Leonard Dewaele

Onderzoek Leonard Dewaele

Onderzoeksgroep

Expertise

Ik ben de hoofdonderzoeker op het BELSPO FED-tWIN MEATLOAF-project, dat focust op de evolutionaire shift van aquatische Carnivora, van voorouders die leefden op het land, naar een leven in het water, via een variatie aan technieken en proxy's, met een speciale aandacht voor de aanpassingen in voortbeweging en voedingswijzen. In dit onderzoeksproject wordt onderzocht wanneer in de geologische tijd en via het verwerven en verliezen van welke eigenschappen otters en zeeroofdieren hun aanpassing van een leven op land naar een leven in het water konden optimaliseren. Dit onderzoek wordt gevoerd met behulp van een verscheidenheid aan biologische en paleontologische technieken. Op die manier wordt de al bestaande kennis verbreedt, verdiept en verbonden met elkaar tot een holistisch begrip van hoe deze dieren evolueerden van het land naar het water.

Ontwarren van de fylogenetische relaties en eettechnieken van zeeroofdieren via een geïntegreerde paleobiologische benadering. 01/11/2024 - 31/10/2026

Abstract

Pinnipedimorfen, zijn semi-aquatische zoogdieren die evolueerden van een terrestrische voorouder naar een leven in het water. Hierbij ontwikkelden ze fysieke aanpassingen om efficiënt te kunnen voortbewegen en jagen in het water. Deze pinnipedimorfen omvat alle levende en uitgestorven zeeroofdieren, evenals hun directe voorouders (e.g. Enaliarctos). Aangezien ze nog steeds afhankelijk zijn van het land om te rusten en zich voort te planten, maar afhankelijk zijn van het water voor hun voedsel, wordt dat laatste vaak gezien als wat hen naar een leven in het water dreef. Dit onderzoeksproject focust op de morfologie en functie van de onderkaak van pinnipedimorfen, gebruikmakend van geometrische morfometrie en eindige-elementenanalyse om de evolutionaire functionele veranderingen ervan te begrijpen. Dit vereist echter een goede fylogenetische basis om evolutionaire aanpassing stap voor stap te kunnen volgen en begrijpen. Deze ontbreekt echter, met vraagtekens bij de monofylie van het geslacht Enaliarctos, de oudste stam-pinnipedimorfen; en de vraag of de enigmatische geslachten Puijila en Potamotherium nu marterachtigen of pinnipedimorfen zijn? In de schoot van dit project zal een robuste fylogenetische studie van deze soorten en geslachten de basis vormen voor morfofunctionele vergelijkingen van de eetpatronen tussen pinnipedimorfen en hun nauwste verwanten. De resultaten hiervan zullen de basis vormen van verdere studies naar de land-naar-zee-evolutie van pinnipedimorfen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Onderzoek naar de evolutie en functionele morfologie van aquatische voortbewegingsaanpassingen in huidige en uitgestorven marterachtigen. 01/11/2024 - 31/10/2026

Abstract

Semi-aquatische marterachtigen hebben een secundaire transitie ondergaan om zich aan te passen aan het leven in een aquatische omgeving. Locomotie op het land en in het water gebeurt in een sterk verschillend medium en stelt hierdoor verschillende eisen aan de voortbeweging. Dit zorgt voor een belangrijke compromis bij semi-aquatische dieren. De Mustelidae bieden een unieke kans omdat ze de enige zoogdier familie is met een volledig spectrum aan aquatische specialisatie binnen haar soorten; van volledig terrestrisch, tot soorten die gespecialiseerd zijn om te opereren in een bijna volledig aquatische niche. Dit spectrum biedt inzichten in de 'trade-off's' en evolutie van de aanpassingen aan een semi-aquatisch leven. Dit project zal gebruik maken van vergelijkende functionele anatomie (spierarchitectuur gebaseerd op manuele en digitale dissectie) en kinematica van de voorbeweging om musculoskeletale modellen te bouwen. Met deze modellen kan nagegaan worden hoe goed de spiercontractie regimes van deze soorten aangepast zijn aan de twee verschillende omgevingen en wat dus de functionele betekenis is van de morfologische aanpassingen. Deze modellen zullen dan gebruikt en aangepast worden voor het modelleren van uitgestorven otters om zo inzicht te krijgen in de prestaties en de manier waarop deze soorten zich waarschijnlijk voortbewogen. Deze verschillende soorten, uit verschillende fossiele tijdsperioden en niches, zullen inzicht geven in de evolutie van locomotie bij de otter.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De evolutionaire overgang van vleesetende zoogdieren naar een leven in het water: een multiproxy-onderzoek van de voortbewegings- en voedingsaanpassingen van aquatische carnivoren in geologische tijden (MEATLOAF). 01/12/2023 - 30/11/2033

Abstract

Gedurende de lange evolutionaire geschiedenis van de tetrapoda, keerden meerdere taxa terug naar het leven in water vanuit een terrestrische (of aëreale omgeving) omgeving. Opmerkelijke groepen zijn de zeereptielen uit het Mesozoïcum, zeekoeien en walvissen. Onder de zoogdieren vertonen aquatische taxa binnen de orde Carnivora, of "vleeseters", een 'onvolledige' overgang naar een leven in het water: vinpotigen (echte zeehonden, zeeleeuwen, pelsrobben en walrussen), otters, ijsberen en zelfs de viskat zijn sterk afhankelijk van water om zich te voeden, maar geen van hen is uitsluitend aquatisch en ze keren allemaal terug naar het land om te rusten, te bevallen, enz. De overgang van een terrestrische naar een (semi-)aquatische levensstijl is een ingrijpende biologische verandering, met meerdere potentiële drijfveren en vereist verschillende fysiologische en anatomische aanpassingen. Aangezien deze overgang onafhankelijk van elkaar plaatsvond in verschillende groepen carnivoren (Pinnipedia, Mustelidae, Ursidae, Felidae), evenals in verschillende omgevingen (rivier-, lacustrine en mariene), worden de volgende vragen gesteld: Welke ecologische en milieuveranderingen hebben deze overgang voor elke groep in gang gezet? Hoe hebben deze carnivoren zich functioneel aangepast aan het leven in water? Wat zijn de overeenkomsten en verschillen tussen deze groepen, en tussen aquatische carnivoren en andere aquatische zoogdieren? En, meer specifiek, wat is de mate van morfologische en functionele convergentie tussen deze lijnen? Het MEATLOAF project heeft als doel om de verschillende evolutionaire aspecten van deze overgang van land naar water bij carnivoren te onderzoeken, specifiek gericht op aanpassingen voor voortbeweging (op het land en in het water) en voeding (prooiopsporing, prooivangst en voedselverwerking, zowel boven als onder het wateroppervlak), met behulp van een verscheidenheid aan goed ondersteunde parameters. De parameters zullen worden georganiseerd volgens twee hoofdbenaderingen, die in twee richtingen met elkaar verbonden zijn: (1) een vergelijkende benadering, die de morfologische diversiteit en verschuivingen in de morfologie documenteert, en (2) een modelbenadering, die zich richt op de prestaties en belasting van de opgemeten morfologieën. De vergelijkende aspecten omvatten anatomische, systematische en fylogenetische analyses, allemaal verzameld in een 'klassiek paleontologisch' werkpakket, evenals geometrisch-morfometrische en microanatomisch-osteohistologische pakketten om de interne en externe morfologie te kwantificeren. De modelbenadering omvat functionele analyses, eindige-elementenanalyses, computationele vloeistofdynamica en musculo-skeletale modellering, elk binnen zijn eigen werkpakket. Een synthese van de resultaten van deze verschillende pakketten zal uiteindelijk resulteren in een in de tijd gekalibreerde beoordeling van de paleoecologische en paleomilieukaders waarin deze groepen evolueerden naar leven in water, om de biotische en abiotische drijfveren van zo'n belangrijke, iteratieve overgang beter te begrijpen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject