Fabien Lafuma
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Fabien Lafuma
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Doctoral researcher @helsinki.fi | Vertebrate tooth 🦷 #evodevo (Squamata 🦎🐍 & Arvicolinae 🐭) | Interested in #scicomm & #openaccess | All views mine! https://linktr.ee/paleofab
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Le développement ne transmet pas juste la variation à la sélection naturelle, il canalise l’évolution, facilitant de grands changements mais pouvant aussi limiter les options futures. D’où l’intérêt de croiser données fossiles & actuelles pour lier micro- & macroévolution. 21/21
Mème de la poignée de main épique : à gauche un bras musclé en tee-shirt blanc étiqueté « les paléontologues », à droite un autre bras musclé en tee-shirt rouge étiqueté « les biologistes du développement ». Les deux bras se serrent fortement la main au centre, en dessous du texte « comprendre l’évolution ».
September 12, 2025 at 6:07 PM
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En résumé :

🦷 Un petit ajustement développemental a guidé l’évolution des campagnols pendant 6 Ma.

⏳ Les mécanismes qui permettent des innovations peuvent devenir des freins.

💡 Ça souligne le rôle clé du développement dans l’évolution des dents de mammifères.

20/21
Photo en gros plan d’un campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus dans un sous-bois moussu et sombre. Crédits : Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0)
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Haut : extraction tôt ➡️ molaire courte ➡️ moins de cuspides

Bas : extraction tard ➡️ molaire longue ➡️ plus de cuspides

15/21
Microphotographies de premières molaires inférieures de campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus) se développant in vitro pendant plusieurs jours. Les molaires prélevées plus tôt (haut) sont plus courtes et développent moins de cuspides que celles prélevées un jour plus tard (bas). Crédits : Lafuma et al. 2025.
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Et là, jolie surprise : les campagnols vont beaucoup plus vite dès le début du développement de la m1. Chez certaines espèces, la m1 peut même acquérir plus de cuspides en 24 heures qu’une m1 de souris en plusieurs jours ! On reste dans l’univers du speedrun 🏎 12/21
Modèles 3D de microCT-scans de premières molaires inférieures de souris et de campagnols roussâtres (Clethrionomys glareolus). Chaque espèce est représentée par quatre stades de développement (E14.5, E15, E16, E17), montrant la formation plus rapide de plus de cuspides chez le campagnol. Crédits : Lafuma et al. 2025
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Est-ce que c’est la taille (de la m1) qui compte ? Oui et non ! Les m1 + longues ET + étroites portent + de cuspides. Dans bcp de lignées la m1 s’est allongée mais d’autres ont acquis + de cuspides en évoluant vers une m1 + effilée, sans agrandissement de la dent. 10/21
Photo macro d’une mandibule gauche de lemming à collier (Dicrostonyx sp.) posée sur des mousses. Crédits : Fiona Paton (CC BY-NC-ND 2.0)
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Et cela ne s’est pas produit une ou deux fois, mais des DIZAINES de fois de façon indépendante, le plus souvent en suivant une séquence de doubles aditions de cuspides (5➡️7➡️9➡️11) presque sans aucune réversion vers des dents moins complexes. 9/21
Diagramme montrant la reconstruction phylogénétique de l’évolution du nombre de cuspides de la première molaire inférieure des Arvicolinae, avec le modèle de transition entre les différents nombres de cuspides (5, 7, 8, 9, 10, 11) et un histogramme de leurs proportions parmi les lignées d’arvicolinés au cours des six derniers millions d’années. Crédits : Lafuma et al. 2025
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Depuis l’origine des campagnols etc., leur 1ère molaire inférieure (m1) est devenue très complexe, s’approchant de celles des grands herbivores. En 6 millions d’années, sa complexité a plus que doublé, passant de 5 à… 11 cuspides ! Un vrai speedrun de l’évolution des dents 🚀 8/21
MicroCT-scan d’une demi-mâchoire inférieure de campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus) en vue dorsale montrant la surface occlusale très complexe de ses molaires. Le modèle 3D est orange sur fond noir. Crédits : © Élodie Renvoisé, Fabien Lafuma, University of Helsinki MicroCT-scan d’une demi-mâchoire inférieure de campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus) en vue latérale montrant ses molaires à très haute couronne. Le modèle 3D est orange sur fond noir. Crédits : © Élodie Renvoisé, Fabien Lafuma, University of Helsinki Diagramme d’une première molaire inférieure (m1) de campagnol roussâtre typique en vue occlusale et linguale, accompagnée de schémas occlusaux des différents niveaux de complexité de la m1 identifiés chez les Arvicolinae : 5, 7, 8, 9, 10 et 11 cuspides. Crédits : Lafuma et al. 2025 Image de « La Cité de la Peur » où un homme au téléphone (Tchéky Karyo) demande sèchement « Combien ? »
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Nous avons étudié 151 espèces fossiles & actuelles de campagnols et autres arvicolinés, comme les lemmings : des petits rongeurs mangeurs d’herbe parmi les animaux les plus choupis sur Terre. Ça inclut aussi les tunneliers & les boules de poils mouillées qu’on nomme rats musqués. 7/21
Photo d’un campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus) en train de ronger de la nourriture sur un morceau de bois. Crédits : Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0) Photo d’un lemming (Lemmus lemmus) dans la neige. Crédits : kgleditsch (CC BY-SA 2.0) Photo d’un tunnelier (Ellobius talpinus) sur le sol qui regarde vers la caméra. Crédits : Alexandra Kaganova (CC BY 4.0) Photo d’un rat musqué (Ondatra zibethicus) nageant dans la rivière Rideau, Ottawa, Ontario. Crédits : Gordon E. Robertson (CC BY-SA 3.0)
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Des expériences chez la souris montrent comment les cuspides se forment et comment en faire pousser plus (spoiler : c’est dur). Ça nous donne un cadre #evodevo pour comprendre comment le développement a pu influencer l’évolution des dents. 🦷🧫💻 6/21

📷 www.doi.org/10.1038/nature10876
Microphotographies à fluorescence de germes de molaires de souris après différents traitements avec des molécules impliquées dans le développement dentaire. La combinaison de plus de traitements donne plus de cuspides supplémentaires. D’après Harjunmaa et al. 2012.
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Les molaires de mammifères donnent accès aux deux faces de l’évo-dévo. Les 1ères molaires étaient simples, puis ont acquis de + en + de cuspides (les pointes des dents), en particulier chez les herbivores, comme ce mastodonte. C’est sûrement une des clés de leur succès ! 5/21

📷 James St. John
Photo d’une molaire de mastodonte (Mammut americanum). La face occlusale est visible et montre deux rangées de cinq grosses cuspides coniques, dont certaines avec des faces d’usure. Crédits : James St. John (CC BY 2.0)
September 12, 2025 at 6:07 PM
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Notre dernier article montre que le mode de développement des dents a influencé des millions d’années d’évolution des campagnols, menant à des molaires très complexes.

Qu’est-ce que ça nous apprend sur l’évolution ? 🧵👇 1/21 #evodevo #vulgarisation

📷 Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0)/Lafuma et al.
Photo d’un campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus) sur un sol moussu tenant de la nourriture entre ses pattes avant. Crédits : Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0) MicroCT-scan d’une demi-mâchoire inférieure de campagnol roussâtre (Clethrionomys glareolus) en vue dorsale (haut) et latérale (bas) montrant ses molaires hautes et complexes. Les modèles 3D sont de couleur orange sur fond noir. Crédits : © Élodie Renvoisé, Fabien Lafuma, University of Helsinki
September 12, 2025 at 6:07 PM
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me: of course I can make a graphical abstract

the graphical abstract:
Meme of a man smiling smugly with the caption “It’s Free Real Estate.” The caption above the image reads: “rodent diastema: *exists* / vole molars:”. The joke is that the toothless gap (diastema) in rodent jaws gives vole molars more room to grow longer.
September 5, 2025 at 5:04 PM
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Development doesn’t just pass on variation to natural selection—it channels evolution, enabling big changes from small tweaks, but can also box in future options. That’s why combining fossil & extant data matters: it’s how #evodevo can link micro- & macroevolution 🦠🔗🦴 (20/20)
‘Epic handshake’ meme. Two muscular arms extend from opposite sides, gripping hands in a strong handshake. The left arm is labelled ‘paleontologists,’ the right arm is labeled ‘developmental biologists,’ and the handshake itself is labeled ‘understanding evolution.’
September 2, 2025 at 4:05 PM
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TL;DR

🦷 A simple developmental tweak repeatedly shaped massive changes to vole teeth during 6 My.

⏳ The developmental processes that enable innovation can become limitations.

💡 This supports the importance of development in mammalian tooth evolution.

(19/20) 📷 Hanna Knutsson CC BY-NC-ND 2.0
Close-up photograph of a bank vole (Clethrionomys glareolus) in a dark mossy undergrowth. Credit: Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0)
September 2, 2025 at 4:05 PM
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Top: early extraction ➡️shorter molar ➡️ less cusps

Bottom: late extraction ➡️ longer molar ➡️ more cusps

(15/20)
Microphotographs of bank vole first lower molars developing in vitro for several days. Molars extracted earlier (top row) are shorter and grow less cusps than those extracted later (bottom row). After Lafuma et al. 2025.
September 2, 2025 at 4:05 PM
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Here's where it gets wild: voles hit the accelerator early, some of them growing as many cusps in 24 hours as mice do in several days! Gotta grow fast! 🏎 (12/20)
3D renders of microCT-scanned first lower molars of mice and bank voles (Clethrionomys glareolus). For each species, four stages of tooth development are represented (E14.5, E15, E16, E17), showing cusps forming faster and in greater numbers in voles. After Lafuma et al. 2025.
September 2, 2025 at 4:05 PM
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So, does (tooth) size matter? Well, yes and no! We found that longer AND narrower teeth explain higher cusp counts. The m1 grew longer in many lineages, but others evolved more cusps without size increase by shifting to a long & thin m1 shape. (10/20)

📷 Fiona Paton CC BY-NC-ND 2.0
Macrophotograph of a skeletonized left mandible of a collared lemming (Dicrostonyx sp.) lying in moss. Credit: Fiona Paton (CC BY-NC-ND 2.0)
September 2, 2025 at 4:05 PM
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This didn’t happen once or twice, but DOZENS of times independently, mostly following a sequence of double cusp additions (5➡️7➡️9➡️11) with almost no reversals: an evolutionary ratchet. (9/20)
A diagram showing the sequence of evolution of first lower molar cusp number on a phylogeny of fossil and extant Arvicolinae, with the underlying model of evolution between different cusp numbers (5, 7, 8, 9, 10, 11) and a bar chart of their relative proportions among arvicoline lineages over the last 6 My. Credit: Lafuma et al. 2025
September 2, 2025 at 4:05 PM
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Since voles etc. split from hamsters, their first lower molar (m1) has become very complex, reminding those of large herbivores. Starting from 5 cusps, complexity more than doubled in less than 6 My, reaching up to 11 cusps. Basically a tooth evolution speedrun 🚀 (8/20)
MicroCT-scan of a bank vole (Clethrionomys glareolus) lower jaw seen in dorsal view showing the animal’s highly complex lower molars. The 3D render of the jaw is orange-tinted over a black background. Credit: © Élodie Renvoisé, Fabien Lafuma, University of Helsinki MicroCT-scan of a bank vole (Clethrionomys glareolus) lower jaw seen in lateral view showing the animal’s tall, highly complex lower molars. The 3D renders of the jaw is orange-tinted over a black background. Credit: © Élodie Renvoisé, Fabien Lafuma, University of Helsinki A diagram showing a typical bank vole first lower molar (m1) in occlusal and lingual view, and occlusal views illustrating the different levels of m1 complexity known in Arvicolinae: 5, 7, 8, 9, 10, and 11 cusps. Credit: Lafuma et al. 2025 Line drawing of a dial graduated to 11 and turned up to the maximum. The text below reads “THESE GO TO 11.”
September 2, 2025 at 4:05 PM
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We studied 151 species of living + extinct voles and relatives like lemmings (Arvicolinae): small grass-eating rodents and strong contenders for “cutest fluffballs on Earth.” This also includes cool weirdos, like mole voles and the big wet fur balls known as muskrats. (7/20)
Photograph of a bank vole (Clethrionomys glareolus) standing on a piece of wood, gnawing on a food item held in its paws. Credit: Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0) Photograph of a lemming (Lemmus lemmus) standing in the snow. Credit: kgleditsch (CC BY-SA 2.0) Photograph of a mole vole (Ellobius talpinus) on a dirt ground, looking up at the camera. Credit: Alexandra Kaganova (CC BY 4.0) Photograph of a muskrat (Ondatra zibethicus) swimming in Rideau River, Ottawa, Ontario. Credit: D. Gordon E. Robertson (CC BY-SA 3.0)
September 2, 2025 at 4:05 PM
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Experiments #inmice show how cusps form & what tricks can add more (spoiler: it’s hard). This gives us the #evodevo framework for how development could have shaped tooth evolution. **Somebody** just needed to get to work 🦷🧫💻 (6/20)

📷 Harjunmaa et al. 2012 www.doi.org/10.1038/nature10876
Fluorescence microphotographs of developing mouse molars following treatments with molecules involved in tooth development. The combination of more treatments leads to more additional cusps. After Harjunmaa et al. 2012.
September 2, 2025 at 4:05 PM
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Mammal molars are great for evo-devo, because they deliver both sides of the story. They started simple and then gained more bumps called cusps over time, especially in herbivores (like this mastodon). This likely played a big part in their success. (5/20)

📷 James St. John CC BY 2.0
Photograph of a mastodon molar. The occlusal side is visible, showing two rows of five large conical cusps, some of them partially worn out. Credit: James St. John (CC BY 2.0)
September 2, 2025 at 4:05 PM
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In our latest paper we found that tooth development shaped the evolution of voles for millions of years, leading to highly complex molars.

How can we tell? What does it teach us about evolution? A thread 🧵👇 (1/20) #evodevo #ToothyTuesday

📷 (L) Hanna Knutsson CC BY-NC-ND 2.0
📷 (R) Lafuma et al.
Photograph of a bank vole (Clethrionomys glareolus) on a moss-covered surface, holding a food item to its mouth with its front paws. Credit: Hanna Knutsson (CC BY-NC-ND 2.0) MicroCT-scan of a bank vole (Clethrionomys glareolus) lower jaw seen in dorsal (top) and lateral view (bottom) showing the animal’s tall, highly complex lower molars. The 3D renders of the jaw are orange-tinted over a black background. Credit: © Élodie Renvoisé, Fabien Lafuma, University of Helsinki
September 2, 2025 at 4:05 PM