La physique du mouvement des renards dans des paysages complexes

Sheldon Opps se souvient avoir observé un grand renard argenté depuis la fenêtre de sa maison sur l’Île-du-Prince-Édouard l’hiver dernier.

Le renard en question évoluait sur le trottoir urbain, contournait les hautes bancs de neige et s’arrêtait même pour vérifier le trafic avant de traverser la rue. “Il traçait un chemin tout comme un humain le ferait”, déclare Opps. “Il était très à l’aise dans son environnement urbain.” Opps passe beaucoup de temps à réfléchir aux renards urbains.

Le professeur de physique à l’Université de l’Île-du-Prince-Édouard mène une étude en cours sur les schémas de déplacement des renards dans des habitats très fragmentés, comme Charlottetown. Mais Opps n’est pas biologiste. Il est expert dans le domaine de la matière molle condensée, où il applique les outils de la physique statistique pour étudier divers systèmes physiques pertinents sur le plan biologique, y compris les liquides, les colloïdes, les mousses, les gels et les tissus biologiques.

L’intérêt pour le comportement des renards est venu de son épouse, Marina Silva-Opps, biologiste à l’UPEI, et de son intérêt à appliquer les méthodes de la physique computationnelle et statistique pour étudier d’autres systèmes complexes – comme le déplacement des animaux. La vie d’un renard à Charlottetown est semée d’embûches.

En plus des dangers typiques qu’une ville présente – la circulation, les chiens hostiles et les propriétaires, ainsi qu’un manque de sources alimentaires naturelles – les animaux doivent faire face à une fragmentation croissante de leur habitat, qui divise leurs territoires de chasse traditionnels. Opps étudie ce que cette fragmentation signifie pour les renards et les humains.

La fragmentation de l’habitat a des effets inhabituels sur la population de renards, très adaptable. Entre autres choses, les animaux deviennent rapidement semi-domestiqués, car les propriétaires leur donnent à manger et leur donnent même des noms dans de nombreux cas. “Nous observons les mêmes schémas que ceux qui, selon nous, ont conduit à la domestication des chiens il y a des milliers d’années”, déclare Opps.

Selon la théorie actuelle, les loups sauvages ont commencé à vivre en proximité avec les humains à l’époque paléolithique pour profiter des restes de chasse, devenant finalement domestiqués par ce processus. “La conjecture est que, dans 50 ou 100 ans, si cela continue, les renards pourraient devenir domestiqués ici, à Charlottetown, comme ils l’ont été dans d’autres régions du monde, comme en Russie.” Patrick Strongman est un étudiant en physique de premier cycle à l’UPEI et titulaire d’une bourse ACENET qui travaille avec Opps sur le projet concernant les renards.

Dans le cadre de son projet de recherche, Strongman a développé l’algorithme utilisé pour suivre les déplacements des renards et identifier les points de regroupement où les animaux se rassemblaient. L’algorithme a compilé des centaines de points de données, incluant les déplacements individuels des renards, les distances parcourues, la vitesse et les informations GPS, et a utilisé ces données pour effectuer des simulations des déplacements des renards en fonction de conditions urbaines changeantes.

Strongman affirme que le réseau informatique ACENET a été crucial pour le projet. “Cela a réduit à quelques heures ce qui aurait normalement pris des semaines à accomplir”, déclare-t-il. Opps admet que l’habitat des renards est un sujet inhabituel pour un physicien, surtout un formé dans des disciplines théoriques comme la mécanique quantique et la physique statistique.

Mais il affirme que ce n’est pas vraiment une grande déviation. “Comme tout physicien, je suis un résolveur de problèmes”, déclare-t-il. “Les physiciens sont généralement occupés à explorer le temps et l’espace ou à plonger dans le domaine de la mécanique quantique. Mais tout comme un télescope regarde en arrière dans le temps pour étudier les débuts de l’univers, une étude comme celle-ci peut révéler les secrets de l’évolution de la vie au fil du temps.

Tout est interconnecté. Les humains et les renards font tous partie d’un univers en évolution.”