Influence de l'environnement sur les abeilles domestiques

Contexte

Sites

Protocoles

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Partenaires

Bibliographie

 

 

Contexte

Les services écosystémiques, ensemble des services rendus à l’Homme par la biodiversité (MA, 2005), sont reconnus et étudiés depuis le début des années 2000, mais exploités depuis toujours (Méral, 2012). La valeur marchande estimée des services écosystémiques s’élèverait de 16 000 milliards à 54 000 milliards de dollars (américains) par hectare et par an (Costanza et al., 1997). Ces services vont de la lutte contre les inondations à la régulation du climat, en passant par la conservation et la formation des sols, le cycle de la matière, la composition de l’atmosphère, le contrôle de la quantité de nuisible et la pollinisation (SCEP & Matthews, 1970).

La pollinisation est assurée par quatre ordres d’entomofaune : les lépidoptères, les coléoptères, les diptères et les hyménoptères. Chez ces dernier seulement 10,75% des epèces sont des pollinisateurs, ce sont pourtant les plus efficaces (spipoll.org). En effet, la pollinisation des végétaux sauvages et cultivés est assurée à plus de 80% par les différentes espèces d’hyménoptères (Chiron & Hattenberger, 2008 ; Williams, 1996). Parmi ces hyménoptères, les abeilles eusociales ont un rôle particulièrement important. Malheureusement depuis une cinquantaine d’années les colonies d’abeilles domestiques, abeille à miel, Apis mellifera, subissent des taux de mortalité particulièrement élevés et inquiétant (Decourtye, 2006). Il en est probablement de même pour les autres espèces pollinisatrices mais très peu d’études les concernant sont réalisées. Les causes de mortalité sont nombreuses. Elles peuvent être liées à des agents biologiques (les prédateurs, comme le frelon asiatique ou encore les fausses-teignes, les parasites, comme le varroa, ainsi que certains champignons, bactéries ou virus) ou encore dû à des agents non biologiques (toxines, facteurs abiotiques …). Une surmortalité des ouvrières au sein d’une colonie  (Haubruge et al., 2006), s’accompagne d’un affaiblissement de cette dernière avec souvent, pour conséquence, une baisse de production de miel lié à une diminution des récoltes de nectar. Sans forcément nourrirent, les ouvrières peuvent également quitter la ruche par un abandon  progressif de la colonie (Higes et al., 2005). En effet, une étude récente a montré que des fourrageuses exposées aux néonicotinoides rentrent significativement moins à la ruche (Henry et al., 2012). Le devenir de ces fourrageuses est incertain, elles peuvent rejoindre d’autres colonies ou mourir. L’impact sur la productivité de la colonie est important.

Biotique1

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Chiron et Hattenberger (2008) ont considéré que la forte mortalité des colonies est principalement liée aux facteurs climatiques, à leur alimentation, et aux pratiques agricoles.

Les facteurs climatiques influencent fortement la santé des colonies. Espèce thermo conformant, les abeilles doivent utiliser une grande quantité d’énergie afin de maintenir le couvain et leurs organismes à température constante (Jones et al., 2004). En effet, les abeilles issues de couvains élevées à température trop haute ou trop basse présente des déficiences : celles issues de couvain élevé à température irrégulière présentent des troubles d’apprentissage et de mémorisation et un mauvais sens de l’orientation, diminuant le succès de recrutement des congénères (Tautz et al., 2003 ; Jones et al., 2005). A terme ce phénomène conduit à une colonie faible et peu efficace dans l’activité de butinage. Des températures froides au cours de la saison de butinage empêchent les abeilles de sortir conduisant à des carences en pollen pour la colonie (Dustmann et Von der Ohe, 1988). Les périodes de sécheresse entrainent une diminution de la ressource en eau, ainsi qu’une diminution de la période de floraison des plantes mellifères et/ou pollinifères (Mesquida, 1976). Pourtant, bien que les conditions climatiques aient des effets avérés sur les colonies d’abeilles, elles ne semblent pas être le facteur principal des causes de mortalité. En effet, une étude comparée de deux hivers meurtriers pour les colonies a révélé des conditions météorologiques différentes (Imdorf et al., 2007). Tout de même, notre étude s’émancipera de ce facteur en comparant des ruches situées sur une même région géographique, ainsi les conditions climatiques seront similaires sur l’ensemble des sites.

AbiotiqueClimat

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L’alimentation des abeilles (adultes et couvains) se compose de miel (apport de glucides), de pollen (apport de protéines et de lipides) et d’eau (Bruneau, 2006). Plusieurs études s’accordent sur le fait que la quantité et la qualité du pollen disponible est en corrélation avec l’élevage larvaire et l’activité hivernale de la colonie (Somerville, 2001 ; Farrar, 1936). En effet, une faible quantité de pollen ou un pollen de qualité médiocre entrainerait une diminution voire un arrêt de la ponte de la reine, ainsi qu’une faible activité de la colonie durant l’hiver et donc de faible chance pour celle-ci de passer cette période. En zone agricole le pollen disponible est peu diversifié, de plus, des périodes de pénurie y surviennent fréquemment toute au long de l’année (Stefan-Dewenter et Kuhn, 2002) pouvant conduire à un affaiblissement des colonies.

La culture intensive entraine des baisses de biodiversité (faune et flore), tout comme l’utilisation croissante d’herbicide (Weibull et al., 2003 ; Todd et al., 2007). De plus, la culture de graminée, en expansion dans nos régions, ne présente aucun intérêt pour les pollinisateurs (Bäckman et Tiainen, 2002). Afin de remédier à ce déséquilibre, la mise en place de bandes enherbées, riches en plantes d’intérêt pour les abeilles, se développe en périphérie des grandes cultures (Marshall et al., 2006). Une autre conséquence de l’agriculture intensive est l’utilisation des produits phytosanitaires dispersés dans le milieu. Bien qu’il soit interdit d’épandre des produits insecticides ou acaricides pendant les périodes de floraison sur les cultures visités par les abeilles (Arrêté du 11/08/80 paru au JORF du 01/10/1980 p.NC 8684-8686), les pollinisateurs peuvent être exposés aux produits phytopharmaceutiques directement au moment du traitement ou via des particules résiduelles présentes sur les plantes, les sols ou les nappes d’eau. De plus, les semis enrobés pourraient être cause de mortalité chez les abeilles domestiques et ce dû aux poussières émises lors de leurs ensemencements (Forster, 2008 ; Pistorius, 2008)

agri

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Dans le cadre de notre étude, nous souhaitons comparer les traits d'histoire de vie de colonies d’abeilles évoluant dans différents sites. Ainsi nous proposons de mettre en évidence l’impact de l’environnement sur l’état sanitaire et la productivité des colonies d’abeilles domestiques, et ce pour des pratiques apicoles et dans des conditions climatiques similaires. Ainsi, l’effet des pratiques agricoles et de la ressource alimentaire pourra être étudié. Afin de comparer les colonies, nous analyserons en parallèle et sur une même année l’évolution démographique (adulte et couvain), la productivité, et l’état sanitaire (présence de maladies et parasites) de ruches situées en zones cultivées et en zone périurbaine dans des proportions variables. Dans ces différents sites les zones naturelles (forêt + prairie + pâturage) restent des composantes paysagères non négligeable. Dans un même temps, un marquage d’ouvrières, nous permettra de suivre ces dernières en cas de troubles. Ainsi, le cas échéant nous pourrons observer l’adoption des abeilles dans une colonie voisine. 

Sites

 

Situé entre Château-Larcher et Vivonne, ce site est localisé au cœur d’une exploitation biologique (verger, maraichage). Dans les 800 mètres autours des ruches (aire de butinage principale) nous avons le village de Baptresse. Le taux d’urbanisation de l’aire de butinage principale est d’environ 5% et les zones naturelles représentent environ 75%.

Ruches siuées en zone périurbaine

baptresse

Un second site, en zone périurbaine, est localisé au sein d’une ZNIEFF (zone naturel d’intérêt faunistique et floristique) caractérisée par des gazons pionniers médio-européens calcicoles, des pelouses permanentes denses, des ourlets forestiers thermophiles, des chênaies thermophiles et supra-méditerranéennes et des falaises continentales humides. Dans les 800 mètres du site, nous trouvons le village de Château-Larcher, ce qui conduit à un taux d’urbanisation de l’aire de butinage principale proche de 12%. Tout de même la composante paysagère principale est la zone naturelle (65% de l’aire de butinage)

ruches situées en zone périurbaine

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Situé à l’Ouest de la commune de Marnay, Ce site est localisé dans une parcelle ressèment plantée de chênes, noisetiers et châtaigniers. En raison de ça ressente restructuration, la composition florale de la parcelle se rapproche de celle d’une prairie. Les ruches sont situées en bordure de parcelle et sont adjacentes à une parcelle agricole. L’exploitant concerné est impliqué dans le développement durable de son activité. Par exemple, il y a mis en place, sur les parcelles exploitées dont il est propriétaire, des systèmes de drainage afin de récupérer les eaux d’infiltrations en hivers. Ainsi, les parcelles concernées sont totalement autonome au niveau des besoins hydriques. Il souhaite par ailleurs disposer des ruches aux alentours de plusieurs de ses parcelles afin de favoriser la pollinisation de ses cultures. Les produits phytosanitaires sont, au sein de son exploitation, utilisés de façon raisonnés. Dans un rayon de 800m autours des ruches, nous trouvons essentiellement des parcelles cultivées (66% de l’aire de butinage). Dans ce rayon, la proportion de milieux naturels ne représente guère plus de 32% de l’aire de butinage principale des abeilles et le taux d’urbanisation est légèrement supérieur à 1%.

Ruches siuées en zone agricole

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Situé à l’Est de la commune de Marnay, Ce site est localisé au sein d’un taillis de noisetiers sous futaie mix de chênes, châtaigniers et charmes de 2.3 km². Dans un rayon de 800 mètres autours des ruches, nous trouvons quelques parcelles cultivées mais la majorité des parcelles agricoles aux alentours sont des prairies ou des pâturages. Dans ce rayon, la proportion de milieux naturels représente plus de 52% de l’aire de butinage principale des abeilles et le taux d’urbanisation est proche de zéro.

Ruches siuées en zone agricole

fontaigre

 

Protocoles

             Matériel biologique

Les abeilles sont des hyménoptères sociaux. Une colonie est composée d’une reine, d’ouvrières de mâles et de couvains. La reine a le monopole de la reproduction lorsque la colonie est en bonne santé puisque cette dernière inhibe la reproduction des ouvrières, via la production de phéromones. Lorsque la reine est absente, les ouvrières peuvent produire des mâles par parthénogenèse. Les ouvrières effectuent un grand nombre d’activités au sein de la colonie (élevage des juvéniles, construction et réparation des alvéoles, collecte de nourriture,…). La colonisation de nouveaux sites est réalisée par l’essaimage. Ce phénomène naturel se traduit par le départ de la reine et d’une partie des ouvrières de la colonie, pour former un nouveau nid. Dans le couvain se distingue le couvain ouvert de femelle, c’est à dire les œufs (0 à 3 jours) et les larves (4 à 7 jours), le couvain fermé de femelle, c’est-à-dire le couvain operculé, et le couvain de mâle qui se différencie de par la taille des alvéoles, comme vous pouvez le constater sur l’image 1 (Winston, 1987).

 

 CadrePonte1


Il existe plusieurs génétiques d’abeilles domestiques, chacune ayant des caractéristiques propres. Ainsi, le suivi de colonies ayant une génétique incertaine est une source de biais importants. C’est pourquoi nous avons fait le choix de suivre des colonies issues de la sélection BUCKFAST®. Ces colonies sont sélectionnées pour leur sens de l’épargne, leur instinct d’amassage, leur économie de production, leur faible tendance à l’essaimage et leur douceur comportementale.

Protocole

Les relevés permettant le suivi des colonies se décomposent en trois parties. Pour chaque site quatre colonies sont suivi.

Pour permettre d’effectuer l’ensemble des relevés, une journée de prospection par site est nécessaire. En effet, il est impératif de prendre certaines précautions lorsque des colonies d’abeilles sont manipulées. Tout d’abord, les températures doivent être supérieures à 13°C pour pouvoir ouvrir la ruche sans faire courir de risque au couvain. Ensuite, le port d’un équipement spécifique est indispensable. Mais surtout, la manipulation des cadres doit être réalisée délicatement, car certaines phases de développement de la ponte sont sensibles.

1. Le poids des colonies est relevé quatre fois par jour, tous les jours. Ce relevé est effectué grâce à des balances « beewise ». Les données sont directement récupérées sur un ordinateur.

2. Une fois par semaine, les cadres du corps de ruches sont sortis et observés permettant l’évaluation de la proportion de miel, de pollen, de couvain ouvert, de couvain fermé femelle et de couvain pour chaque colonie. Pour permettre la détermination des proportions de chacune des composantes mentionnées précédemment, un quadrillage composé de 60 carreaux est appliqué sur chaque côté des cadres présents dans chaque ruche (12 par ruche et 6 par ruchette). Les données brutes obtenues sont un nombre de carreaux pour chaque composante, pour chaque cadre et chaque ruche.

Relevé sur un cadre d'une ruchette 

PriseReleve

 

En parallèle, un bilan de l’état sanitaire de la colonie sera effectué. Lorsqu’une maladie ou un parasite apparaît, le diagnostic est effectué et la date de début de contamination est notée ainsi que son évolution au cours du temps. Aucun traitement ne peut être effectué en période de récolte.

Si une contamination chimique est suspectée, c’est-à-dire, en cas de mortalité ou de disparition importante et rapide, l’ensemble des matrices (abeilles, pollens, miels et cires) seront prélevées et envoyées en laboratoire pour être analysé.

3. Pour l’étude des liens interpopulationnels, soit entre colonies, nous permettant de suivre les ouvrières en cas de trouble dans leur colonie, 50 abeilles seront marquées au printemps prochain à l’aide de feutres spéciaux. Puis chaque semaine, 10 nouvelles abeilles seront marquées. Afin de sélectionner de jeunes abeilles, nous choisirons celles présentent sur les cadres de pontes. L’ouverture de l’ensemble des ruches une fois par semaine permet de visualiser les liens entre les colonies via les flux d’ouvrières. A terme, une analyse des caractéristiques chimiques des ruches concernées sera réalisée pour comparer les profils chimiques des colonies. 

marquage de deux ouvrières

marquage1

 

Résultats

 analyse des résultats en cours


Partenaires

Freddie-Jeanne RICHARD du laboratoire écologie et biologie des interactions de l'université de Poitiers

Site internet : http://ebi.labo.univ-poitiers.fr/

logolabo

 

Fondation LISEA Biodiversité

Site internet : http://www.lisea.fr/

logoLISEA

 

SAS Buckfast France

Site intrenet : http://buckfast.fr/

 

ogoBuckfast 

Bibliographie

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