Une méthode d'analyse écologique adoptée aux États-Unis

La méthode CPMV (pour « coordonnées principales de matrice de voisinage »), mise au point par des chercheurs québécois, a récemment prouvé son efficacité dans le travail d'analyse d'une grande étude américaine en écologie lacustre. Que des chercheurs d'ici aient pu venir en aide à des collègues américains, dotés de puissants moyens de recherche, peut surprendre. C'est pourtant ce qui s'est produit lorsque Pierre Legendre et Daniel Borcard, du Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique, ont aidé des chercheurs américains à analyser leurs propres données.

Respectivement professeur et chargé de cours au Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal, Pierre Legendre et Daniel Borcard sont des spécialistes de l'écologie numérique, un domaine où l'on effectue de l'analyse informatisée de données écologiques. De 1984 à 1991, des chercheurs américains ont amassé des milliers de données, recueillies au cours de 154 échantillonnages à Little Rock Lake, au Wisconsin. Leur recherche portait sur les effets de l'acidification d'un lac sur les espèces de zooplancton – organisme animal herbivore, carnivore ou détritivore vivant dans les plans d'eau. Leurs données concernaient 73 espèces de zooplancton et 13 variables environnementales (conductivité, acidité, taux d'azote, etc.). Or, ils ne possédaient pas de méthode d'analyse globale des données collectées. En juillet 2003, ils ont fait appel à Pierre Legendre, dont la méthode d'analyse « multivariable » est connue mondialement. M. Legendre est aussi l'auteur du livre Écologie numérique, qui a été le premier ouvrage à lier écologie et méthodes d'analyse de données. Le volume, qui a connu une diffusion internationale, en est aujourd'hui à sa quatrième édition.

Pour mener à bien leur étude, les chercheurs américains avaient choisi un lac formé d'un détroit qu'ils avaient séparé en deux bassins au moyen d'une barrière physique temporaire. Une partie du lac a été acidifiée graduellement à l'aide d'acide sulfurique (composé chimique responsable des pluies acides) afin de hausser le pH de l'eau, et l'autre a été laissée telle quelle. Little Rock Lake devenait ainsi un laboratoire à ciel ouvert qui permettait de comparer l'évolution temporelle du zooplancton dans deux milieux voisins mais de composition chimique différente.

Entre autres étapes, l'équipe Legendre-Borcard devait vérifier si les communautés de zooplancton réagissaient différemment dans le bassin acidifié. Leur méthode a permis de déterminer que les deux communautés avaient conservé une activité et une dynamique communes. Le fonctionnement global n'avait donc pas été perturbé. La communauté du bassin acidifié s'est toutefois adaptée aux changements. Ainsi, les deux chercheurs ont pu confirmer l'efficacité de leur méthode dans un contexte temporel. Une avancée pour l'écologie.

Le laboratoire de Pierre Legendre accueille régulièrement des chercheurs postdoctoraux. Ceux-ci portent un nouveau regard sur ses problématiques de recherche et tous les membres du laboratoire acquièrent ainsi une expérience unique. Deux jeunes chercheurs (Pedro Peres-Neto, qui possède une formation en écologie numérique, et Stéphane Dray, formé en biostatistique) travaillent actuellement à raffiner la méthode.