Module Optionnel Écologie et Biogéographie TD Démarche

Module Optionnel Écologie et Biogéographie
TD Démarche expérimentale
La méthode expérimentale
TD 1
- La méthode hypothético-déductive
- Etude d ’un cas : sélection et prédation chez les Guppies
TD 2
- Mise en application : concevoir une expérience
1
La méthode Hypothético-Déductive
• La science peut seulement progresser par le
test d’hypothèses venant d’une théorie
• Une théorie peut seulement être infirmée jamais
prouvée. Une théorie est généralement acceptée
parce qu’on n’a pas pu démontrer qu’elle était
fausse.
Karl Popper
(1902-94)
• Le test d’hypothèses est réalisé en comparant
expérimentalement un ensemble d’hypothèses opposées.
•Ho : Proposition 1
A la suite du test expérimental, on rejette
une ou plusieurs hypothèses.
•H1 : Proposition 2
•H2 : Proposition 3
2
Observation
1
Rejet
d’hypothèses
4
Test Expérimental
Le développement
asymptotique du pouvoir
explicatif d’une théorie par
rapport à un phénomène
observé
Théorie
2
La nature cyclique de
la méthode
scientifique
3
Création
d’hypothèses :
prédictions
Explication
Complète
Pouvoir Explicatif
5
Temps
3
1
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Limites de l ’application de la méthode
–› Construction intellectuelle des théories, vérification expérimentale
parfois difficile.
–› Les scientifiques ne passent pas leur vie à détruire leurs théories :
un résultat négatif n ’entraine pas toujours le rejet total d ’une théorie.
–› Chaque étape repose sur les capacités intellectuelles des
chercheurs : imaginer, prévoir, interpréter, comprendre...
Il n ’y a pas UNE bonne façon a priori d ’aborder une question.
En science comme dans toute activité intellectuelle, la créativité,
l'intuition et l’imagination donnent les meilleurs résultats. (Campbell,
1995)
4
Etude d ’un cas d ’approche expérimentale :
Sélection et prédation chez les Guppies
(Poecilia reticulata) à la Trinité
1) Les Guppies : un modèle expérimental
Poissons d ’eau douce. David Reznick et John
Endler ont étudié des populations dans différentes
rivières de l ’île de la Trinité (Antilles) pendant
plusieurs années.
5
• Cycle de vie ( environ 3 mois) :
É
Å
Ç
Caractères présentant une variabilité dans les
populations naturelles :
1) Durée de la phase immature (croissance)
2) Taille de l ’adulte
3) Nombre d ’alevins à l ’éclosion
• Prédateurs (selon les rivières) :
– Fondule (F) : s ’attaque surtout aux
jeunes
– Cichlidé-Brochet (CB) : s ’attaque surtout aux
adultes de grosse taille
• Corrélation observée :
Populations soumises à CB : progéniture plus nombreuse, taille
réduite à la maturité.
6
2
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3) Quelle est l ’origine de cette corrélation ?
–› Il faut proposer des hypothèses et les tester par des
expériences.
• Hypothèse n° 1:
• Hypothèse n° 2 :
7
Hypothèse n°1 :
• Expérience :
• Prédiction :
• Résultat :
• Conclusions :
8
Hypothèse n°2 :
• Expérience :
• Prédiction :
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3
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Ces populations ont été étudiées pendant 11 ans (30 générations) et après cette période
les chercheurs ont déterminé l’âge et la taille à maturité, la descendance etc.
Groupes Expérimentaux
Groupes Témoins
10
Résultats
200
180
160
100
Témoin (C-B)
90
Expérimental (F)
80
140
70
120
60
100
50
80
40
60
30
40
20
20
Témoin (C-B)
Expérimental (F)
10
0
0
Males
Females
Males
Females
11
Conclusions sur la Sélection Naturelle
• Théorie : La sélection naturelle peut modifier l ’histoire de vie au sein d ’une
espèce, c ’est-à-dire les étapes du cycle de vie : durée de vie, nombre de
descendants, âge à la reproduction...
• Comment étudier la sélection expérimentalement ?
Ingrédients nécessaires :
1)
2)
3)
12
4