The morphological evolution was investigated in the tropical Neogene planktonic foraminiferal lineage Globorotalia menardii, G. limbata and G. multicamerata during the past 8 million years at ODP Hole 806C (Ontong-Java Plateau, western equatorial Pacific). This research is an extension of several similar studies since 2007 from the Caribbean Sea, the tropical Atlantic and the Eastern Equatorial Pacific. The goal is to find empirical and quantitative confirmation for morphological speciation – splitting or phyletic gradualism or accelerated evolution – in planktonic foraminifera with the above lineage as model objects. The present study from ODP Hole 806C serves as a test to discriminate between these evolutionary scenarios.

In the western equatorial Pacific warm and stable environments prevailed back to Pliocene times, and potential influences of Northern Hemisphere Glaciation are thought to bear less severely on shell size evolution than in the Atlantic Ocean. A slow and gradual pattern of shell size increase is therefore expected in the western tropical Pacific, in contrast to the intermittent rapid menardiform shell size increase during periods of intensified formation of warm water eddies in the southern to tropical Atlantic.

For this study a total of 11,101 specimens from 37 stratigraphic levels extending over the past 8 million years were morphometrically investigated thanks to the AMOR robot for imaging and microfossil orientation. Of those, 6080 specimens comprise the G. menardii–limbata-multicamerata plexus. Special attention was given to trends of spiral height (δX) versus axial length (δY) in keel view, for which bivariate contour- and volume-density diagrams were constructed to visualize speciation and evolutionary trends.

The investigation at Hole 806C showed, that G. menardii evolved in a more gradual manner than in the Atlantic. Contour plots of δX versus δY reveal modest bimodality between 3.18 Ma – 2.55 Ma with a dominant branch consisting of smaller G. menardii (δX<∼300 μm) persisting until the Late Quaternary, and a less dominant branch of larger G. menardii (δX>∼300 μm) until 2.63 Ma. There is evidence for cladogenesis – splitting with subsequent morphological divergence in the Late Pliocene G. menardii-limbata-multicamerata lineage, and which may be linked to changes in the thermocline. Due to the general scarcity of G. multicamerata at Site 806, the divergence was less clearly expressed than originally expected. Up-section, bimodality vanished but G. menardii populations shifted towards extra large shells between 2.19-1.95 Ma.

The morphological evolution of Pacific menardiform globorotalids contrasts the one observed in the Atlantic. This inter-oceanic asymmetry may indicate possible long-distance dispersal of G. menardii, at least during intermittent phases. For plankton biostratigraphy this implies, that correlating events represent more often than previously thought large scale environmental perturbations with local morphological ecophenotypic adaptations and nuances.

L'évolution morphologique a été étudiée dans la lignée des foraminifères planctoniques du Néogène tropical Globorotalia menardii, G. limbata et G. multicamerata au cours des 8 derniers millions d'années au sondage ODP 806C (plateau d'Ontong-Java, Pacifique tropical occidental). Cette recherche est le prolongement de plusieurs études similaires sur la mer des Caraïbes, l'Atlantique tropical et le Pacifique équatorial oriental. Le but est de trouver une confirmation empirique de la spéciation morphologique chez les foraminifères planctoniques avec la lignée ci-dessus comme objets modèles d’étude. Cependant, une évolution accélérée peut également être une explication alternative. La présente étude sert de test pour faire la distinction entre ces scénarios évolutifs.

Dans le Pacifique tropical occidental, des environnements chauds et stables régnaient à l'époque du Pliocène. C'est pourqui l'influence de la glaciation dans l'hémisphère nord dans cette zone fûrent moins fortement sur l'évolution des ménardiformes que dans l'océan Atlantique. Donc, on s'attend à une augmentation lente et progressive de la taille de ces foraminifères au Site 806C, contrairement à l'augmentation intermittente rapide pendant les périodes de formation intensifiée d'anneaux d'eau chaude dans l'Atlantique sud à tropical.

Un total de 11101 spécimens provenant de 37 niveaux stratigraphiques a été étudié morphométriquement à l'aide du robot d'imagerie et d'orientation des microfossiles AMOR. Parmi ceux-ci, 6080 spécimens comprennent le plexus G. menardii – limbata-multicamerata. Une attention particulière a été portée aux tendances detéctées sur la hauteur de la spirale (δX) par rapport à la longueur axiale (δY) en vue de profil latérale, pour lesquelles des diagrammes de densité bivariés de contour – et de volume – ont été construits pour visualiser la spéciation et les tendances évolutives.

L'étude du sondage 806C a montré que G. menardii a évolué de manière plus graduelle que dans l'Atlantique. Les données de δX par rapport à δY révèlent une bimodalité modeste entre 3.18 Ma et 2.55 Ma avec une branche dominante composée de G. menardii plus petits (δX<∼300 μm) persistant jusqu'au Quaternaire supérieur, et une branche moins dominante de G. menardii (δX>∼300 μm) jusqu'à 2.63 Ma. Il existe une évidence de cladogenèse - séparation avec une divergence morphologique subséquente dans la lignée G. menardii-limbata-multicamerata dans le Pliocène supérieur, et qui peut être liée à des changements dans la thermocline. En raison de la rareté générale de G. multicamerata au Site 806, la divergence était moins clairement exprimée que ce qu'il était'initialement attendu. En haut de la séction, la bimodalité disparait mais les populations de G. menardii se modifient vers des coquilles extra-larges entre 2.19 et 1.95 Ma. L'évolution morphologique des globorotalidés ménardiformes du Pacifique contraste avec celle observée dans l'Atlantique. Cette asymétrie interocéanique peut indiquer une possible dispersion longue distance de G. menardii, au moins pendant des phases intermittentes. Pour la biostratigraphie du plancton, cela implique que des événements corrélés représentent plus souvent qu'on ne le pensait des perturbations environnementales à grande échelle avec des adaptations et des nuances écophénotypiques morphologiques locales.