Apport de l’imagerie 3D dans l’étude de l’évolution des variétés animales domestiques

Notre travail porte sur la numérisation en 3D de deux os du squelette, l’humérus et l’astragale, appartenant à 4 espèces de caprinés domestiques et sauvages : le mouton (Ovis aries), la chèvre (Capra hircus), le mouflon méditerranéen (Ovis orientalis musimon) et le chamois (Rupicapra rupicapra). Ces os sont considérés comme de bons marqueurs morphologiques discriminants.

L’acquisition des données s’effectue à partir du scanner Artec Spider à lumière structurée par LED bleues et du logiciel Artec Studio 11. Le protocole d’acquisition consiste à fixer le scanner sur un pied et à numériser les 4 faces de l’objet positionné sur un plateau tournant afin d’assurer une numérisation rapide et uniforme. Le modèle maillé, non texturé, est reconstruit à une résolution de 0.1 mm à partir des scans.

Numérisation des talus à partir du scanner Artec Spider

Les os de référence numérisés en 3D sont importés dans 3D Reshaper. Pour chaque individu, nous créons 16 points de références que nous avons définis en fonction d’éléments anatomiques aisément repérables et dont l’homologie est certaine. Quatre de ces points homologues nous permettent de procéder à l’alignement des modèles 3D sous 3DReshaper.

Alignement des modèles 3D à partir de 4 points homologues sous 3D Reshaper

Ce procédé repose sur la méthode des moindres carrés. Il nous  permet d’obtenir le même centre volumique par individus et de les positionner dans un référentiel commun. A l’aide de cette technique de superposition, dite Procruste, les objets sont placés dans un même espace de conformation ;  ils sont ainsi ramenés à la même échelle, de façon à supprimer les effets de position, de taille et d’orientation, ce qui nous permet d’obtenir des coordonnées de points comparables. Les coordonnées de ces points de référence sont ensuite exportées vers le logiciel de statistique R pour analyse.

 

Positionnement des modèles 3D dans un référentiel commun.

 

Cette approche permet d’étudier les variations anatomiques qui existent entre différents taxons et notamment l’impact de la domestication sur l’évolution du squelette comparée à la morphologie de leurs ancêtres sauvages.

Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du projet doctoral de Manon Vuillen, sous la direction de Lionel Gourichon, et ont bénéficié du soutien logistique et méthodologique du plateau technique « Relevés 2D et 3D, modélisation et archivage des données » du CEPAM (Resp. Sabine Sorin)

Manon Vuillien, Sabine Sorin et Lionel Gourichon. Morphométrie géométrique et 3D : Premières analyses des morphotypes ovins et caprins, ArchéOrient – Le Blog, 6 janvier 2017, [En ligne] https://archeorient.hypotheses.org/6985

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