Il a été démontré que l'exposition aux pesticides, aux métaux et aux plastiques modulait le microbiote dans des études sur l'homme et l'animal.1
Comprendre ces petites pièces de puzzle, c'est ce qui nous donne de la précision dans la recherche scientifique. Elle nous aide à obtenir la précision et la reproductibilité, mais aussi parfois des conclusions uniques ou anormales. N'est-ce pas passionnant de pouvoir identifier des déviations ou des exceptions à la règle connue ?
Définition de la recherche environnementale
Larecherche environnementale est l'étude scientifique des processus et des systèmes environnementaux, y compris les effets de l'activité humaine sur ces systèmes.
L'objectif de la recherche environnementale est de comprendre comment :
le monde naturel fonctionne
l'activité humaine affecte l'environnement (naturel et bâti)
développer des pratiques durables de gestion de l'environnement.
La recherche environnementale est un vaste domaine qui englobe des sujets allant de la qualité de l'air et de l'eau au changement climatique. Les scientifiques utilisent une variété d'outils et de techniques pour effectuer des recherches sur l'environnement, notamment des études sur le terrain, des expériences en laboratoire et des modélisations informatiques.
En outre, la recherche environnementale est importante pour les médecins. Un certain nombre de conditions environnementales, d'expositions et de polluants augmentent ou diminuent la probabilité de certaines maladies.
Types de méthodes de recherche environnementale
Les méthodes derecherche sur l'environnement peuvent être divisées en trois grands types :
la recherche environnementale sur le terrain
recherche environnementale en laboratoire
la modélisation numérique
Larecherche environnementale sur le terrain est menée dans des environnements naturels avec leurs phénomènes, tels que les forêts, les lacs et les océans. La recherche environnementale en laboratoire est menée dans des environnements contrôlés, tels que les laboratoires et les serres.
La recherche environnementale surle terrain peut se faire à petite échelle, comme dans une arrière-cour, ou à grande échelle, comme dans un parc national . La rechercheen laboratoire permet aux scientifiques d'isoler et de manipuler des variables, et elle est souvent utilisée pour étudier les effets de la pollution ou d'autres activités humaines sur l'environnement.
Un kit de terrain portable qui tient dans une valise peut être une option assez populaire pour les régions plus éloignées ou lorsque des résultats rapides sont nécessaires. Il peut reproduire les conditions de laboratoire pour tester les facteurs microbiologiques à l'extérieur. L'eau, le sol ou les déchets corporels peuvent être testés plus facilement de cette manière.
Enfin, la modélisation numérique est une autre méthode de recherche environnementale populaire. Cette approche utilise des modèles informatiques pour simuler les processus environnementaux et prédire leurs résultats. La modélisation numérique est souvent utilisée pour étudier les impacts potentiels du changement climatique ou d'autres changements environnementaux à grande échelle, tels que les changements dans le nombre et les mouvements des communautés écologiques animales ou bactériennes.
'Canute' était un outil web gratuit créé par un centre de recherche pour permettre aux utilisateurs de calculer l'élévation du niveau de la mer en Australie et dans ses environs. Il comportait différents paramètres personnalisables tels que le nombre d'années sur lesquelles les projections étaient souhaitées, l'augmentation prévue de la température globale de l'air et de l'eau de mer, les marées et les ondes de tempête, ainsi que d'autres données.
Exemples de recherche environnementale
La recherche environnementale a été menée à la fois dans le monde biotique et dans le monde abiotique.
Le termebiotique fait référence au monde vivant, tandis que le terme abiotique fait référence au monde non vivant.
Pour le monde biotique , les éléments suivants ont été utilisés :
Lespièges à caméra, qui comprennent des technologies telles que les caméras à vision nocturne, les caméras sensibles au mouvement et/ou les caméras de drone (aériennes).
Lesmarques, telles que les étiquettes sur une nageoire, une oreille, une carapace ou une écaille, les étiquettes de pied, comme chez les oiseaux, qui peuvent fournir des données telles que l'âge, la santé, qui l'a attrapé précédemment, etc. Les traceurs, tels que les dispositifs de suivi par satellite et les colliers radio.
Le suiviADN ou chimique peut se faire soit en obtenant du matériel génétique directement d'un individu, soit en analysant son environnement à la recherche de sa signature ADN, ou d'un sous-produit que seul l'organisme produit.
Lesuivi auditif, par la détection et l'enregistrement des bruits graves ou aigus que font certaines espèces.
Exemple 1 : Utilisation de bioindicateurs pour identifier la pollution ou les perturbations
Lesbioindicateurs sont des espèces qui peuvent indiquer des tendances en matière de pollution ou de perturbation parce qu'elles sont sensibles à l'une ou à l'autre et réagissent en conséquence (la dynamique de leur population change).
Les espèces utilisées comme bioindicateurs vont des bactéries aux amphibiens et aux mammifères.
Les coraux, tels que Leptogorgia virgulata, sont utilisés comme bioindicateurs pour identifier la gravité des marées noires, ainsi que le changement climatique et les variations des courants océaniques.
Pour le monde abiotique , les éléments suivants ont été utilisés :
Descompteurs électroniques qui fonctionnent généralement avec des piles et peuvent indiquer, selon le milieu analysé, le pH, la vitesse du vent, la profondeur de la glace, la force des courants océaniques, etc.
La composition de l'eau et du sol nécessite des techniques d'analyse spécifiques. Les techniques d'analyse qui permettent d'examiner la composition des sols comprennent :
Ladiffraction des rayons X, la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire et la microscopie électronique à balayage.
Lestechniques physiques telles que la filtration et la sédimentation pour séparer un mélange en ses différents constituants, les tamis spéciaux.
Lesbandelettes de test imprégnées de certains agents qui réagissent à la présence d'une autre substance chimique (le phosphore, par exemple).
Exemple 2 : Effets de la pente et de la végétation sur l'érosion par éclaboussures de pluie
L'érosion par éclaboussure est un type d'érosion du sol qui se produit lorsque les gouttes de pluie tombent sur un sol nu et délogent de petites particules de sol, qui sont ensuite transportées par l'écoulement de l'eau. L'érosion par éclaboussures est un problème important dans de nombreuses zones agricoles et forestières, car elle peut entraîner des pertes de terre arable et la détérioration de la qualité de la terre. Comme les facteurs qui ont le plus d'influence sur l'érosion par éclaboussures sont notamment la pente du terrain et le type de végétation présent, toutes sortes de techniques sont testées pour réduire la perte de fertilité de la couche arable . Celui-ci est un sujet de recherche environnementale à la fois biotique (végétation) et abiotique (pluie et pente).
Lescultures à racines courtes et à faible couvert végétal sont plus sensibles à l'érosion par éclaboussures que celles à racines profondes et à couvert végétal dense. En général, les pentes raides sont plus sujettes à l'érosion par éclaboussures que les pentes douces, et les zones à faible pluviométrie sont plus sensibles que celles à forte pluviométrie.
Les exemples de systèmes expérimentaux comprennent l'utilisation d'entonnoirs, de plateaux et de coupes (comme les coupes de Tübingen), ainsi que de salles de simulation d'eau de pluie .
Importance de la recherche environnementale
La recherche environnementale est importante parce qu'elle étudie les problèmes environnementaux et leurs solutions !
La recherche environnementale est un domaine très vaste qui comprend l'étude de la pollution de l'air, de la pollution de l'eau, de la contamination des sols, de la santé environnementale, etc. Elle permet de développer des connaissances spécialisées dans un domaine. Des données précises nous permettent également de concevoir des politiques environnementales efficaces.
La recherche environnementale permet également de sensibiliser le public aux questions environnementales et de promouvoir la gestion de l'environnement. En menant des recherches sur l'environnement, nous pouvons devenir de meilleurs gardiens de notre planète et garantir un environnement sain aux générations futures.
Enfin, la recherche environnementale peut contribuer à éliminer les préjugés. L'échantillonnage et la sélection aléatoires sont importants pour éviter de sélectionner volontairement des points d'échantillonnage qui correspondent à des critères non spécifiques, comme dans l'échantillonnage du sol pour les invertébrés.
Parfois, la vérification de la grille de coordonnées sur une carte satellite d'une zone peut aider à présélectionner les lieux d'échantillonnage appropriés avant de s'y rendre réellement, afin d'éviter les biais.
Au Royaume-Uni, les grilles peuvent être obtenues à partir des cartes de l'Ordnance Survey. L'échelle standard de la carte est généralement de 1:25000, où 1 cm sur la carte (virtuelle) représente 25 000 cm sur le terrain (réel).
Conception de la recherche environnementale
Dans la recherche environnementale, la conception fait référence à la planification et à l'exécution d'une étude afin de recueillir des données fiables qui peuvent être utilisées pour répondre à une question spécifique.
De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conception d'une étude de recherche environnementale, notamment le type de données nécessaires, la zone géographique d'intérêt, les ressources disponibles, le calendrier duprojet ou les éventuelles limites de l'enquête.
Leslimitations peuvent inclure les conditions météorologiques, les pénuries de nourriture, ou même une tierce partie qui interfère avec la recherche. Par exemple, pour des raisons de sécurité, les études écologiques sur le tétras lyre(L. l. scotica) doivent être réalisées en dehors de la saison de chasse au Royaume-Uni.
Chaque approche de la conception d'une recherche environnementale a ses propres forces et faiblesses.
Lesexpériences sont bien adaptées pour tester les relations de cause à effet, tandis que les études d 'observation sont plus efficaces pour détecter les tendances à long terme.
Lapremière étape de la conception d'une recherche environnementale consiste à identifier les objectifs de la recherche et à choisir une méthodologie de recherche appropriée.
Il est recommandé de ne pas envoyer les gens seuls sur le terrain, en raison des effets psychologiques négatifs liés au fait de travailler seul dans des zones isolées pendant de longues heures. Il est également utile d'avoir quelqu'un avec soi en cas d'urgence médicale ou autre.
Une méthodologie de recherche peut être, comme nous l'avons mentionné, basée sur la relation de cause à effet(corrélation), sur les changements survenant au cours d'une période donnée(longitudinale) ou sur un phénomène ou une situation très spécifique(étude de cas).
Méthodes d'échantillonnage dans la recherche environnementale
La méthodologie de recherche est également définie par son choix d'échantillonnage, tel que :
Échantillonnage aléatoire ou systématique à des endroits spécifiques : échantillons prélevés au hasard ou à des intervalles spécifiques à l'aide de quadrats (zones de différentes tailles en forme de rectangle), de transects (sélection d'organismes le long de lignes), etc.
Nombre et fréquence des échantillons : par exemple, à quelle fréquence l'ADN doit-il être extrait d'une espèce ou d'un individu sélectionné.
Si l'on effectue une recherche environnementale pour identifier la quantité de pesticides dans un plan d'eau, il faut prélever suffisamment d'eau pour y recueillir une quantité suffisante de l'agent chimique dissous(seuil de détection de nanogrammes par microlitre).
L'obtention d'échantillons directement auprès du sujet étudié est vitale pour la recherche. Les pièges à animaux, tels que les filets et les pièges à fosse, permettent d'obtenir des données primaires sans nuire à un organisme, à condition de respecter les meilleures pratiques.
Certains types de pièges ou de techniques de capture, comme les pièges lumineux, ne peuvent être utilisés que pour les insectes photosensibles, comme les papillons de nuit. D'autres types de "pièges", comme l'inondation du sol avec de l'eau et une substance irritante, ne peuvent fonctionner que pour trouver un organisme ou une espèce spécifique (vers de terre).
Les prochaines étapes de la recherche environnementale
Une fois la méthodologie choisie, le chercheur doit élaborer un plan de collecte de données et un budget.
Une étude préliminaire peut être nécessaire avant de commencer les enquêtes sur le terrain.
Enfin, le chercheur doit analyser les données et rédiger un rapport pour communiquer ses conclusions. Beaucoup de ces rapports sont publiés dans l'espoir d'atteindre un public plus large et de susciter une prise de conscience ainsi qu'un retour d'information. Plus la recherche environnementale est financée, meilleure est la compréhension scientifique et publique.
Lacollecte, la conservation et letransport influencent grandement la qualité d'un échantillon, surtout si ces étapes conduisent à son altération. Des échantillons différents peuvent être plus ou moins stables à des températures différentes, ou nécessiter l'ajout d'agents chimiques pour maintenir leur qualité.
Les échantillons de matières fécales sont souvent prélevés sur des animaux lors d'études sur le terrain. Pour s'assurer qu'ils ne sont pas altérés de manière significative au moment où ils atteignent un laboratoire, les selles peuvent être mélangées à de l'éthanol pur (un type d'alcool), et conservées dans un récipient scellé (un environnement sans oxygène pour aider à préserver les bactéries sensibles). Tout cela est fait pour s'assurer que les micro-organismes présents dans l'échantillon ne meurent pas.
Aucune méthode de recherche environnementale n'est parfaite, mais en combinant différentesapproches, nous pouvons acquérir une compréhension plus complète des interactions complexes entre le monde naturel et l'activité humaine. La conception de la recherche environnementale est essentielle pour s'assurer que la recherche environnementale est menée de manière à produire des résultats fiables et valides.
La recherche environnementale est importante parce qu'elle nous aide à comprendre comment les humains interagissent avec l'environnement. En comprenant mieux l'environnement et les effets de l'activité humaine sur celui-ci, la recherche environnementale peut nous aider à trouver des moyens de protéger la planète et ses habitants.
Recherche sur l'environnement - Principaux enseignements
- Les études sur le terrain, les expériences en laboratoire et la modélisation informatique sont utilisées pour mener des recherches sur l'environnement.
- La recherche environnementale fournit des informations importantes sur les communautés écologiques et leurs mouvements, la prévisibilité de nos rendements agricoles, le degré d'élévation du niveau de la mer résultant du changement climatique, etc.
- La recherche environnementale dépend de méthodologies d'échantillonnage efficaces, telles que l'utilisation de pièges, de données satellitaires, de compteurs électroniques, de bandes de pH, etc.
La recherche environnementale sur le terrain, la recherche environnementale en laboratoire, les études documentaires et la modélisation numérique sont autant de pièces de puzzle qui fonctionnent ensemble pour garantir la fourniture de données précises.
La sensibilisation du public aux questions environnementales est directement influencée par le nombre de recherches menées et le soutien financier dont bénéficie la recherche environnementale.
Références
- Biotics Research, Environmental Pollutants & the Microbiome, 2020
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