Le stress chez l’abeille domestique (Apis mellifera) : analyse des modifications physiologiques et comportementales

Stress in honeybees (Apis mellifera) : physiological and behavioural modifications

• Auteur / Autrice : Célia Bordier
• Direction : Yves Le Conte, Cédric Alaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Agronomiques
• Date : Soutenance le 19/05/2017
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Abeilles et environnement (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Agence publique : Agence nationale de la recherche (France)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Sandoz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Le Conte, Cédric Alaux, Jean-Christophe Sandoz, Nicolas Châline, Mathieu Lihoreau, Séverine Suchail
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Sandoz, Nicolas Châline

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux maladies

Chaleur -- Effets physiologiques

Métabolisme énergétique

Effets des pesticides

Abeille domestique

Mots clés libres

Apis mellifera

Stress immunitaire

Hyperthermie

Pesticides

Stress social

Vitellogénine

Métabolisme énergétique

Division du travail

Comportement de butinage

Apis mellifera

Immune stress

Heat stress

Pesticides

Social stress

Vitellogenin

Energetic metabolism

Division of labour

Foraging behaviour

Résumé

L’abeille domestique (Apismellifera) a un rôle majeur dans les écosystèmes naturels et agronomiques mais est exposée à un nombre croissant de pressions environnementales (nouveaux parasites, xénobiotiques, variations climatiques et malnutrition). Dans ce contexte, la compréhension des phénomènes impliqués dans les réponses au stress ainsi que leurs coûts associés devient cruciale pour mieux appréhender l’impact de ces pressions sur les abeilles. L’émergence d’un stress perturbe généralement l’homéostasie de l’organisme qui doit mettre en place une cascade d’adaptations physiologiques et comportementales pour le surmonter. Cependant, du fait de son mode de vie social, il est raisonnable de penser que les réponses vont se faire dans l’intérêt du groupe et non plus seulement dans l’intérêt de l’individu. Afin de caractériser les réponses au stress et de déterminer leur spécificité en fonction de la nature du stimulus (xénobiotiques, immunitaire, thermique, social), j’ai adopté une approche multidisciplinaire en ciblant l’identification des modifications i) physiologiques associées à la division du travail, ii) du métabolisme énergétique, et iii) comportementales. J’ai démontré quequelque soit leur rôle social (nourrice, gardienne, butineuse), les abeilles répondent de la même manière à un stress donné, si celui-­ci est écologiquement pertinent (hyperthermie et stress immunitaire mais pas xénobiotique). Une tendance à la diminution des ressources énergétiques a également été observée suite à un stress suggérant une modification des performances comportementales. Afin de vérifier cela, je me suis concentrée sur l’activité de butinage; le vol chez les insectes étant un des processus physiologiques les plus coûteux du règne animal. Une altération des performances de butinage a été mise en évidence chez les abeilles soumises à un stress immunitaire avec une réorientation des préférences de butinage au dépens du pollen, plus coûteux àc ollecter et moins riche en ressource énergétique que le nectar ; ceci probablement pour pallier au coût énergétique du stress. En revanche, en réponse àune hyperthermie, une augmentation de l’activité de butinage a été observée mais sans engendrer un coût supplémentaire au niveau des ressources collectées.Ces résultats sont discutés à la lumière du coût énergétique du stress et des conséquences potentielles sur les performances des abeilles, qui infine pourrait perturber l’homéostasie énergétique de la colonie.

Honeybees (Apis mellifera), which play an important role in natural and agronomic ecosystems, are exposed to a growing number of environmental pressures(new parasites, pesticides, climatechangeand poor nutrition). In this context, deciphering the mechanisms underlying stress responses and their costs becomes crucial to better understand theim pact of these pressures. Stress usually represents a challenge to the homeostasis of a norganism. In response, a cascade of physiological and behavioural adaptations enables the organism to cope with the stress. However, dueto their sociallife style, we could suggest that stress response in honeybees will occurin the interest of the colony and not only in the interest of the individual. To characterise the stress response and determine its specificity according to the stimulus (xenobiotic, immune, thermal, social), I developed a multidisciplinary approach to identify changes in i) task-­related physiology, ii) energetic metabolism, and iii) behaviour. I demonstrated that, regardless of their social function (nurse, guard, forager), bees respond in the sameway to a given stress, if itis ecologically-­relevant (heat and immune stress but not pesticides). Atendencytoward decreas ingenergetic resources was also observed following stress exposure, which suggests changes in behavioural performance.In order to test this hypothesis, I analysed changes in foraging activity in response to stress, as insect flight is one of the most costly physiological processes in the animal kingdom. I found that for aging performances were affected by animmune stress : bees changed their foraging preferences at the expense of pollen, probably to reduce the stress energetic cost, given that pollen is more costly to collect and provides alower energetic return than nectar. In contrast, in response to heat stress, an increase in colony for aging activity was observed, without an additional cost on resource collection. These results are discussed in the light of stress energetic cost and its potential consequences onhoneybee performances, which could disrupt the colony’s energetic homeostasis.