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Molecular Ancient Fish Remains Identification

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De vieilles arêtes montrent la voie à suivre dans le domaine de la gestion de la pêche

Comment les populations de poissons réagiront-elles à l’évolution des pratiques de pêche et aux changements environnementaux? C’est l’une des questions les plus importantes que pose la gestion de la pêche aujourd’hui. Les stocks de poissons étant sous pression, il s’avère nécessaire de disposer d’une histoire précise des changements environnementaux et anthropiques afin de créer un outil qui permettra d’élaborer des politiques de gestion efficaces.

Alimentation et Ressources naturelles

L’archéologie pourrait fournir un historique détaillé et de long terme sur les pêcheries côtières locales et leur exploitation par l’homme à condition de parvenir à améliorer les techniques d’identification et d’analyse des arêtes. Or, l’identification des espèces auxquelles correspondent les arêtes et les écailles est souvent difficile voire impossible en utilisant les méthodes actuelles, ce qui signifie que, bien souvent, les poissons ne sont pas identifiés par leur nom d’espèce dans les rapports archéologiques et que leur diversité est probablement sous-représentée dans la littérature y afférente. Dans le cadre du programme d’attribution de bourses individuelles Marie Skłodowska-Curie, le projet MAFRI, financé par l’UE au titre du programme Horizon 2020, a relevé ce défi en développant un système d’identification des arêtes appelé zooarchéologie par spectrométrie de masse (ZooMS). Ce système, rapide et peu coûteux, utilise la codification à barres des protéines pour identifier ces dernières dans le collagène associé aux arêtes. Une collaboration interdisciplinaire Le technique ZooMS nécessite l’obtention des empreintes peptidiques du collagène afin d’identifier des séquences peptidiques connues et de classer rapidement les arêtes issues de fouilles et d’archives archéologiques. Le collagène est la principale protéine structurale des arêtes et des écailles, et cette approche peut être appliquée dans tous les cas où le collagène est intact. Les spectres de masse mettent en évidence les différences entre les séquences de protéines et, par conséquent, peuvent être liés de manière reproductible à une protéine spécifique ou à un fragment de celle-ci. «Dans le cas des mammifères, nous possédons suffisamment d’informations sur les séquences, mais, pour les poissons d’eau douce, les espèces sont très diverses et nous ne disposons à ce jour que de quelques séquences», explique la Dre Kristine Korzow Richter, chercheuse titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie. Les chercheurs ont utilisé ZooMS pour établir un cadre destiné à l’identification des espèces, en créant une base de données de séquences du collagène des poissons et en évaluant la méthode sur plusieurs sites archéologiques. À ces fins, ils ont collaboré avec des ichtyologues, à la fois en archéologie et contemporains, afin de rassembler du matériel de référence sur les arêtes et sur les données génétiques en exploitant les bases de données génomiques. «Il est désormais possible d’utiliser ZooMS pour identifier des restes anciens de poissons et même pour différencier des membres du même genre», explique la Dre Korzow Richter. Une amélioration de l’identification Travaillant étroitement avec des experts en archéologie, l’équipe du projet a comparé les restes de poissons identifiés issus de sites archéologiques avec ceux de l’analyse ZooMS. «Généralement, lorsque les arêtes pouvaient être identifiées morphologiquement tout le monde était d’accord; la technique ZooMS a prouvé sa valeur lorsqu’il n’y avait pas suffisamment de détails pour identifier l’origine (ce qui est fréquent dans les restes de poissons)», affirme la Dre Korzow Richter. «La diversité même des espèces implique que les approches zooarchéologiques conventionnelles combinées à des collections de références réduites peinent à identifier la plupart des restes en dessous du niveau de la famille. Les zooarchéologues estiment que seulement 4 % à 10 % des os de poissons sont identifiés au niveau de l’espèce», constate la Dre Korzow Richter. Ces informations à faible résolution limitent la capacité des archéologues à disposer d’une vue globale des activités de pêche du passé et donc à contribuer à la résolution des problèmes de gestion d’aujourd’hui. ZooMS permettra d’améliorer cette résolution et de mieux appréhender la diversité des populations de poissons exploitées par l’homme. Il sera possible, entre autre, de reconstituer l’évolution des espèces invasives du passé, comme la carpe, et d’étudier les anciennes distributions des populations de poissons afin de prédire la manière dont elles seront impactées par la hausse de la température de l’eau due au changement climatique. «Grâce à cette nouvelle technique, les archéologues sont en mesure de fournir des perspectives historiques plus précises sur la pêche, ce qui va permettre d’élaborer des politiques de gestion de la pêche plus efficaces à l’avenir», conclut la Dre Korzow Richter.

Mots‑clés

MAFRI, poissons, archéologique, ZooMS, protéine, collagène, séquence, peptide

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