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Palaeomacroecology: large scale patterns in species diversity through the fossil record

Palaeomacroecology is the study of large scale patterns of species diversity in the fossil record, encompassing a variety of subtopics. This thesis also addresses a variety of these subtopics, making it difficult to define under one heading.The first portion of the thesis deals with a new package of software tools for the analysis of large scale datasets, with a specific focus towards palaeoecology and palaeogeography. These software tools have been combined into a package called fossil that has been released on the Comprehensive R Archive Network (CRAN), and is already being used by other palaeoecologists. While the majority of these tools had a basis in previous statistical methods, I have also independently developed a clustering algorithm for use with biogeographic datasets. This clustering algorithm is relational, non-Euclidean and non-hierarchical and as such is called Non-Euclidean Relational Clustering (NERC). NERC eliminates several of the assumptions common to most other clustering methods that are often violated by biogeographic data.The next portion of my thesis describes a new Triassic aged flora from Axel Heiberg Island in Nunavut. Macroecological studies typically use large databases compiled from individual samples; therefore, these individual samples represent the foundation on which macroecological analyses rest, and collection and description of new fossil bearing sites is vital to the advancement of palaeomacroecology.Chapter 5 is an analysis of the provinciality and beta diversity of dinosaurs in the Late Cretaceous of North America. This analysis found that contrary to previous studies, dinosaur genera were widespread across the continent and not restricted to small geographic ranges. Chapter 6 is the final culmination of my thesis, and where I see palaeomacroecology headed in the future. It is an analysis of how latitudinal diversity gradients in plants have changed through time. The analysis assesses the impact of changing climate in creating and sustaining the latitudinal diversity gradient, and lends support to the idea that temperatures are important drivers of the gradient.The final chapter is a summary of where palaeomacroecology has been, and where its future work might be best focused. While the field of palaeontology is vital to our understanding of large scale, especially temporally, patterns of species diversity, the field of palaeontology has an opportunity to advance our understanding at an even more rapid pace provided we ask the appropriate questions of our data. / La palaeomacroecology est l'etude des modeles a grande echelle de la diversite des especes dans les archives fossiles, et inclue une variete de sous-themes. Cette these adresse aussi une variete de ces sous-themes, ce qui en fait diffucult de definir sous une seule rubrique. La premiere partie de la these discute d'un nouvel ensemble d'outils logiciels pour l'analyse des ensembles de donnees a grande echelle, avec une attention particuliere a la paleoecologie et la paleogeographie. Ces outils logiciels ont ete combines dans un paquet appele fossil qui a ete publie sur le reseau Comprehensive R Archive Network (CRAN), et est deja utilise par d'autres palaeoecologists. Bien que la majorite de ces outils avait une base en preious methodes statistiques, j'ai aussi developpe independamment un algorithm de regroupement pour une utilisation avec des bases de donnees biogeographiques. Cet algorithme de regroupement est relationnelle, non-euclidienne et non-hierarchique et en tant que telle est appele Non-Euclidean Relational Clustering (NERC). NERC elimine plusieurs des hypotheses communes a la plupart des autres methodes de classification, et qui sont souvent violees par des donnees biogeographiques.La partie suivante de ma these decrit une nouvelle flore du Trias a l'ile Axel Heiberg, au Nunavut. Les etudes macroecologiques utilisent generalement de grandes bases de donnees compilees a partir des echantillons individuels et, par consequent, ces echantillons individuels representent le fondement del'analyse macroecologique, et la collecte et la description des nouveaux sites fossiliferes est indispensable a l'avancement de la palaeomacroecologie.Le Chapitre 5 est une analyse du provincialisme et de la diversite beta des dinosaures aux Cretace superieur en Amerique du Nord. Contrairement aux etudes precedentes, cette analyse a revele que les genres de dinosaures ont ete beaucoup plus repondus a travers le continent et ne se limitement pas a de petites aires geographiques. Le Chapitre 6 est l'aboutissement final de ma these, ou je vois dans quelle direction se dirige a la palaeomacroecologie. Il s'agit d'une analyse de la facon dont les gradients de diversite des plantes ont change au fil du temps. L'analyse evalue le role des changements climatiques dans la creation et le maintien du gradient latitudinal de diversite, et soutient l'idee que les temperatures sont d'importants moteurs de ce gradient.Le dernier chapitre resume l'evolution palaeomacroecologie dans quelle direction les travaux futurs devraient etre orientes. Bien que le domaine de la paleontologie sait vital pour notre comprehension des modeles de la diversite des especes a grande echelle, en particulier celle temporelle, le domaine de la paleontologie a une occasion de faire progresser notre comprehension a un rythme encore plus rapide, a condition de poser les bonnes questions.

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.96968
Date January 2011
CreatorsVavrek, Matthew
ContributorsBrian McGill (Supervisor2), Hans Carl Larsson (Supervisor1)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageEnglish
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageDoctor of Philosophy (Department of Biology)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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