un outil pratique pour mouler la structure fermée du nid des oiseaux – Methods Blog
Message fourni par Jing-Chia Guo.
Pour comprendre quelque chose, on décrit souvent son apparence et sa forme : la balle est ronde, la canette est un cylindre et l’oreiller est une sorte de rectangle. Cependant, la plupart des créatures naturelles ont une forme irrégulière, il est donc difficile pour les humains de les quantifier ou de les définir. Parfois, les scientifiques ne parviennent même pas à mettre la main sur les objets dont ils ont besoin, et c’est également très pénible pour moi. J’étais ravi d’avoir la chance d’étudier la maison asiatique Martin (Délichon dasypus)—une espèce d’oiseau chanteur qui construit ses nids sous des bâtiments artificiels. L’un de mes objectifs était de comprendre comment la structure de leur nid influence le microclimat du nid. Eh bien, cela semble facile, mais cela a vraiment fait travailler mon cerveau. Je partagerai l’histoire derrière notre méthodologie récemment publiée dans MEE.
On est parti d’une idée rapide, et puis ça s’est compliqué
En 2021, je discutais de mes sujets de thèse avec mes directeurs. Nous savions tous que l’une des fonctions principales d’un nid est de maintenir un microclimat adapté à la progéniture, comme le montrent de nombreuses études sur les oiseaux et autres animaux. Nous avons donc pensé que se concentrer sur ce sujet serait une valeur sûre pour le projet de thèse même si d’autres parties ne se déroulaient pas bien. Mais nous avions tort. Premièrement, les nids des hirondelles asiatiques sont faits de boue et sont entourés d’une seule entrée étroite (Fig. 1a). Ces personnages rendent difficile la mesure de leur structure interne et presque impossible de les démonter sans les briser. Deuxièmement, les mesures de structure traditionnelles – qui prennent des formes d’objets comme des types géométriques classiques tels que des carrés, des cercles ou des ovales – ne conviennent pas aux nids d’hirondelle asiatique aux formes irrégulières. Notre « valeur sûre » s’est donc avérée peu sûre après tout.
Je souhaite que les « chiots » dans Prométhée étaient réels et capables de cartographier automatiquement les structures par lidar. Mais, à ma connaissance, ils n’existent que dans le film ! J’ai commencé à me demander s’il existait un matériau flexible, capable de durcir et même de se dilater vers l’extérieur lorsqu’il remplit l’espace afin que je puisse l’utiliser pour lancer des nids d’martins ? La réponse m’est venue un jour en faisant mes courses dans une quincaillerie près de chez moi : du polyuréthane ! Il s’agit d’un agent moussant liquide couramment utilisé dans la construction pour combler les espaces entre les matériaux. J’ai essayé d’injecter du polyuréthane dans le nid et j’ai produit une excellente réplique de l’intérieur du nid (Fig. 1b ; voir vidéo ici). Pourtant, je n’étais pas le premier à utiliser du polyuréthane pour couler des structures fermées. Il y a quarante ans, il était utilisé pour cartographier les terriers des spermophiles afin de comprendre leur structure. Il a également été appliqué pour créer des moulages de terriers de souris chevreuils dans une étude plus récente. De toute évidence, il s’agit d’un outil utile pour capturer les structures des terriers d’animaux. Cependant, je n’ai pas réussi à trouver d’informations détaillées dans la littérature sur la manière d’appliquer le polyuréthane à d’autres sujets. Ainsi, j’ai dû trouver une approche pratique pour obtenir la réplique de la structure intérieure des nids d’hirondelle des maisons asiatiques en utilisant du polyuréthane.
Mesures de caractères imbriquées de manière manuelle et numérique
Mesurer les caractéristiques des nids sur les répliques a facilité les choses. Nous avons adopté deux méthodes classiques, la méthode de drainage d’Archimède et le dessin combiné au programme imageJ, pour mesurer respectivement le volume intérieur des nids et la taille de l’entrée (Fig. 2). Même si les mesures manuelles ont bien fonctionné pour ces caractéristiques, d’autres caractéristiques complexes étaient plus difficiles à évaluer à partir des répliques en polyuréthane. Nous avons donc commencé à réfléchir : et si nous créions un modèle 3D pour cela ? Ce faisant, nous avons pu obtenir des données de meilleure qualité et avec de meilleurs potentiels.
Sautons la procédure détaillée de modélisation 3D abordée dans le document. Le modèle 3D semblait parfait (Fig. 3), mais nous nous inquiétions toujours des biais potentiels dans la modélisation. Pour vérifier, nous avons à nouveau mesuré à la fois le volume intérieur et la taille de l’entrée, mais en utilisant un logiciel appelé Metashape (voir vidéo ici), et les avons comparés aux mesures manuelles. Étonnamment, ils sont presque identiques ! Cela signifie que la modélisation 3D est un outil puissant pour recréer avec précision des objets du monde réel.
La science au quotidien, et quelques conseils de notre approche
Ce que j’ai appris de ce processus, c’est que la science est plus proche de nous que nous ne le pensions. Vous pouvez utiliser des outils quotidiens provenant d’épiceries ou de quincailleries pour résoudre des défis scientifiques et partager vos découvertes avec d’autres. Notre méthode peut être utilisée pour capturer l’espace interne de diverses structures créées par des animaux et vous aide à évaluer leur forme ou d’autres caractères. Vous pouvez utiliser le polyuréthane seul ou associé à une modélisation 3D, selon vos besoins. Avant de vous lancer, voici quelques conseils :
- D’autres matériaux, comme la résine, ont des fonctions similaires. Choisissez celui qui correspond le mieux à vos besoins.
- Le polyuréthane est collant ! Assurez-vous de protéger tout ce avec quoi il pourrait entrer en contact, y compris vos mains et vos vêtements.
- Le polyuréthane se dilate et peut parfois endommager l’objet que vous lancez, alors entraînez-vous au préalable !
Au plaisir de créer vos moulages !
Article édité par Lydia Morley