Les grandes enquêtes scientifiques

Une série de conférences veut montrer aux jeunes que la méthode scientifique, ce n'est pas juste à l'école!

2 Juin 2016 à 15H08

Le jour de notre visite, le doyen de la Faculté des sciences et professeur au Département de sciences biologiques, Luc-Alain Giraldeau, propose d'aborder une question d'écologie comportementale: «L'apparence compte-t-elle pour trouver l'âme soeur?» Photo: Denis Bernier

Avec sa nouvelle série de conférences Les grandes enquêtes scientifiques, le Cœur des sciences veut montrer aux jeunes du secondaire que la méthode scientifique, ce n'est pas juste à l'école. Pour faire leurs découvertes, les vrais chercheurs suivent les mêmes étapes que celles qui sont enseignées dans les cours de science. Oui, oui!

Dix nouvelles conférences seront au programme l'an prochain. Dans 10 domaines différents, 10 scientifiques allumés proposeront 10 conférences participatives illustrant un problème scientifique à résoudre. Trois façons de participer sont offertes: assister à la conférence à l'UQAM; assister à la conférence en direct de l'école, par vidéoconférence (avec possibilité d'interagir avec le conférencier); ou visionner la conférence en classe, au moment qui convient le mieux.

Parmi les sujets au programme, on cherche à résoudre un problème de micropolluants dans l'eau du robinet, à créer des super matériaux en s'inspirant des toiles d'araignées ou à trouver des intrus dans un médicament. Le jour de notre visite, le doyen de la Faculté des sciences et professeur au Département de sciences biologiques, Luc-Alain Giraldeau, propose d'aborder une question d'écologie comportementale: «L'apparence compte-t-elle pour trouver l'âme sœur?»

«Dans mon domaine, explique-t-il aux élèves de quatrième secondaire qui assistent à la conférence, on choisit l'animal qu'on va étudier en fonction des questions que l'on se pose.» Ainsi, ce spécialiste des stratégies d'approvisionnement alimentaire a décidé d'étudier les diamants mandarins, de charmants petits oiseaux qu'on peut élever dans une volière et dont les comportements alimentaires sont plus faciles à observer, fait-il remarquer, que ceux d'un groupe de lionnes qui doivent courir après leur proie dans la savane.

Aujourd'hui, toutefois, c'est un autre type de comportement qui retient l'attention de Luc-Alain Giraldeau… et qui promet de piquer l'attention de son auditoire: le comportement sexuel et, plus précisément, la question de l'attirance entre les sexes. «Il n'y a pas que les humains qui ont des attirances», note le professeur. À preuve, défilent sur sa présentation Powerpoint des exemples de bestioles en train de se livrer à d'étonnantes parades sexuelles: le pigeon, la grenouille, l'araignée paon, l'oiseau paradisier, fascinant avec ses ailes qui se déploient pour créer une véritable œuvre d'art. Le conférencier, qui les imite tous, s'amuse visiblement.

Étape 1: cerner le problème

Première étape de la méthode scientifique: cerner le problème. Les oiseaux, qui ont tendance à former des relations stables, sont un bon choix de départ pour étudier la question de l'attirance. Mais quelle espèce? Moineaux, goélands, étourneaux, pigeons? Le chercheur demande aux élèves de se prononcer tout en leur soumettant les caractéristiques des différentes espèces. La majorité choisit le pigeon, relativement facile à observer. On tentera donc de déterminer si les pigeons ont des préférences sexuelles.

«L'expérience que nous allons faire ensemble me permet de vous démontrer qu'on peut faire de la vraie science sans appareillage très sophistiqué et très coûteux, dit le chercheur. Étudier le comportement sexuel des pigeons, cela demande surtout de l'intelligence, de la stratégie, de la méthode… et de la patience!»

Étape 2: formulation d'une hypothèse

Maintenant qu'on a une question de recherche, il s'agit de formuler des hypothèses. Quand le mâle tente de  séduire la femelle avec sa parade nuptiale, sur quoi se base le choix de madame pigeon? Sur la taille de son futur partenaire, sur son chant, sur son plumage? «Je ne connais pas la réponse, dit Luc-Alain Giraldeau. Pour la trouver, il faut faire la recherche. Et pour que cela devienne de la science, il faut une proposition que l'on puisse tester…. Si on fait une proposition qu'on ne peut ni prouver ni réfuter – quand on dit que Dieu existe, par exemple –, on est en dehors de la science.»

En groupe, on choisit de tester l'hypothèse suivante: les pigeons choisissent leur partenaire sur la base de la couleur de ses plumes. «On sait que seulement un tiers des pigeons de Montréal sont en couple, précise le scientifique. Donc, si les pigeons manifestaient une préférence pour un type de plumage, on devrait observer une fréquence plus élevée de ce type dans les couples que dans le reste de la population.»

Étape 3: planification de la démarche

On doit maintenant planifier la démarche exploratoire pour tester notre hypothèse. Pour savoir si une couleur de plumage est plus fréquente chez les pigeons en couple que dans le reste de la population, il faut connaître la distribution des patrons de couleurs dans la population en général et dans les couples. Et, pour cela, il faudra observer des pigeons.

Étape 4: Collecte de données

«Pour faire votre collecte de données, vous irez dans des endroits où vous savez que vous êtes susceptibles de trouver des pigeons, dit le conférencier, et vous noterez vos observations. Je vous préviens que cela prend du temps. Vous ne ferez pas ça en un après-midi!»

Des fiches d'observation pour des activités à faire en complément de la conférence permettent aux élèves de se familiariser avec les différents types de plumage du pigeon: écaillé, barré bleu, spread ou autre. La fiche de l'élève indique aussi les comportements (becquetage, poursuite d'un pigeon par un autre, parade nuptiale) qui peuvent être le signe que deux pigeons sont en couple. Dans la salle de conférence, on s'amuse à regarder de petites vidéos où le mâle tourne sur lui-même en gonflant ses plumes, où il poursuit sa dulcinée et où les deux pigeons s'attrapent par le bec en un baiser… certainement très romantique pour des pigeons!

Étape 5: analyse des résultats

Pour les fins de l'exercice, le conférencier présente aux élèves des données fictives. Afin de les analyser, on répartira les données obtenues concernant la population en général et les pigeons en couple sur un histogramme, un graphique composé de colonnes dont la hauteur varie selon les données qu'elles représentent. Celui-ci permet de comparer visuellement la fréquence des patrons de couleurs des pigeons dans la population en général et celle qu'on observe chez les pigeons en couple. Selon les données fictives proposées par le professeur, on voit que le plumage de type spread est surreprésenté chez les pigeons en couple par rapport à sa fréquence dans la population en général.

Étape 6: conclusion

À partir de l'analyse de ces données fictives – mais les élèves sont invités à faire l'expérience pour vrai – «on pourrait dire, en conclusion, que les pigeons ne choisissent pas leur compagnons au hasard, mais qu'ils préfèrent certains patrons de couleurs plutôt que d'autres», note le conférencier. À partir de là, quelles sont les prochaines étapes? Que ferait le chercheur? Il se poserait d'autres questions. «Comme le pigeon est monogame, ce qui veut dire qu'il forme des relations à long terme, on pourrait, par exemple, avancer l'hypothèse que les deux partenaires se choisissent et se demander si les mâles ont les mêmes préférences que les femelles, indique le professeur. Cela pourrait donner lieu à une autre expérience.»

Voilà comment se construit la science. «Simplement en observant, en mesurant et en comptant les patrons de couleurs de différents types de pigeons, on peut contribuer à enrichir la connaissance que nous avons des comportements sexuels des animaux», souligne le conférencier.

La conférence (on peut la visionner en ligne), qui dure environ une heure, se poursuit avec une période de questions. «Combien de temps durent les couples de pigeons?» Toute la vie, mais leur monogamie sociale s'accommode de quelques à-côtés: des tests génétiques ont démontré qu'un certain pourcentage des petits auxquels une femelle donne naissance ne sont pas de son partenaire attitré, répond le biologiste. «Est-ce que les parents s'occupent des petits?» Oui, d'ailleurs le père est très impliqué. Mais il faudrait conduire des recherches plus approfondies pour savoir si les parents gardent une relation à long terme avec leurs descendants.

Quand la majorité des élèves quittent la salle, un petit groupe s'attarde autour du professeur pour poser d'autres questions. Le doyen continue à répondre, visiblement ravi. Une des enseignantes présentes, Édith Bourgault, est l'une de ses ex-étudiantes. «De tous les cours de mon bac en enseignement des sciences, celui que j'ai suivi avec monsieur Giraldeau sur le comportement animal a été mon préféré, dit-elle. C'est pour cela que j'ai décidé d'amener mes élèves.» Et, peut-être, de susciter de nouvelles vocations scientifiques…

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