LA MÉTHODE SCIENTIFIQUE Évolution et Diversité du Vivant (101-NYA-05) Cours 2 (Deuxième partie) LA MÉTHODE SCIENTIFIQUE Vaisselle scientifique Bernadette Féry Hiver 2007

La démarche (méthode) scientifique Approche descriptive Approche hypothéticodéductive L’expérience sur les Guppies Compléments sur la méthode scientifique

1. La démarche scientifique (ou méthode scientifique) Ensemble de pratiques pour résoudre des problèmes menant à la découverte de connaissances scientifiques Révèle une attitude critique qui incite les chercheurs à vouloir voir (vérifier) plutôt que croire (penser seulement) Approche hypothéticodéductive Approche descriptive

Requiert observations et mesures Approche descriptive À l’aide de nos sens et d’outils qui les prolongent (règle, microscope, balance, …) Requiert observations et mesures Peut déboucher sur des conclusions importantes par raisonnement inductif Énoncer une généralité à partir d’un grand nombre de faits particuliers Pendant deux siècles, les biologistes ont vu qu’il y avait des cellules dans tous les échantillons qu’ils observaient au microscope. C’est ainsi que l’un d’entre eux, un jour, a généralisé en affirmant que tous les organismes étaient faits de cellules. Exemple d’une conclusion inductive

Approche hypothéticodéductive Processus de recherche structuré qui repose sur une série d’étapes On observe un événement naturel. En lien avec cette observation, on pose une question ou on cerne un problème. On formule une hypothèse pour répondre à la question ou pour solutionner le problème. On imagine une expérience à faire pour vérifier si l’hypothèse est vraie et on prédit les résultats qu’elle devrait donner. On procède à l’expérience comme telle. On recueille les résultats, on les compile puis on les analyse. On tire la conclusion de l’expérience : les résultats confirment l’hypothèse qui semble donc juste ou les résultats infirment l’hypothèse, il en faudrait une autre puis recommencer une autre expérience. On publie les résultats (rapport de laboratoire) Énoncer une généralité (hypothèse) à partir de faits particuliers (observations) Approche qui fait appel au raisonnement inductif (émission de l’hypothèse) et au raisonnement déductif (prédiction des résultats de l’expérience si l’hypothèse est bonne) Énoncer des faits particuliers (résultats) à partir d’une généralité (hypothèse)

2. L’expérience de Reznick/ Endler, sur les Guppies, fait appel à l’approche hypothéticodéductive Mise en contexte Guppies Paecilia reticulata Campbell : 14 (1eéd. française) Campbell : 18 (2eéd. française)

Petit prédateur : Épiplatis (Fondule) PROBLÈME OBSERVÉ Les guppies en présence de petits prédateurs sont plus gros au moment de la maturité sexuelle. Gros guppies Petit prédateur : Épiplatis (Fondule) Même cours d’eau. Même espèce de guppies. Différences biologiques entre les populations des différents bassins (à moins de 100 m l’un de l’autre). Les guppies en présence de gros prédateurs sont plus petits au moment de la maturité sexuelle Gros prédateur : cichlidé-brochet Petits guppies

Les variables soupçonnées, dans l'expérience : la grosseur du prédateur et les caractéristiques physiques du milieu. Campbell : 14/15 (1eéd. française) Campbell : 18 (2eéd. française)

Première hypothèse de l’expérience en rapport avec la variable « température de l’eau » Expérience non concluante. Campbell : 15 (1eéd. française) — Campbell : 19 (2eéd. française)

Expérience concluante Si Hypothèse Deuxième hypothèse de l’expérience en rapport avec la variable « taille du prédateur » Expérience concluante Si Hypothèse La taille des guppies est en relation inverse avec celle de leur prédateur. ET QUE Expérience pour vérifier l'hypothèse On prélève une partie de population de guppies exposée habituellement aux gros cichlidés-brochets et on les transfère dans un site habité de plus petits prédateurs : des épiplatis. C'est le groupe expérimental. On garde aussi une population naturelle en observation. C'est le groupe témoin. ALORS Prédiction des résultats de l'expérience La taille des guppies du groupe expérimental augmentera, de génération en génération. Campbell : 15 (1eéd. française) — Campbell : 19 (2eéd. française)

EXPÉRIENCE Groupe expérimental Groupe témoin On prélève une partie de population de guppies exposée habituellement aux gros cichlidés-brochets et on les transfère dans un site habité de plus petits prédateurs : des épiplatis. Groupe témoin On garde une population naturelle en observation

LES RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX Groupes expérimentaux La taille des guppies transférés avec les petits prédateurs, de même que leur âge à maturité, ont augmenté . Groupes témoin Campbell (2eéd. française) — Figure 1.21 : 19

CONCLUSION L'hypothèse (la taille des guppies est en relation inverse avec celle de leur prédateur) est probablement juste. On ne peut affirmer à 100% que cette hypothèse est juste. Même les hypothèses les plus minutieusement vérifiées sont admises conditionnellement, en attendant une recherche plus poussée.

3. Compléments sur la méthode scientifique Qu’est-ce qu’une variable dans la méthode scientifique ? C’est le facteur que l’on soupçonne être la cause du problème observé. On fait «varier» la variable dans l’expérience afin de vérifier son effet sur le problème. Il ne faut faire varier qu’une seule variable à la fois dans une expérience. Si plusieurs variables sont soupçonnées, il faut une expérience différente pour chacune. L’approche hypothéticodéductive fait appel à l’induction (hypothèse) et à la déduction (prédiction des résultats) Ne pas confondre la déduction avec la conclusion de l'expérience

Le groupe expérimental et le groupe témoin Le groupe expérimental est le groupe où l'on modifie la variable. Dans l'expérience de Reznick, c'est la population de guppies prélevée parmi les gros prédateurs puis exposée aux fondules. Le groupe témoin est le groupe où la variable est maintenue constante. Dans l'expérience de Reznick, c'est le groupe de guppies maintenu parmi les gros prédateurs cichlidés-brochets. Le groupe témoin sert de point de comparaison pour vérifier les effets de la modification de la variable dans le groupe expérimental. Sans la comparaison avec le groupe témoin, il serait impossible de dire si les changements subis par la population de guppies expérimentale seraient attribuables aux Fondules (Épiplatis) ou à un autre facteur quelconque.

Schéma résumé de l’approche hypothéticodéductive Cueillette et analyse des résultats Observations et questionnement sur un sujet Groupe expérimental La variable étudiée est présente Groupe témoin La variable étudiée est absente Hypothèse Vérification expérimentale de l’hypothèse 1 2 3 4 5 Publication des résultats (rapport de laboratoire) 6 Prédiction des résultats que l’expérimentation donnera si l’hypothèse est juste Conclusion (Sur la justesse de l’hypothèse)

FIN DE LA DEUXIÈME PARTIE