Chapitre Introductif – Études morphométriques: Au‐delà de l’Analyse Anatomique pure
La morphométrie (ou morphométrie)1 désigne l’étude de la variation de forme d’organes et d’organismes et de sa covariation avec d’autres variables: « Définie comme la fusion de la géométrie et de la biologie, la morphométrie traite de l’étude de la forme dans un espace bidimensionnel ou tridimensionnel ». La Formecompasse, avec la taille, la formedans l’équation de Needham (1950), deux aspects aux propriétés différentes.
La production scientifique dans le domaine morphométrique a considérablement augmenté au cours des dernières décennies. Je ne doute pas que cela résulte en grande partie de programmes informatiques facilement disponibles et (généralement) assez complets, d’ordinateurs personnels moins chers et plus puissants, et d’équipements plus spécialisés et moins coûteux pour l’acquisition de données brutes: « Heureusement, la communauté morphométrique regorge de théoriciens qui génèrent également des logiciels, et donc de nombreux packages sont disponibles ».
Par conséquent, en plus des outils « classiques » d’obtention de données (tels que des images), il existe actuellement un large spectre de technologies très avancées, facilitant les mesures de tout type, avec plus de résolution, tridimensionnelles, moins invasives et plus complexes: tomodensitométrie, imagerie par résonance magnétique, ultrasons, scanners de surface et autres dispositifs de collecte de données tridimensionnelles, scanners.2 Un exemple de cette » nouvelle ère technologique » est l’estimation de la surface corporelle (ASB). L’estimation de la BSA remonte à 1793, lorsque Abernathy mesurait directement la surface de la tête, de la main et du pied chez l’homme à l’aide de papier de forme triangulaire, estimant les segments restants du corps à l’aide d’une géométrie linéaire. De même chez les animaux, les données BSA initiales ont été obtenues en collant des bandes de papier de manille solide, gommées d’un côté, sur les poils des animaux ou en roulant un cylindre métallique tournant d’une zone connue, attaché à un compteur de révolution. Récemment, cependant, des techniques complexes, telles que la tomodensitométrie ont été appliquées, et celles-ci ont sans aucun doute amélioré la qualité (précision, facilité) des données (et, franchement, je ne peux pas imaginer qu’un furet vivant soit enveloppé dans une feuille de papier pour estimer son BSA!).
Un commentaire personnel est en ordre ici. Ces considérations n’ont pas été développées en fonction de considérations théoriques plus profondes. Ils sont principalement basés sur une expérience personnelle de travail avec la morphologie dans différents contextes. Leur objectif est de fournir un aperçu intuitif de comment et dans quel but la morphologie peut être appliquée, plutôt que de tenter de formuler une thèse stricte. Peut-être, il va sans dire, s’agit-il d’un texte visant à présenter certaines idées personnelles sur la morphométrie et la morphologie, pas une tentative de donner une présentation exhaustive de la littérature sur le sujet. La bibliographie présentée est simplement pour que les choses aient plus de sens et pour démontrer comment je justifie certaines hypothèses sur la conception des idées énoncées.
Continuons. Les logiciels actuels de morphométrie peuvent analyser des données quelle que soit leur origine, et normalement, ils permettent de construire des images pertinentes (le rôle des représentations visuelles est très important en morphométrie, bien que les algorithmes ne puissent parfois pas montrer des résultats tout à fait précis, par exemple, car ils ne sont pas bien adaptés à un cadre discret).
La morphométrie a été initialement réalisée sur des organismes (« La morphométrie est simplement une manière quantitative d’aborder les comparaisons de formes qui ont toujours intéressé les biologistes »), en extrayant des informations au moyen d’opérations mathématiques. Les outils de méthodes morphométriques initialement appliqués à l’étude de la forme simple (taille + forme)3 peuvent être appliqués à d’autres domaines non biologiques. Dans ce contexte, l' »analyse morphométrique » désigne l’analyse de la forme au sein de la discipline scientifique particulière où ce terme est utilisé, y compris les formes non biologiques. De nombreux concepts morphométriques peuvent cependant être généralisés pour englober des hypothèses non biologiques, et leurs applications ne sont actuellement pas limitées à des utilisations biologiques. Nous avons donc maintenant de nombreuses branches de la morphométrie qui sont apparues comme une pratique à part entière, telles que la « géomorphométrie » et l' »archéométrie ». Pour une vision plus large des applications de la morphologie, il est recommandé de lire les publications de Zwicky, qui sont répertoriées sur le site Web de la Fondation Fritz Zwicky (FZF) à: http://www.zwicky‐stiftung.ch/index.php?p=6|8|8&url=/Links.htm. De plus, les outils mathématiques morphologiques actuels présentent des avantages similaires lorsqu’ils sont appliqués à l’étude de traits « autres que la forme »: couleur, motifs de pigmentation, textures, etc. C’est également le cas lorsqu’il est appliqué aux caractères méristiques (dénombrables) (par exemple, les rayons des nageoires chez les poissons, les foramines céphaliques chez les crânes, etc.).
Avec cette disponibilité de nombreuses facilités de calcul et un si large spectre d’applications, la recherche morphométrique actuelle ne peut pas simplement être appliquée à un si large éventail de domaines, mais nécessite également la combinaison de nombreuses disciplines. Tous ces facteurs s’ajoutent à une tâche complexe, qui ne devrait pas être au-delà de notre pouvoir en tant que scientifiques ordinaires. La morphométrie appelle de plus en plus une approche de recherche intégrative, en plus d’une bonne compréhension de la base mathématique ou logique de l’approche considérée.
En résumé, nous pouvons donner de nombreuses réponses basées sur n’importe quelle motivation de mesure, pas seulement la forme, le morphé, sur les corps biologiques. La question importante dans les analyses morphométriques est souvent plus liée conceptuellement à comment et ce que nous mesurons qu’à la façon dont nous devrions procéder mathématiquement. Par exemple, les mêmes échantillons mesurés au moyen de morphométrie géométrique ou de morphométrie linéaire montrent des résultats totalement différents, bien que les analyses statistiques multivariées soient similaires (en comparant, par exemple,, il est clair comment les résultats peuvent changer en fonction d’une simple différence dans la façon dont les données brutes ont été obtenues (je me réfère évidemment à la technique, pas à la qualité)).
Morphologie4 « se réfère à l’étude des relations structurelles entre différentes parties ou aspects de l’objet d’étude ». Il comprend donc des aspects d’aspect extérieur (forme, taille, structure, couleur, motif, i.e., morphologie externe ou eidonomie), ainsi que la forme et la structure des parties internes, comme les os et les organes, c’est-à-dire la morphologie interne (ou anatomie) 5. Non seulement les traits internes mais aussi d’autres traits externes peuvent donc être analysés mathématiquement avec des méthodes morphométriques. Nous avons alors un énorme nuage de recherches dans un domaine complètement morphologique — plutôt que simplement morphométrique —: spécimens biologiques ou non biologiques, sur des traits de forme ou plus structurels, etc. Par exemple, dans une étude de 322 œufs appartenant à différentes races et variétés de poules catalanes (données non publiées mais disponibles sur demande de l’auteur), la simple analyse de la forme (en utilisant 3 descripteurs classiques « surface de l’œuf », « volume de l’œuf » et « indice de forme ») a permis 3,7% d’identifications correctes. Lorsque l’analyse incluait le poids frais (ce qui pourrait être interprété comme la taille), ils augmentaient à 18,0%; et lorsque les traits étudiés incluaient la couleur (crème ou teintée, blanche ou brune), la classification réussie atteignait 20,8%. Ceci n’est qu’un exemple de la façon dont les résultats peuvent être obtenus au moyen d’un processus de production — dans certains cas, complexe — mais qui sera influencé par les décisions prises sur l’hypothèse plutôt que par les algorithmes mathématiques concernés.
En conclusion, la morphométrie, étant une branche de la statistique, doit être considérée comme une branche de la morphologie au sens le plus large.6 De plus, en mettant l’accent sur la composante générale de la morphologie, nous n’excluons pas la signification de sa composante mathématique.