Note équipe étudie les mécanismes, l'évolution et les perturbations de la régulation sociale chez l'abeille Apis mellifera . Au niveau cognitif, nous développons des recherches sur l'écologie chimique, les régulations comportementales et physiologiques de ces insectes, et sur les perturbations engendrées par l'acarien Varroa destructor , parasite de l'abeille, et ses interactions avec d'autres pathogènes .
Au niveau appliqué, nous nous intéressons à la mise en place d'une lutte intégrée contre l'acarien.
Phéromones et régulations sociales
L'identification par notre équipe d'une phéromone incitatrice et modificatrice émise par le couvain a constitué une étape préalable qui nous a permis d'appréhender (i) l'importance de ces molécules et du couvain lui-même dans la régulation sociale des abeilles et (ii) la complexité des mécanismes d'écologie chimique qui gouvernent la colonie . Ainsi, un même composé phéromonal est produit par plusieurs acteurs de la colonie et induit des réponses modificatrices et incitatrices différentes en fonction du contexte. Au niveau physiologique, l'effet modificateur de la phéromone de couvain sur les adultes de la colonie a été caractérisé sur la stimulation des glandes hypopharyngiennes des abeilles nourrices et l'inhibition du développement de leurs ovaires.
L'effet de la phéromone sur le développement comportemental des ouvrières (Le Conte et al, 2001) nous a amené à nous intéresser à la production de ces composés par les larves. Nous avons découvert qu'elles sont sécrétées par la glande salivaire (Le Conte et al., 2006).
Plus récemment, nous avons découvert une autre phéromone modificatrice, émise par les ouvrières adultes de la colonie. Cette phéromone régule le développement comportemental des ouvrières du nid, et retarde l'âge au butinage des nourrices (Leoncini et al, 2004). Nous avons utilisé les différences de développement comportemental de deux races d'abeilles (Brillet et al, 2002) pour essayer d'expliquer les mécanismes physiologiques et comportementaux impliquées dans la régulation sociale des colonies. Des méthodes classiques de dosage d'hormone et d'étude du comportement ainsi que des méthodes d'expression génique plus récentes nous ont permis d'associer clairement les différences comportementales et physiologiques de ces abeilles à leur profil d'expression génique (PNAS, 2006). Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Université d'Illinois aux USA et l'Université Simon Fraser au Canada.
Nous nous intéressons aux lieux de synthèse et aux gènes de production de ces composés, à leurs modes d'action jusqu'aux sites réception chez l'ouvrière et aux mécanismes de régulation physiologique et comportementale qu'ils induisent. L'étude de la biosynthèse, la sécrétion, le transfert et la dégradation de ces phéromones est développée en collaboration avec Erika Plettner et Keith Slessor, chimistes de l'Université Simon Fraser à Vancouver, Canada et Guy Costagliola, GRAPPA, INRA d'Avignon. Nous étudions également les effets additifs ou synergiques des phéromones royales et des phéromones de couvain.
L'effet des phéromones sur l'activité électrique des neurones antennaires d'abeilles est étudié avec Claude Collet (INRA, LTE).
En outre, les messages chimiques qui gouvernent nombre de comportements des ouvrières vis à vis du couvain n'ont pas été encore identifiés ; plusieurs d'entre eux retiennent actuellement notre intérêt.
Relations abeilles – Varroa, lutte intégrée contre le parasite
La survie des colonies d'abeilles est menacée par Varroa destructor , fléau mondial de l'abeille. Actuellement seuls les traitements acaricides sont efficaces contre le varroa. Mais l'utilisation de ces produits présente les inconvénients inhérents à l'utilisation de pesticides, en premier lieu l'apparition de souches résistantes. Des méthodes alternatives doivent être envisagées pour lutter contre cette parasitose. Nous nous intéressons à connaître la biologie du varroa, ses relations avec son hôte, la dynamique des populations, ainsi que les paramètres de l'environnement qui le placent dans une situation optimale de développement et de reproduction. Cette approche est à la base de la mise au point de telles méthodes.
L'équipe biologie de l'abeille s'engage dans l'élaboration d'outils utilisables dans le contexte d'une lutte intégrée contre le varroa avec, au plan fondamental, un programme d'étude des aspects d'écologie chimique visant à l'identification de médiateurs chimiques impliqués dans la biologie du varroa et à la caractérisation des mécanismes de tolérance des abeilles aux varroas. A un niveau plus appliqué sont entrepris la mise au point de nouvelles méthodes de lutte biologique et chimique, et la mise en évidence et le suivi de la résistance du parasite aux acaricides.
Un élément majeur de notre approche est l'identification de colonies d'abeilles qui survivent au parasite depuis plus de 10 ans, sans aucun traitement. Nous cherchons à connaître les bases de ce phénomène et ces colonies nous permettent de développer certains aspects de l'étude de la relation hôte – parasite afin d'expliquer cette survie.
Plusieurs hypothèses, que nous testons, peuvent être avancées pour expliquer ce phénomène. Les abeilles peuvent avoir développé une résistance comportementale ou physiologique contre le parasite. Le varroa peut avoir évolué vers une moindre virulence vis-à-vis de son hôte, optimisant ainsi sa valeur adaptative. L'abeille peut être devenue plus résistante aux virus associés à la présence de varroa. Il peut s'agir d'une co-évolution entre ces trois facteurs. Enfin, les techniques apicoles peuvent également être impliquées dans ce phénomène de survie.
Afin d'étudier l'évolution de la virulence des varroas vis-à-vis des abeilles, nous avons réalisé une étude de la structure génétique des populations, en pensant qu'il pouvait y avoir des lignées moins virulentes. Nous avons développé des marqueurs populationnels mitochondriaux et nucléaires (microsatellites). L'étude sur les populations française, européenne et mondiale (en dehors du sud est asiatique) nous a montré que les populations de varroas sont de l'haplotype coréen et de type clonal (Solignac et al, 2005). Il est donc peu probable que des sous populations de varroas puissent avoir envahi les populations d'abeilles au désavantage de varroas très virulents. Par contre, les populations de varroas actuelles peuvent avoir muté sur un nombre limité de gènes pour obtenir un parasitisme équilibré avec leur hôte, tout comme elles ont muté pour devenir résistantes à une molécule acaricide, le fluvalinate, utilisée par les apiculteurs pour contrôler le parasite.
Les colonies qui survivent au varroa ont moins de virus que des colonies sensibles. Nous avons réalisé des injections de virus, en collaboration avec l'AFSSA de Sophia Antipolis et n'avons pas pu montrer une meilleure résistance de nos abeilles au virus. Il semble donc qu'elles aient moins de virus parce qu'elles sont moins parasitées par le varroa.
Ces colonies constituent un outil idéal pour la mise au point d'une lutte intégrée contre le parasite. Actuellement, nous plaçons ces colonies dans un contexte de production et comparons leur potentiel à celui de colonies traitées contre le parasite.
En outre, les progrès récents de la génomique chez l'abeille et nos collaborations aux USA nous ont permis de développer les techniques d'expression génique avec Maria Navajas (CBGP, INRA Montpellier), John Harbo (USDA Baton Rouge, Louisiane) et Gene Robinson (Université d'Illinois). Le but de ce programme est de connaître l'effet du parasitisme sur l'expression des gènes de larves ou d'abeilles adultes et de caractériser l'expression génique d'abeilles infestées comparativement chez des colonies sensibles ou résistantes au varroa. De manière plus appliquée, nous voulons essayer de définir un profil d'expression génique spécifique des abeilles résistantes au varroa afin d'utiliser cette information en apiculture dans la sélection des abeilles.
Interactions entre différents pathogènes et toxiques
La situation du cheptel apicole est préoccupante en France et des dépopulations massives de ruchers entiers sont constatées, sans pouvoir toujours donner une explication précise du phénomène. Alors que les pesticides sont systématiquement montrés du doigt, il semble que la situation sanitaire de certains ruchers soit aussi impliquée. Il existe de nombreux pathogènes chez l'abeille. Très peu d'information existe sur les interactions entre tous ces pathogènes, ni entre les pathogènes et les pesticides. Or l'étude de ces interactions est une approche qui nous semble indispensable pour pouvoir expliquer les dépopulations des ruchers. Dans cette perspective, nous développerons une activité complémentaire avec les laboratoire de l'AFSSA de Sophia Antipolis et de l'ENSAM de Montpellier (pour les virus) et le LTE de l'UMR 406 d'Avignon (pour les pesticides) au sein de laquelle les études d'expression génique prendront une place centrale. L'approche moléculaire devrait déboucher sur la mise au point d'outils diagnostiques des pathologies de l'abeille. |