H35 (fosse à cendres numéro 35) coprolites du site archéologique de Xiaosungang, province d'Anhui, Chine. Crédit :Jada Ko, avec l'aimable autorisation de l'Institut provincial des reliques culturelles et de l'archéologie d'Anhui
Une nouvelle méthode de discernement des sources d'excréments anciens rend cette découverte archéologique beaucoup plus informative.
Les archives archéologiques sont jonchées d'excréments, une mine d'or potentielle pour mieux comprendre la santé et l'alimentation anciennes, l'évolution des parasites, ainsi que l'écologie et l'évolution du microbiome. Le principal problème pour les chercheurs est de déterminer quelles matières fécales sont examinées. Une étude récente publiée dans la revue PeerJ , dirigé par Maxime Borry et Christina Warinner de l'Institut Max Planck pour la science de l'histoire humaine (MPI-SHH), présente "CoproID :une méthode fiable pour déduire les sources de paléofèces".
Le machine learning permet une classification fiable
Après des milliers d'années, la source d'un excrément particulier peut être difficile à déterminer. Il est particulièrement difficile de distinguer les excréments humains et canins :ils sont de taille et de forme similaires, se trouvent sur les mêmes sites archéologiques et ont des compositions similaires. De plus, les chiens étaient au menu de nombreuses sociétés anciennes, et nos amis canins ont tendance à se nourrir des excréments humains, rendant ainsi problématiques les tests génétiques simples, car de telles analyses peuvent renvoyer l'ADN des deux espèces.
Image au microscope électronique à balayage (MEB) d'un grain de pollen d'amarante dans une coprolite du site archéologique Cueva de los Muertos Chiquitos, vallée du Rio Zape, Durango, Mexique. Crédit :Karl Reinhard
Afin d'accéder aux informations contenues dans les paléofèces, les chercheurs ont développé coproID (identification des coprolites). La méthode combine l'analyse de l'ADN de l'hôte ancien avec un logiciel d'apprentissage automatique formé sur les microbiomes dans les matières fécales modernes. En appliquant coproID à des ensembles de données nouvellement séquencés et précédemment publiés, l'équipe de chercheurs du MPI-SHH, de l'Université de Harvard et de l'Université de l'Oklahoma a pu prédire de manière fiable les sources d'excréments anciens, montrant qu'une combinaison d'ADN hôte et le distinct les colonies de microbes vivant à l'intérieur des humains et des chiens permettent de distinguer avec précision leurs excréments.
La capacité de classification fournit des informations sur la santé digestive
"Une découverte inattendue de notre étude est la prise de conscience que les archives archéologiques sont pleines de caca de chien", explique le professeur Christina Warinner, auteur principal de l'étude. Mais Warinner s'attend également à ce que coproID ait des applications plus larges, en particulier dans les domaines de la médecine légale, de l'écologie et des sciences du microbiome.
Microscopie électronique à balayage (SEM) image d'un grain de pollen de courge en coprolite du site archéologique Cueva de los Muertos Chiquitos, vallée du Rio Zape, Durango, Mexique. Crédit :Karl Reinhard
La capacité d'identifier avec précision la source des matières fécales archéologiques permet l'étude directe des changements dans la structure et la fonction du microbiome intestinal humain au fil du temps, ce qui, espèrent les chercheurs, fournira des informations sur les intolérances alimentaires et une foule d'autres problèmes de santé humaine. "L'identification des coprolithes humains devrait être la première étape de l'analyse du microbiome humain ancien", déclare le premier auteur de l'étude, Maxime Borry.
"Avec des données supplémentaires sur les métagénomes intestinaux des chiens ruraux non occidentalisés, nous serons mieux en mesure de classer les excréments de chiens encore plus anciens comme étant en fait canins, par opposition à" incertains "", ajoute Borry. À mesure que le catalogue de données sur le microbiome humain et canin s'agrandit, coproID continuera d'améliorer ses classifications et de mieux aider les chercheurs qui rencontrent des paléofèces dans divers contextes géographiques et historiques.
Référence :"CoproID prédit la source des coprolites et des paléofèces en utilisant la composition du microbiome et le contenu de l'ADN de l'hôte" par Maxime Borry, Bryan Cordova, Angela Perri, Marsha Wibowo, Tanvi Prasad Honap, Jada Ko, Jie Yu, Kate Britton, Linus Girdland-Flink , Robert C. Power, Ingelise Stuijts, Domingo C. Salazar-García, Courtney Hofman, Richard Hagan, Thérèse Samdapawindé Kagoné, Nicolas Meda, Hélène Carabin, David Jacobson, Karl Reinhard, Cecil Lewis, Aleksandar Kostic, Choongwon Jeong, Alexander Herbig, Alexander Hübner et Christina Warinner, 17 avril 2020, PeerJ .
DOI :10.7717/peerj.9001
