Meilleure compréhension de la morphogenèse des otolithes : implications dans la discrimination de stocks et l'âge automatique des poissons

Better understanding of the otoliths shape and its use in fish ageing

• Auteur / Autrice : Nicolas Andrialovanirina
• Direction : Emilie Poisson caillault, Kelig Mahe
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie des organismes, biotechnologie animales, végétales et microbienne
• Date : Inscription en doctorat le 02/12/2021
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences, Technologie, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LRH - Laboratoire Ressources Halieutiques

Mots clés

Mots clés libres

Identification de stock

3d

Deep Learning

Analyse de forme

Ageage automatique

Otolithe

Automatic age detection

Stock identification

3d

Deep Learning

Shape analysis

Otolith

Résumé

Les otolithes, pièces calcifiées de l'oreille interne des poissons téléostéens, sont principalement utilisés pour estimer l'âge des individus à travers le dénombrement des stries de croissance. A cet effet, en Europe, chaque année, près de 800 000 otolithes dont 35 000 en France sont prélevés. Au-delà de cette application, la forme des otolithes peut varier au sein d'une espèce, en particulier selon les conditions environnementales (température, salinité, régime alimentaire…), et donc pouvait être utilisée comme proxy pour estimer les patrons individuels de croissance somatique et discriminer les stocks au sein d'une même espèce. La thèse envisagée contribuera à extraire les informations contenues dans la forme de l'otolithe à partir d'approches traditionnelles mais aussi plus novatrices comme l'intelligence artificielle appliquée à des gros jeux de données ou l'analyse en 3 dimensions. Ceci sera dans le but de mieux de mieux comprendre la morphogenèse de l'otolithe et donc l'optimisation de son utilisation à la fois pour discriminer les stocks mais aussi dans pour automatiser l'estimation d'âge des poissons. Cette thèse sera basée sur plusieurs cas d'études variés comme par exemple la plie commune (Pleuronectes platessa) et les rougets barbets (Mullus surmuletus et Mullus barbatus) de façon à obtenir des résultats génériques. Le sujet de thèse sera organisé selon trois axes majeurs : (i) le développement de nouvelles méthodes d'extraction de l'information contenue dans la forme externe, (ii) l'étude de la forme des otolithes permettant de mieux appréhender les facteurs la contrôlant (iii) l'utilisation de la forme des otolithes comme proxy pour estimer l'âge des poissons de façon automatisée.

Otoliths, calcified pieces of the inner ear of teleost fish, are mainly used to estimate the age of individuals through the counting of growth increments. For this purpose, each year in Europe, nearly 800,000 otoliths are collected, including 35,000 in France. Beyond this application, the otoliths shape can vary within a species, in particular according to environmental conditions (temperature, salinity, diet, etc.), and could therefore be used as a proxy to estimate individual somatic growth patterns and discriminate between stocks within a species. The planned thesis will contribute to extracting information contained in the shape of the otolith from traditional but also more innovative approaches such as artificial intelligence applied to big-datasets or 3-D analysis. This will be done with the aim of better understanding the morphogenesis of the otolith and thus optimising its use both for stock discrimination and for fish automated ageing. This thesis will be based on several different case studies such as common plaice (Pleuronectes platessa) and red mullet (Mullus surmuletus and Mullus barbatus) in order to obtain generic results. The thesis topic will be organised along three major axes: (i) the development of new methods for extracting the information contained in the external shape, (ii) the study of otolith shape to better understand the factors controlling it (iii) the use of otolith shape as a proxy to automated ageing of fish.