de tous les temps. Ils représentent un groupe de transition entre les reptiles permiens et les premiers mammifères et sont le centre de plusieurs questions lié aux différences entre ces deux grands groupes. Cette thèse s'intéresse à la question de l'apparition et du développement de l'endothermie dans ce groupe, ainsi que les conditions environnementales présentes à cette époque. Pour répondre à ces questions, plusieurs espèces, provenant des grands groupes de vertébrés de l'époque (thérapsides, diapsides, parareptiles, stéréospondyles et dipneustes) ont été analysés pour leurs compositions en isotopes de l'oxygène et du carbone.Ces données ont permis de montrer que l'endothermie serait apparu au moins dans le groupe des Kannemeyeriiformes + Lystrosauridae ainsi que dans le groupe des Eucynodontia, deux lignés de thérapsides, la seconde ayant donnée les mammifères actuels. Temporellement, ces deux mises en place de l'endothermie se sont produites dans un intervalle de temps autour de la limite Permo-Trias, certainement avant celle-ci pour le groupe Kannemeyeriiformes + Lystrosauridae. Ce qu'il se passe climatiquement à cette période a été déterminé avec des espèces provenant exclusivement du bassin du Karoo en Afrique du Sud. D'après les résultats, à la fois les variations des isotopes de l'oxygène et du carbone se corrèlent avec celles observées dans le milieu marin et les valeurs obtenues à partir de matériel continental est tout autant pertinent à utiliser que celles provenant de matériel marin.Ces données appuient l'hypothèse d'un intense réchauffement et le quantifient à environ +16 °C au moment de la crise puis continua d'augmenter pendant le Trias Inférieur.Bien que les données ne permettent pas de le prouver, il est possible que l'endothermie ait permis à ces groupes de survivre ces variations de températures et de pouvoir se rediversifier par la suite / Therapsids diversified during the Permian and the Triassic all around the world on the supercontinent, Pangea, where they were not spared by the end-Permian crisis, the most destructive mass extinction of all time. The represent a transitional group between the Permian reptiles and the first mammals, and therefore are in the middle of several questions link to the difference between those two groups. This thesis focuses on the question of the emergence and development of the endothermy within this group, and the climate conditions of this period. To answer those questions, several species from the different groups of vertebrates (therapsids, diapsids, parareptiles, stereosponyls and lungfish) have been analyzed for their oxygen and carbon isotopes compositions.Such data showed that the endothermy seemed to appear within the group of Kannemeyeriiformes + Lystrosauridae as well as the Eucynodontia group, two therapsids groups with the latter being the ancestors of the extant mammals. Those two emergences of the endothermy occurred within a small timespan around the Permo-Triassic boundary, much more certainly before for the Kannemeyeriiformes + Lystrosauridae. What happened during this short period has been estimated with species from the Karoo Basin in South Africa only.According to the results, both variations in oxygen and carbon isotopes fit with those observed in marine data and therefore, values from continental material can be used, same as marine material.Those data support the hypothesis of an intense warming and quantify it to +16 °C during the end-Permian crisis and continue to increase during the Lower Permian.Even if the data don’t allow proving it, it is possible that the endothermy made those groups able to survive through such temperature variations and to diversify after