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15.1 : Laboratoire des choix alimentaires - Biologie

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Adapté par Staci Forgey, faculté de biologie du Tidewater Community College, avec la permission du Dr William Edwards Food Choice Lab de l'Université Niagara.

Objectif d'apprentissage

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

Identifier les principes de base de l'écologie et comment ils s'appliquent au succès de la population.

Un élément SlideShare a été exclu de cette version du texte. Vous pouvez le consulter en ligne ici : pb.libretexts.org/bio2lm/?p=148

La recherche de nourriture est l'action d'un animal à la recherche de nourriture. Le choix de nourriture d'un animal doit refléter des considérations énergétiques telles que la maximisation du gain énergétique net par unité de temps ou le gain net par coût dépensé pour la recherche de nourriture. Les animaux veulent le plus de retour d'énergie pour leur investissement calorique. Ils recherchent des sources de nourriture qui leur donneront le plus de récompense énergétique pour le moins d'énergie dépensée. Nous examinerons le comportement de recherche de nourriture des oiseaux dans notre quad.

Question

  1. Quels facteurs pourraient influencer la sélection des graines chez les oiseaux que nous observerons ? Nommez trois facteurs et leurs effets.

Compte tenu de ces facteurs, nous allons maintenant formuler des hypothèses et des prédictions que nous testerons en observant les oiseaux dans la cour. Ensuite, nous effectuerons un test statistique du Khi deux sur nos données et réviserons nos hypothèses et processus de réflexion pour les adapter aux nouvelles données.

De nombreux oiseaux visiteront nos mangeoires et récolteront des graines. Nos mangeoires sont remplies de trois types de graines. La graine d'huile noire Feathered Friend est à coque très molle. Les graines de tournesol à rayures grises Lyric Sunflower sont grosses et épaisses. Les graines de carthame gris sont également petites et à coque souple.

Question

  1. Regardez les trois types de graines. Sentez-les et essayez de les ouvrir. Notez les différences que vous observez entre les types de graines.

Le tableau ci-dessous résume les mesures pour les 3 types de graines. Cela montre le noyau moyen (partie alimentaire de la graine), la coque (revêtement extérieur de la graine) et le poids total de la graine. Le rapport grain/coque pour chaque type de graine et le contenu calorique (énergétique) moyen des graines. Utilisez ces valeurs et vos observations pour faire des prédictions sur le comportement de recherche de nourriture optimal pour divers types d'oiseaux qui visitent les mangeoires.

Tableau 1 : Masse et contenu calorique des composants des graines de tournesol.
Graine (mg)Noyau (mg)Coque (mg)Graine entière (mg)Noyau/coqueCal/gCal/graine
Huile noire28.8 ± 3.812.2 ± 1.641.0 ± 0.52.37 ± 0.35400 ± 240150
Carthame26.8 ± 3.910.4 ± 3.338.3 ± 6.92.603 ± 0.16200 ± 240161
Rayé61.7 ± 4.759.1 ± 2.7120.8 ± 6.01.045 ± 0.15600 ± 240350

Maintenant, jetez un œil aux oiseaux que l'on trouve couramment dans notre région pendant cette période. Vous aurez une liste d'oiseaux sur votre paillasse.

Votre groupe de laboratoire proposera deux hypothèses expérimentales sur le choix des semences aviaires et en discutera avec votre instructeur. Justifiez vos hypothèses vérifiables. Énoncez clairement chacune de vos idées sous la forme d'un « Si . alors . . " hypothèse. Si votre hypothèse est correcte, quel type de graine pensez-vous que les oiseaux choisiront ? Pourquoi?

Des questions

  1. Énoncez clairement une hypothèse vérifiable expliquant pourquoi les oiseaux choisiront ou non les différentes graines.
  2. Cette hypothèse changerait-elle avec différents oiseaux ? Pourquoi ou pourquoi pas?
  3. Quelle(s) alternative(s) à votre hypothèse ? (c'est-à-dire si vous vous trompez)
  4. Si votre hypothèse est exacte, que prédiez-vous que les oiseaux feront aux mangeoires ?
  5. Si votre alternative est bonne, que prédiriez-vous ?

Renseignez-vous auprès de votre instructeur avant de continuer après ce point !


Afin de tester votre hypothèse, nous devons réfléchir un peu à la conception expérimentale. Les variables sont importantes à considérer car elles nous aideront à évaluer notre hypothèse. Par exemple, si nous nous intéressons à la hauteur à laquelle les girafes mangent leur nourriture, nous pourrions proposer une hypothèse selon laquelle les girafes mangeront de la nourriture dans les zones élevées d'un arbre. Chaque fois que la girafe mangeait, la hauteur à laquelle la nourriture avait été prélevée devait être enregistrée. Cela nous donne deux variables : la hauteur d'où provient la bouchée de végétation et la hauteur de la bouchée. Cette hauteur est mesurable. Nous allons nous intéresser à ce que l'on appelle les données « catégorielles ». Chacun de nos points de données entrera dans une catégorie. Nous aurons un oiseau prenant une graine (faire un choix de nourriture), et le type de graine choisi.

Des questions

  1. Quelle est la variable indépendante (ce que nous manipulons) ?
  2. Quelle est la variable dépendante (ce que nous mesurons) ?
  3. Concevez un tableau de données pour enregistrer les espèces d'oiseaux et le type de graines que chaque oiseau sélectionne pendant notre temps de laboratoire. Vous pouvez utiliser des marques de hachage pour enregistrer les visites. Nous visiterons nos mangeoires pendant 20 minutes.

Discutez de votre fiche technique avec votre instructeur avant de commencer à collecter des données !


À notre retour, vous devrez transférer les données de votre tableau dans le tableau suivant sous forme de totaux.

Type d'oiseauCarthameTournesol rayéHuile noire
TOTAUX

Observation des oiseaux

Restez à l'écart des mangeoires en tout temps et restez aussi silencieux que possible. Un mouvement bruyant ou maladroit peut effrayer tous les oiseaux, vous laissant sans aucune donnée !

Question

  1. Décrivez le comportement des oiseaux avec les graines.
  2. Combien de temps faut-il à un oiseau (notez l'espèce d'oiseau et le type de graines mangées) pour manger une graine et retourner à la mangeoire pour une autre ? Utilisez vos jumelles pour suivre les oiseaux individuellement et enregistrez le temps écoulé entre le moment où un oiseau prend une graine et le moment où il revient pour une autre. Les oiseaux font-ils quelque chose d'inhabituel avec les graines ?
  3. Comparez et contrastez le comportement de manipulation des graines des oiseaux visitant les mangeoires. Comment les différents oiseaux cassent-ils chacune des graines ? Ont-ils des difficultés à ouvrir l'un d'entre eux ?

Analyses statistiques

À l'aide des données de votre choix de mangeoire, effectuez un test d'adéquation du chi carré pour déterminer si les oiseaux montrent une préférence pour une graine donnée.

Un test du Khi deux consiste à tester la probabilité que vos données catégorielles diffèrent suffisamment du hasard pour avoir l'assurance que les données ne proviennent pas uniquement du hasard. En règle générale, nous acceptons que la signification est de 0,05 (appelée alpha). Cela signifie qu'il n'y a qu'une chance sur 20 que les données proviennent du seul hasard. Lorsque nous faisons un chi carré, nous appelons généralement l'hypothèse ennuyeuse (que tous les oiseaux sélectionnent des graines au hasard et que votre hypothèse est fausse) l'hypothèse « nulle », abrégée HO. L'hypothèse où les données soutiennent votre idée est appelée l'hypothèse alternative, en abrégé Hune. Remarque : il s'agit d'un type d'hypothèse différent, utilisé pour s'adapter spécifiquement aux tests statistiques. Cela peut ne pas correspondre parfaitement à votre description des hypothèses ci-dessus. Un chi carré ne vous dit pas non plus exactement où se trouvent les différences provoquant un écart significatif par rapport à l'attendu. Vous auriez besoin de statistiques plus détaillées pour cela. Nous distinguerons visuellement nos différences de données.

Tout d'abord, transférez les données de votre choix dans un tableau comme le tableau suivant. Nous allons calculer les valeurs attendues à partir des données.

Ajoutez les données pour chaque oiseau horizontalement, puis pour chaque graine verticalement. La ligne de total et la colonne de total doivent maintenant être remplies. Ceux-ci représentent le nombre d'oiseaux et de graines par type qui ont été réellement mangés et enregistrés. Nous allons maintenant calculer les valeurs attendues en fonction de la façon dont elles seraient distribuées par hasard. Nous allons prendre le total pour chaque espèce, le multiplier par le nombre total de graines pour ce type de graines et diviser par le nombre total de graines

Par exemple,

Mettez la réponse dans le tableau. C'est le nombre de graines de carthame que les mésanges devraient manger par hasard. Complétez votre propre tableau.

TABLEAU D'EXEMPLE
CarthameRayéHuile noireLe total
Mésange à tête noire132375111
(Attendu)37.13
Mésange touffue21322376
(Attendu)
Roselin familier452343111
(Attendu)
chardonneret américain0000
(Attendu)
sittelles0000
(Attendu)
Junco763232140
(Attendu)
Moineaux domestiques23274494
(Attendu)
TOTAUX178137217532
Type d'oiseauCarthameRayéHuile noireLe total
(Attendu)
(Attendu)
(Attendu)
(Attendu)
(Attendu)
(Attendu)
(Attendu)
(Attendu)
TOTAUX

Pour calculer la valeur du Khi deux, ou , nous ajoutons simplement les différences au carré, divisées par l'attendu, de tous les observés et attendus. En termes mathématiques :

Ainsi, pour notre exemple du tableau d'exemple précédent, le premier serait

Nous ajouterions alors à cette valeur tous les autres dans le tableau pour obtenir le valeur.

Question

  1. Calculer le valeur pour vos données. (Utilisez une feuille de papier supplémentaire si nécessaire)

Afin de trouver quelque chose avec lequel comparer ce nombre, nous devons calculer les degrés de liberté, ou le nombre de comparaisons différentes qui peuvent être faites dans le tableau. Les degrés de liberté sont le nombre de colonnes (M) moins une fois le nombre de lignes (N) moins une. Degrés de liberté = (M–1) (N–1)

Des questions

  1. De combien de façons ce tableau deux par deux peut-il être divisé en comparaisons individuelles ? Astuce : utilisez la formule ci-dessus.
  2. Calculez les degrés de liberté de votre expérience.

Nous pouvons maintenant comparer avec la distribution du Chi la probabilité que nos données soient générées par hasard. N'oubliez pas que nous voulons une valeur de 0,05 ou moins pour dire que ce n'est pas le hasard, mais notre hypothèse qui est à l'origine des choix.

Des questions

  1. Comparez avec le tableau de distribution Chi à la fin du laboratoire avec l'aide de votre instructeur. Quelle est la valeur p ou la probabilité que vos données soient sorties par hasard ? Est-ce inférieur à 0,05 ? Vos résultats sont-ils arrivés par hasard ?
  2. Décrivez et résumez ce que vous avez observé sur le terrain. Certains paramètres sont-ils plus difficiles à mesurer que d'autres ? Si oui, pourquoi? Quelles prédictions vos données ont-elles supportées ? Interprétez vos résultats en fonction de vos hypothèses et discutez de votre interprétation.
  3. Comment pourriez-vous reconcevoir votre expérience pour mieux mesurer les gains d'énergie, le temps de manipulation et les coûts énergétiques de la recherche de nourriture, et ainsi tester plus précisément les prédictions de la théorie de la recherche de nourriture optimale ? Pensez à d'autres hypothèses concernant le choix des graines par les oiseaux ? Proposez une étude de suivi qui vous permettrait de tester une idée connexe sur le comportement de recherche de nourriture des oiseaux. Expliquez clairement en quoi l'étude que vous proposez est une extension ou une amélioration de l'étude dont vous faites rapport ici.

Tableau de distribution du chi carré :

DF/P0.995.9900.975.950.900.750.500.250.100.050.025.010.005
10.00004.000160.0010.0040.0160.1020.4551.3232.7063.8415.0246.6357.879
20.0100.0200.05060.1030.2110.5751.3862.7734.6055.9917.3789.21010.597
30.0720.1150.2160.3510.5841.2132.3664.1086.2517.8159.34811.34512.838
40.2070.2970.4840.7111.0641.9233.3575.3857.7799.48811.14313.27714.860
50.4120.5540.8311.1451.6102.6754.3516.6269.23611.07012.83315.08616.750
60.6760.8721.2371.6352.2043.4555.3487.84110.64512.59214.44916.81218.548
70.9891.2391.6902.1672.8334.2556.3469.03712.01714.06716.01318.47520.278
81.3441.6472.1802.7333.4905.0717.34410.21913.36215.50717.53520.09021.955
91.7352.0882.7003.3254.1685.8998.34311.38914.68416.91919.02321.66623.589
102.1562.5583.2473.9404.8656.7379.34212.54915.98718.30720.48323.20925.188
112.6033.0533.8164.5755.5787.58410.34113.70117.27519.67521.92024.72526.757
123.0743.5714.4045.2266.3048.43811.34014.84518.54921.02623.33726.21728.300
133.5654.1075.0095.8927.0429.29912.34015.98419.81222.36224.73627.68829.819
144.0754.6605.6296.5717.79010.16513.33914.11421.06423.68526.11929.14131.319
154.6015.2296.2627.2618.54711.03714.33918.24522.30724.99627.48830.57832.801
165.1425.8126.9087.9629.31211.91215.33919.36923.54226.29628.84532.00034.267
175.6976.4087.5648.67210.08512.79216.33820.48924.76927.58730.19133.40935.718
186.2657.0158.2319.39010.86513.67517.33821.60525.98928.86931.52634.80537.156
196.8447.6338.90710.11711.65714.56218.33822.1827.20430.14432.85236.19138.582
207.4348.2609.59110.85112.44315.45219.33723.84828.41231.41034.17037.56639.997
218.0348.89710.28311.59113.24016.34420.33724.93529.61532.67135.47938.93241.401
228.6439.54210.98212.33814.04117.24021.33726.03930.81333.92436.78140.28942.796
239.26010.19611.68913.09114.84818.13722.33727.14132.00735.17238.07641.63844.181
249.88610.85612.40113.84815.65919.03723.33728.24133.19636.41539.36442.98045.559
2510.52011.52413.12014.61116.47319.93924.33729.33934.38237.65240.64644.31446.928
2611.16012.19813.84415.37917.29220.84325.33630.43535.56338.88541.92345.64248.290
2711.80812.87914.57316.15118.11421.74926.33631.52836.74140.11343.19546.96349.645
2812.46113.56515.30816.92818.93922.65727.33632.62037.91641.33744.46148.27850.993
2913.12114.25616.04717.70819.76823.56728.33633.71139.08742.55745.72249.58852.336
3013.78714.95316.79118.49320.59924.47829.33634.80040.25643.77346.97950.89253.672

DR. IVAN MORENO HERN

Des présentations éclair seront proposées à la place des séances d'affiches. Ces conférences en direct dureront 7 minutes et seront regroupées en modules. Ils se composent généralement de 3 à 4 diapositives. Une fois les 4 à 6 présentations éclair terminées, il y aura une séance de questions-réponses pour tous les présentateurs du module.

Les étudiants diplômés et les exposés postdoctoraux durent généralement 15 minutes.

Les autres présentations dureront 25 minutes. Les présidents des symposiums peuvent allouer des temps de parole plus longs aux présentations principales des symposiums.

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