Série 4

Exercices d’introduction au design expérimental
Série 4
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1
Expérience
Chez certains insectes et microcrustacés, la reproduction sexuelle et asexuelle s’alternent dans le cycle vital.
Vous voulez tester l’hypothèse qu’une génération sexuelle est produite lorsque les conditions environnementales
deviennent moins favorables. Vous disposez de plusieurs clones de Daphnia magna, élevés en laboratoire, et
vous soupçonnez que la température est la variable qui pourrait déclencher le mode de reproduction sexuée.
⇒Posez les hypothèses nulle et alternative découlant de cette question biologique.
⇒Identifiez les variables importantes à prendre en compte et décrivez leur type.
⇒Comment vous y prendriez-vous pour tester cette hypothèse ? Essayez d’imaginer quels facteurs
confondants pourraient apparaître et comment on peut s’y prendre pour les prendre en compte.
⇒Une fois que le design est posé, quel test statistique utiliseriez-vous et pourquoi ?
2
Interaction entre facteurs
Vous faites une expérience pour comprendre si la musique a un effet sur le rythme cardiaque des gens.
Vous faites écouter à 115 personnes (63 hommes et 52 femmes) une musique tirées au hasard entre du rock,
du blues et du classique. Vous mesurez également la fréquence cardiaque de la personne avant et après avoir
écouté la musique et calculez la différence entre les deux. Les données sont dans le fichier “musique.txt” et
vous faites une ANOVA à deux facteurs croisés :
> d<-read.table("http://www.unil.ch/phylo/teaching/expdesign/musique.txt", header=TRUE)
> anova(lm(Dfreq~Style*Sexe, data=d))
Analysis of Variance Table
Response: Dfreq
Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
Style
2 119.4
59.7 1.3965 0.25185
Sexe
1
0.1
0.1 0.0013 0.97167
Style:Sexe
2 285.7
142.8 3.3416 0.03904 *
Residuals 109 4659.0
42.7
--Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
⇒Comment interprétez-vous ces résultats ?
⇒Utilisez la fonction interaction.plot pour visualiser ce qui se passe.
3
Expérience
Certaines espèces de plantes ont la capacité d’accumuler les métaux lourds dans des vacuoles de leur
cellules. Ceci a été montré en particulier chez l’espèce Thalspi caerulescens, dont certaines populations sont
capables de pousser sur des sols contenant de très fortes concentrations de cadmium.
Vous faites l’hypothèse que certaines populations de cette plante se sont adaptées à vivre sur des sols
contaminés. Pour tester cette hypothèse, vous récoltez 50 graines sur des individus de T. caerulescens poussant
NS – 3 mai 2011
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sur des sols contaminés et 50 sur des sols propres. Vous les faites pousser en laboratoire dans des pots
contenant une concentration de Cadmium comparable au taux le plus élevé mesuré dans la nature. Vous
mesurez la biomasse des plantes ayant poussé après un mois. Après analyse par un test de T, vous voyez
que les graines provenant de lieux pollués ont une biomasse significativement plus grande.
⇒Que concluez-vous de cette expérience ? Avez-vous bel et bien testé votre hypothèse ?
Vous soumettez votre article à un journal scientifique, mais il est rejeté car un reviewer à mis en avant le fait
que la plus grande croissance des plantes provenant de sols pollués pourrait être due à d’autres facteurs. Pour
répondre à cette critique, vous faites pousser à nouveau 50 graines d’individus provenant de sols contaminés et
50 graines d’individus de sols propres dans des pots contenant de la terre propre. Après avoir fait un test de T
sur ces nouvelles données, vous ne voyez pas de différence entre les deux groupes.
⇒Pouvez-vous conclure maintenant que votre design était adéquat ? Avez-vous pris en compte
la critique et avez-vous correctement testé votre hypothèse en faisant ces deux expériences
indépendemment ?
4
Article scientifique
Des scientifiques ont cherché à comprendre si la fécondité des grenouilles Rana latastei était influencée par
la présence d’un compétiteur R. dalmatina. Lorsque les deux espèces vivent au même endroit (“syntopic” en
anglais), les mâles de R. dalmatina peuvent s’accoupler avec les femelles R. latastei, ce qui produit des oeufs
non-viables, et donc réduit la fertilité dans ces populations. Lorsque les populations des deux espèces ne se
trouvent pas aux mêmes endroits (“allotopic”), il n’y a bien sûr pas d’hybrides et donc pas de réduction de la
fertilité.
Des populations syntopiques et allotopiques de ces deux expèces sont fréquentes et apparaissent dans
plusieurs vallées à travers les Alpes. Lisez attentivement les méthodes ci-dessous, qui sont prises de l’article de
Ficetola et De Bernardi (2005). N’hésitez pas à copier-coller ce texte dans un traducteur anglais-français online
si vous en avez besoin. De même, utilisez internet pour comprendre certains termes spécifiques.
L’article complet, si vous voulez voir les figures de leur données, se trouve ici :
http://www.unil.ch/phylo/teaching/expdesign/FicetolaDeBernardi2005.pdf
⇒Discutez de ce design entre vous et représentez schématiquement le design expérimental fait dans
cette étude.
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⇒Pouvez-vous voir des problèmes potentielles dans le design fait dans cette étude ? Que changeriezvous dans cette expérience ? Après en avoir discuté entre vous, confrontez vos idées avec les
binômes voisins et avec les assistants.
Si vous avez le temps cette semaine, lisez le second article de Hettyey et Pearman (2006) se trouvant à
l’adresse :
http://www.unil.ch/phylo/teaching/expdesign/HettyeyPearman2006.pdf
⇒Que pensez-vous de leur remarque sur le design de l’article précédent ?
NS – 3 mai 2011
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