Réponse adaptative de l’abeille domestique face à des vagues de chaleur

Une équipe de chercheurs de l’Institut national de la recherche agronomique (Inra) et de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale a soumis des colonies d’abeilles domestiques à des périodes artificielles de chaleur. Dans un contexte de changement climatique où les épisodes de températures extrêmes seront probablement plus fréquents et sévères, l’objectif de l’étude¹ était d’en identifier les conséquences au niveau individuel et de la colonie.

Une salle à l’atmosphère contrôlée

L’expérimentation a été menée aux printemps 2015 et 2016 à l’Inra d’Avignon (Vaucluse), sur plusieurs colonies d’abeilles domestiques hybrides (combinaison d’Apis mellifera ligustica et mellifera mellifera), de taille et de force similaires. La salle, dans laquelle étaient installées trois ruches, était soumise à une température de 23 °C pendant cinq jours, suivie d’une vague de chaleur les cinq jours suivants. Cette dernière était caractérisée par une maximale de 37 °C² atteinte à midi et qui durait jusqu’à 20 heures, la température étant de 23 °C le reste du temps. Ce cycle de dix jours a été répété trois fois d’affilée. Un accès à l’extérieur permettait aux abeilles de butiner normalement. Une colonie d’abeilles a été placée à l’extérieur afin d’évaluer l’effet de l’environnement externe sur l’activité de vol. Plusieurs paramètres ont été étudiés : le développement de la colonie, le comportement de butinage, les ressources énergétiques individuelles (glycogène et taux de carbohydrates circulants), le niveau d’expression des gènes codant pour la vittelogénine, et ceux impliqués dans la réponse immunitaire humorale et cellulaire, ainsi que la charge en virus de la maladie des ailes déformées (DWV).

Des résultats encourageants

Une hausse de 70 % de l’activité de butinage a été observée durant les périodes de chaleur. Ces effets étaient visibles dans l’après-midi, une fois les pics de température atteints. La proportion de butineuses rapportant de l’eau a doublé (9,7 à 19,2 %), quand celles des abeilles ramenant le nectar et le pollen sont restées stables. En revanche, une hausse du volume de nectar collecté a été observée, sans modification finale de la quantité de sucre collectée par individu. Chez les abeilles échantillonnées sur les cadres de stockage (sans couvain), les chercheurs ont noté plus de réserves en glycogène (+ 54 %) au cours des vagues de chaleur, mais le taux de sucre total par individu mesuré dans l’hémolymphe est resté stable. Si les périodes de chaleur n’ont pas affecté le niveau d’expression des gènes impliqués dans l’immunité, celui de la vittelogénine a significativement augmenté. Toutes les colonies ont été testées positives au DWV, mais une baisse significative de la charge virale a pu être notée lors de l’exposition aux fortes températures. La chaleur n’a pas eu d’impact sur la taille du couvain, malgré une température globale à l’intérieur de la ruche qui oscillait entre 30 et 37 °C.

Une adaptation réussie

L’étude a montré que la colonie avait sollicité un plus grand nombre d’abeilles pour pouvoir augmenter l’activité de butinage et la collecte de l’eau indispensable à la thermorégulation du couvain. Ce phénomène est habituel chez les insectes sociaux, qui comprennent toujours un pool d’individus inactifs potentiellement mobilisables.

D’après les chercheurs, la hausse de la collecte d’eau est aussi permise par un abaissement du seuil de détection du sucre sous l’action de la chaleur. Ce mécanisme avait été montré dans une précédente étude. Le taux de sucre n’est pas influencé par la chaleur, cela suggérant une absence de coût en matière de ressources énergétiques pour les abeilles. Enfin, la vittelogénine participerait à la protection contre le stress oxydatif. L’adaptation semble réussie, d’autant plus que la chaleur permet d’abaisser la charge du DWV (mécanisme sous-jacent non identifié). Malgré cela, cette forte mobilisation d’abeilles pourrait peser sur une colonie faisant face à d’autres pressions environnementales. De plus, dans cette étude, les vagues de chaleur concernaient uniquement la colonie et non l’environnement extérieur, ce qui aurait pu, dans ce cas, diminuer la disponibilité en nectar et en eau.
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¹ nature.com/articles/s41598-017-03944-x.

² + 2 °C au-dessus de la température optimale pour le développement de la pulpe (35 +/- 0,5 °C). Le couvain ne tolère que de faibles variations de température, à la différence des adultes, avec une température idéale comprise entre 33 et 36 °C.