Influence de l'alimentation pollinique sur la santé de l'abeille domestique, Apis mellifera L.

Influence of pollen diet on the honeybee health, in Apis mellifera L.

• Auteur / Autrice : Garance Di pasquale
• Direction : Yves Le Conte, Luc P. Belzunces, Axel Decourtye, Cédric Alaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie - écologie
• Date : Soutenance le 01/12/2014
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et agrosciences (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Abeilles et Environnement
• Jury : Président / Présidente : Mohamed El Maataoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Daniel Charrière
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mike Brown, Frédéric Delbac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Abeille domestique

Mots clés libres

Apis mellifera L.

Nosema ceranae

Paysages agricoles

Alimentation

Pollen

Protéines

Qualité

Quantité

Diversité

Digestion

Glandes hypopharyngiennes

Vitellogénine

Enzymes

Immunité

Survie

Nourrices

Apis mellifera L.

Nosema ceranae

Agricultural landscapes

Food

Pollen

Protein

Quality

Quantity

Diversity

Digestion

Hypopharyngeal glands

Vitellogenin,

Enzymes

Immunity

Survival

Nurses

Résumé

La nutrition est l'ensemble des processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. Etudier la nutrition d’un organisme permet de comprendre les rapports entre la nourriture consommée et la santé de l’individu. L'ensemble des organes assurant l'extraction d'énergie est le système digestif, qui transforme les sucres en glucose, les corps gras en acides gras, et les protéines en acides aminés. L’objectif de cette étude est de déterminer l’influence que peut avoir la nutrition pollinique sur la santé de l’abeille domestique, Apis mellifera L.. Pour assurer cette nutrition, l’abeille est inféodée aux ressources florales. Du pollen récolté sur les plantes à fleurs, l’organisme puise les corps gras (ou lipides), les vitamines et les protéines. Or l’accès à ces ressources est variable en qualité, en quantité, et en diversité selon le temps et le milieu. Des problèmes de mortalités et affaiblissements des colonies sont observés depuis une vingtaine d’années, et l’une des causes suspectées est le manque de disponibilité et la faible valeur nutritionnelle des ressources polliniques en zones agricoles céréalières. Nous avons donc testé en conditions contrôlées les effets de la quantité, la qualité et la diversité pollinique sur la physiologie d’abeilles nourrices, sur leur immunité, ainsi que sur leur survie. La nutrition jouant un rôle essentiel dans la prévention de nombreuses maladies, les effets de l’alimentation pollinique ont été déterminés en présence ou non d’un stresseur biotique, Nosema ceranae, dont la prévalence dans les colonies est très élevée. Il s’agit d’une microsporidie invasive qui se développe dans l’intestin de son hôte, provoquant divers effets sublétaux et létaux. Etant donné que la valeur nutritionnelle d’un aliment dépend de sa composition mais aussi de sa digestibilité, une troisième partie porte sur l’influence que peut avoir le stresseur sur les capacités de digestion des protéines contenues dans le pollen par l’abeille. Nos résultats apportent des connaissances sur l’impact d’une déplétion en pollen que peuvent subir les colonies dans un paysage d’agriculture intensive. En effet, des abeilles carencées à plus ou moins 60 %, comme cela peut être observé entre deux cultures à floraison massives, subissent des perturbations au niveau individuel (perturbations du développement physiologique des abeilles nourrices, diminution de leur survie), ce qui peut les rendre moins performantes et plus sensibles aux stress présents dans l’environnement. De plus, nous avons pu démontrer que la valeur nutritionnelle des pollens, influence la tolérance des abeilles à Nosema ceranae. La qualité d’un pollen se définit par sa composition chimique totale (protéines, acides aminés, lipides, vitamines, sucres, etc…), et non pas uniquement par sa teneur en protéines ou acides aminés essentiels. Notre étude met d’ailleurs en évidence l’effet négatif d’une alimentation à base de pollen de maïs sur le développement des glandes hypopharyngiennes, l’expression du gène de la vitellogénine, et la survie des abeilles. Au regard de la présence élevée de cette culture dans les zones d’agriculture intensive et sa haute exploitation par les butineuses, nos résultats sont discutés en fonction des répercussions envisagées sur les colonies. Dans ces milieux, la diversité des ressources polliniques, par l’apport de pollens de qualité, compense la pauvreté nutritionnelle d’autres pollens. Dans nos conditions, nous pouvons observer la plus-value d’une alimentation pollinique polyflorale chez des abeilles infestées par Nosema. Les mesures agro-écologiques œuvrant pour régulariser dans le temps les apports polliniques aux colonies, et pour leur offrir une diversité alimentaire participent donc à renforcer leur capacité à lutter contre les stress présents dans l’environnement.

Nutrition is the set of processes by which a living organism transforms food for its functions. Studying nutrition allows to understanding the relationship between food intake and health of the individual. All organs for extracting energy are the digestive system, which converts sugars into glucose, fats into fatty acids, and proteins into amino acids. The objective of this study is to determine the possible influence of pollen nutrition on the honeybee health, Apis mellifera L. To ensure that nutrition, the bee is subservient to floral resources. Of pollen collected from the flowering plants, the body draws fats (or lipids), vitamins and proteins. Access to these resources is variable in quality, quantity, and diversity depending on the time and the environment. Problems of mortality and weakening of colonies are observed for some twenty years, and one of the suspected causes is the lack of availability and low nutritional value of pollen resources in agricultural areas. We therefore tested under controlled conditions the effects of quantity, quality and diversity of pollen on nurse worker physiology and on their immunity, as well as their survival. Nutrition plays a vital role in the prevention of many diseases, the effects of pollen diet were determined in the presence or absence of a biotic stressor, Nosema ceranae, whose prevalence in the colonies is very high. It is an invasive microsporidia that develops in the intestine of its host, causing various sublethal and lethal effects. Since the nutritional value of a food depends on its composition but also its digestibility, a third part focuses on the possible influence of the stressor on bee ability digestion of the proteins provided by the pollen.Our results provide knowledge on the impact of pollen depletion that may undergo the colonies in an intensive agricultural landscape. Indeed, bees starved to roughly 60%, as can be observed between two cultures massive flowering undergo disturbances at individual level (disturbances of nurse worker physiological development, reduced survival), which may make them less efficient and more susceptible to stress from the environment. In addition, we demonstrated that the nutritional value of pollen influences the Nosema ceranae‘s bee tolerance. The pollen quality is determined by the total chemical composition (proteins, amino acids, lipids, vitamins, sugars, etc ...), not only by its content of essential amino acids or proteins. Our study also demonstrated the negative effect of a diet based on maize pollen on hypopharyngeal glands development, the vitellogenin gene expression, and the bee survival. In view of the high presence of this culture in intensive agriculture areas and high exploitation by foragers, our results are discussed in terms of their impact on the proposed settlements. In these environments, the diversity of pollen resources by providing pollen of quality compensates nutritional poverty of other pollens. In our conditions, we can observe the gain of power of a polyfloral pollen in Nosema infested bees. Agro-ecological measures working to regularize, in time, the pollen contributions to the colonies, and to provide them with food diversity thus participate in building their capacity to fight against stress in the environment