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À la recherche de la « meilleure abeille »

Une étude sur les interactions entre la souche génétique des abeilles et leur environnement

 
Par Marina Meixner et Ralph Büchler – Initialement publié en allemand dans le journal «die Biene – ADIZ – Imkerfreund (http://www.diebiene.de) en Août 2014.
Traduit et adapté en Français par Benjamin Basso et Vincent Dietemann

 

Pendant des millions d’années les abeilles ont vécu sans interventions humaines, mais aujourd’hui de fortes pertes de colonies sont courantes, et tout le monde parle du déclin des abeilles. Nous savons que l’utilisation importante de pesticides et que la présence de parasites invasifs affaiblissent les colonies d’abeilles, mais est-ce que la vitalité des abeilles est également modifiée? Est-il possible qu’une sélection intensive pour la productivité ait conduit à une consanguinité, ou est-ce que nous remplaçons des populations adaptées localement et robustes par des importées de manière non raisonnée? Un groupe de scientifiques au sein du réseau COLOSS a abordé ces questions avec une étude à grande échelle.

 
Le réseau international de scientifiques COLOSS (Prévention des pertes de colonies, www.coloss.org) a été fondé en 2008 et a reçu un financement du programme européen COST jusqu’en 2012. Ce réseau, toujours actif à ce jour, promeut les collaborations internationales pour la recherche visant à enrayer les pertes de colonies. Au sein de COLOSS, le groupe de travail « diversité et vitalité » a étudié la survie des colonies d’abeilles en fonction de leur origine génétique et de leur adaptation à des facteurs environnementaux tels que le climat, les maladies et les pratiques apicoles.

Comparaison à l’échelle européenne

Pour étudier les interactions complexes entre les colonies d’abeilles et leur environnement, une expérience impliquant des chercheurs de 11 pays a été menée. Dans cette expérience, 16 souches différentes d’abeilles mellifères ont été comparées

Figure 1. Carte de l'Europe montrant les emplacements des 21 ruchers expérimentaux répartis dans 11 pays.
Figure 1. Carte de l’Europe montrant les emplacements des 21 ruchers expérimentaux répartis dans 11 pays. Chaque emplacement est indiqué par un point noir, avec son nom qui apparaît dans la zone blanche. Les souches maintenues à chaque emplacement sont indiquées ci-dessous par une combinaison de lettres pour chaque nom. La légende en haut à droite relie les lettres aux souches génétiques. Les abréviations signifient: CarB = Carnica Bantin (Allemagne), CarC = Carnica Croatie, CarG = Carnica Kunki (Pologne), CarK = Carnica Kirchhain (Allemagne), CarP = Carnica Gąsiory (Pologne), CarL = Carnica Lunz (Autriche), CarV = Carnica Veitshöchheim (Allemagne), Ligl = Ligustica Italie, LigF = Ligustica Finlande, MacB = Macedonica Bulgarie, MacG = Macedonica Grèce, MacM = Macedonica Macédoine, MelF = Mellifera France, MelL = Mellifera Læsø (Danemark), le MelP = Mellifera Pologne, Sic = Siciliana. La lettre dans le cercle à côté de chaque emplacement indique la souche locale respective. Exemple: à Kirchhain, les souches D, E et N ont été testés, CarK (D) étant la souche locale. En outre, les CarP (E) et MelF (N) ont été testées. © Copyright International Bee Research Association. Repris et modifié depuis Francis et al. (2014) avec la permission des éditeurs du Journal of Apicultural Research.

dans des environnements différents pendant deux ans et demi, en s’intéressant à des caractères tels que le rendement en miel, la survie et la résistance aux maladies. Les ruchers expérimentaux ont été répartis à travers l’Europe, allant de la Finlande pour le Nord, à la Sicile et à la Grèce pour le Sud (figure 1). Les différents génotypes d’abeilles testés correspondaient aux souches maintenues dans les instituts impliqués, à des cheptels locaux, à des colonies qui n’avaient pas été soumises à des efforts de sélection et à des colonies issues de programmes de conservation. Les souches appartenaient aux cinq sous-espèces Apis m. mellifera, A. m. carnica, A. m. ligustica, A. m. macedonica et A. m. siciliana.

Chaque souche était représentée dans au moins 3 ruchers répartis dans les différents pays avec au moins dix colonies dans chaque. Dans chaque rucher, la souche locale a été comparée à au moins deux souches dites « étrangères ».

 

Conditions de départ uniformes

Les colonies ont été établies de manière homogène à l’été 2009, à partir de paquets d’abeilles ou d’essaims sur cadres dans lesquelles les reines des diverses souches ont été introduites. L’expérience a débuté le 1er Octobre 2009, lorsque dans toutes les colonies les ouvrières issues des nouvelles reines ont remplacées celle des paquets ou des essaims, et a pris fin le 31 Mars 2012.

Toutes les colonies ont été évaluées à des intervalles réguliers; le développement de la colonie, la quantité de couvain ainsi que d’autres caractères relatifs à la vitalité ont été évalués selon les recommandations du BeeBook (Büchler et al., 2013). Celles-ci étaient basées sur les lignes directrices du congrès Apimondia de 1972, mais ont été améliorées pour inclure des caractères tels que le comportement hygiénique. En outre, à plusieurs reprises des échantillons d’abeilles ont été prélevés dans chaque colonie et analysés pour connaitre la prévalence de Nosema et des virus.

 

Une colonie était considérée comme perdue quand elle s’était effondrée ou que sa taille était jugée insuffisante pour survivre. L’absence de reine et la présence d’une reine bourdonneuse ont également été considérées comme des pertes de colonie.

Aucun traitement chimique n’a été utilisé au cours de l’expérience. Cependant, il était possible, sur l’ensemble d’un rucher, d’effectuer un retrait total du couvain pour le contrôle du Varroa. Si l’infestation par varroa mettait en danger les colonies, celles-ci étaient traitées. Dans ce cas, elles étaient considérées comme perdues puis exclues des analyses ultérieures (Costa et al., 2012).

L’hybridation réduit la douceur

Des différences notables ont été observées sur le comportement et les performances entre les souches qui provenaient de programmes de sélection et les souches n’ayant pas subie de sélection particulière dans le passé. Aucune souche n’a montré des performances supérieures à toutes les autres sur l’ensemble des ruchers. Cependant, les souches présentant des signes fort d’hybridation dans l’analyse génétique (Francis et al., 2014a) étaient les plus agressives (Uzunov et al., 2014).

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Figure 2. Courbes de survie pour les colonies locales (vert) et d’origines étrangère (bleu) sur tous les emplacements. L’axe horizontal représente la durée expérimentale en jours. L’axe vertical indique la proportion de colonies encore en vie (1,0 = 100%). © Copyright International Bee Research Association. Repris et modifié depuis Büchler et al. (2014) avec la permission des éditeurs du Journal of Apicultural Research.

Les souches locales survivent plus longtemps

Sur les 597 colonies suivies, 94 (15,7 %) ont survécu jusqu’à la fin de l’expérience. Des différences significatives ont été observées sur la survie et la charge en maladie, à la fois entre les sites et entre les origines génétiques. À certains endroits, par exemple à Lunz (Autriche) ou Schenkenturm (Allemagne), toutes les colonies se sont effondrées dès le deuxième hiver (2010/2011), tandis que les colonies d’Avignon (France) ont survécu le plus longtemps avec une moyenne de près de deux ans. La durée de survie entre les origines différait également sensiblement. Particulièrement, une différence significative de survie a été montrée entre les souches locales et les souches étrangères (figure 2). Alors que, dans un endroit donné, une colonie d’une souche étrangère a survécu en moyenne 470 jours, le temps moyen de survie d’une colonie locale était de 553 jours. Les abeilles locales ont ainsi survécu en moyenne 83 jours de plus que les étrangères (Büchler et al., 2014).

 

Causes des pertes

Les causes de pertes les plus représentées étaient varroa (38 %), des problèmes de reine (perte, bourdonneuse, etc., 17 %) et Nosema (8 %). Toutes les autres raisons (famine, pillage, perte hivernale non détaillée, autres maladies, raison inconnue) étaient moins fréquentes, mais représentaient 37 % des pertes en cumulé (figure 3).

 

L’infestation varroa influencée par l’emplacement

L’infestation par varroa fut plus fortement influencée par l’appartenance au rucher que par l’origine génétique de la colonie (Meixner et al., 2014). Les taux d’infestation de varroa différaient considérablement selon les emplacements. Dans certains ruchers, la population d’acariens a augmentée très rapidement alors que, dans d’autres, les taux d’infestation ont augmenté beaucoup plus lentement. Les différences entre les stations expérimentales étaient souvent beaucoup plus élevées que les différences observées entre les colonies survivantes ou perdues d’une même station. À l’automne 2010, par exemple, les taux d’infestation étaient extrêmement élevés (entre 30 % et 40 %) sur les sites expérimentaux d’Unije (Croatie) et de Dimovci (Bulgarie). En dépit de ces fortes infestations, de nombreuses colonies de ces deux sites ont survécu à l’hiver suivant. En revanche, les taux d’infestation des acariens dans les stations en Pologne et en Italie ont augmenté plus lentement et sont restés en dessous de 10%, même après deux ans sans traitement chimique. A Kirchhain (Allemagne) le taux moyen d’infestation dans les colonies survivantes était de 9,1 %, tandis qu’il était de 24,3 % dans les colonies qui se sont effondrées (Büchler et al., 2014).

Les durées variables de la saison apicole et les différences qui en résultent dans le développement des colonies sont certainement parmi les principales raisons de ces différences dans le développement des populations d’acariens des colonies expérimentales (Hatjina et al. 2014). Les résultats indiquent que le niveau d’infestation à partir duquel la colonie subit des dégâts est très variable la région d’Europe. Pour déterminer ces seuils, des études approfondies impliquant un suffisamment grand nombre de colonies sont nécessaires.

 

Nosema absent des causes principales des pertes

Le parasite de l’intestin Nosema était présent sur presque tous les ruchers, mais les pertes de colonies qui lui sont attribuables sont faibles. La majorité (25 des 37 cas) a eu lieu à un seul endroit (Le Bine, Italie) au début de l’expérience. La

Figure 3. : Causes des pertes de colonie durant l'expérience. Dans «autre» toutes les autres causes de perte hivernale non précisées (famine, pillage, autres maladies, raison inconnue) sont comprises.
Figure 3. : Causes des pertes de colonie durant l’expérience. Dans «autre» toutes les autres causes de perte hivernale non précisées (famine, pillage, autres maladies, raison inconnue) sont comprises.

charge de spores de Nosema dans les colonies expérimentales était généralement assez faible; seuls les emplacements en Italie et en Pologne ont occasionnellement eu un nombre de spores important. Dans la plupart des ruchers, seul Nosema ceranae a été observé, tandis que la présence de Nosema apis a été détecté sur quelques sites et la plupart du temps en co-infection avec Nosema ceranae. Des infections avec Nosema apis seul ont été observées sporadiquement en Finlande et en Pologne. Cette expérience ne permet pas de conclure que Nosema ceranae soit une cause majeure des pertes de colonies (Meixner et al., 2014).

 

Virus

Les fréquences des infections par les virus de la paralysie aigue et des ailes déformées étaient aussi fortement dépendantes des ruchers. Par exemple, à l’automne 2010 dans les échantillons en provenance de Finlande, aucun virus n’a été trouvé, alors que les deux virus étaient présents dans tous les échantillons analysés en provenance de Bulgarie. Globalement, l’origine génétique des abeilles n’a pas non plus semblé avoir d’effet sur la fréquence des infections virales. Cependant, une étude complémentaire effectuée sur des échantillons provenant du rucher grec (un des plus grands, avec 4 génotypes testés) a montré que les colonies locales ont tendance à avoir des niveaux inférieurs de pathogènes. Dans cette étude de cas, les tendances saisonnières des charges en virus ont été confirmées (niveaux inférieurs au printemps, plus élevés à l’automne), en lien avec la corrélation significative entre varroa et virus des ailes déformées (Francis et al., 2014 b).

 

Les abeilles locales peuvent être à leur avantage

Ainsi, ces résultats démontrent clairement que la localisation joue un rôle prédominant dans l’importance des maladies des abeilles. Les abeilles locales et étrangères ont autant souffert de parasites et autres pathogènes. Pourtant, la durée moyenne de survie des abeilles locales était significativement plus longue que celle des étrangères. Cette contradiction apparente indique peut être que les abeilles locales peuvent mobiliser plus efficacement les ressources en raison d’une meilleure adaptation à l’environnement local (climat et végétation), mais aussi aux pratiques apicoles et ainsi garder les parasites et les pathogènes sous contrôle. En outre, des recherches récentes ont démontré que les virus présentent, selon les régions, des variations génétiques importantes qui peuvent influer sur leur virulence (Cornman et al., 2013). Il pourrait être possible que les abeilles locales soient mieux adaptées à « leurs » souches de virus et soient donc plus aptes à leur faire face.

 

La meilleure abeille n’existe pas!

En conclusion, cette expérience a démontré que  » la meilleure abeille  » ayant des performances excellentes et une tolérance supérieure aux maladies quel que soit son environnement, n’existe pas. Au lieu de cela, les abeilles locales se sont révélées non seulement comme celles ayant la plus longue durée de vie, mais dans de nombreux cas également comme celles ayant les meilleurs scores pour la douceur et la production de miel.

Par conséquent, les auteurs de cette étude suggèrent de consacrer plus d’attention à la préservation de la diversité des ressources génétiques des abeilles à travers l’Europe. Une façon d’atteindre cet objectif pourrait être la mise en place de zones de conservation pour protéger les populations menacées d’introgression par des importations d’abeilles. Ils tiennent aussi à souligner la nécessité d’efforts de sélection et d’élevage pour améliorer les souches locales et de ce fait augmenter leur valeur et intérêt aux yeux des apiculteurs du cru. Une attention particulière au sein de ces programmes devrait être consacrée à des caractères comme la résistance aux maladies et la vitalité.

L’importation incontrôlée de souches d’abeilles provenant de différentes régions du monde met en danger les populations d’abeilles locales bien adaptées et n’est souvent pas à l’avantage des apiculteurs, comme cette étude le démontre. Pour tous les apiculteurs, la recommandation des scientifiques impliqués dans cette étude est d’acheter des reines à des éleveurs locaux qui ont sélectionné et évalué leurs souches sur le long terme dans leur propre région.

 

Les résultats de cette expérience ont été publiés en ligne dans le numéro spécial (mai 2014) du Journal of Apicultural Research (www.ibrabee.org). Ces articles sont énumérés dans les références ci-dessous. Le présent article donne un aperçu des résultats les plus significatifs de l’étude COLOSS.

 

Références

Büchler R; Andonov S; Bienefeld K; Costa C.; Hatjina F; Kezic N; Kryger P; Spivak M; Uzunov A; Wilde J (2013) Queen rearing and selection.  In: Dietemann V; Ellis J D; Neumann P (Eds) The COLOSS BEEBOOK: standard methods for Apis mellifera research. Journal of Apicultural Research, 52(1): DOI 10.3896/IBRA.1.52.1.07

Büchler R; Costa C, Hatjina F, Andonov S, Meixner MD, Le Conte Y, Uzunov A, Berg S, Bienkowska M, Bouga M, Drazic M, Dyrba W, Kryger P, Panasiuk B, Pechhacker H, Petrov P, Kezic N, Korpela S, Wilde J (2014) The influence of genetic origin and its interaction with environmental effects on the survival of Apis mellifera L. colonies in Europe. Journal of Apicultural Research, 53(2): 205- 214. http://dx.doi.org/10.3896/IBRA.1.53.2.03

Cornman RS; Boncristiani H; Dainat B; Chen Y P; Vanengelsdorp D; Weaver D; Evans J D (2013) Population genomic variation within RNA viruses of the western honey bee, Apis mellifera, inferred from deep sequencing. BMC Genomics: 14

Costa C, Büchler R, Berg S, Bienkowska M, Bouga M, Bubalo D, Charistos L, Le Conte Y, Drazic M, Dyrba W, Fillipi J, Hatjina F, Ivanova E, Kezic N, Kiprjanovska H, Kokinis M, Korpela S, Kryger P, Lodesani M, Meixner M, Panasiuk B, Pechhacker H, Petrov P, Oliveri E, Ruottinen L, Uzunov A, Vaccari G, Wilde J (2012) A Europe-wide experiment for assessing the impact of genotype-environment interactions on the vitality of honey bee colonies: methodology. Journal of Apicultural Science, 56 (1): 147-158.

Francis R M; Amiri E; Meixner M D; Kryger P; Gajda A; Andonov S; Uzunov A; Topolska G; Charistos L; Costa C; Berg S; Bienkowska M; Bouga M; Büchler R; Dyrba W; Hatjina F; Ivanova E; Kezić N; Korpela S; Le Conte Y; Panasiuk B; Pechhacker H; Tsoktouridis G; Wilde J (2014 a) Effect of genotype and environment on parasite and pathogen levels in one apiary – a case study. Journal of Apicultural Research 53(2): 230-232.

Francis R M; Amiri E; Meixner M D; Kryger P; Gajda A; Andonov S; Uzunov A; Topolska G; Charistos L; Costa C; Berg S; Bienkowska M; Bouga M; Büchler R; Dyrba W; Hatjina F; Ivanova E; Kezić N; Korpela S; Le Conte Y; Panasiuk B; Pechhacker H; Tsoktouridis G; Wilde J (2014 b) Effect of genotype and environment on parasite and pathogen levels in one apiary – a case study. Journal of Apicultural Research 53(2): 230-232.

Hatjina F & Costa C; Büchler R; Uzunov A; Drazic M; Filipi J; Charistos L; Ruottinen L; Andonov S; Meixner M D; Bienkowska M; Dariusz G; Panasiuk B; Le Conte Y; Wilde J; Berg S; Bouga M; Dyrba W; Kiprijanovska H; Korpela S; Kryger P; Lodesani M; Pechhacker M; Petrov P; Kezic N (2014) Population dynamics of European honey bee genotypes under different environmental conditions. Journal of Apicultural Research, 53(2): 233-247. http://dx.doi.org/10.3896/IBRA.1.53.2.05

Meixner MD, Francis RM, Gajda A, Kryger P, Andonov S, Uzunov A, Topolska G, Costa C, Amiri E, Berg S, Bienkowska M, Bouga M, Büchler R, Dyrba W, Gurgulova K, Hatjina F, Ivanova E, Janes M, Kezic N, Korpela S, Le Conte Y, Panasiuk B, Pechhacker H, Tsoktouridis G, Vaccari G, Wilde J (2014) Occurrence of parasites and pathogens in honey bee colonies used in a European genotype-http://dx.doi.org/10.3896/IBRA.1.53.2.04environment interactions experiment. Journal of Apicultural Research, 53(2): 215- 229. 10.3896/IBRA.1.53.2.04

Uzunov A, Costa C, Panasiuk B, Meixner M, Kryger P, Hatjina F, Bouga M, Andonov A, Bienkowska M, Le Conte Y, Wilde J, Gerula D, Kiprijanovska H, Filipi J, Petrov P, Ruottinen L, Pechhacker H, Berg S, Dyrba W, Ivanova E, Büchler R (2014) Swarming, defensive and hygienic behaviour in honey bee colonies of different genetic origin in a pan-European experiment. Journal of Apicultural Research, 53(2): 248-260. 10.3896/IBRA.1.53.2.06

 

Les pères qui viennent du froid par Jakob Wegener et Benjamin Basso

Des progrès dans le domaine de la cryoconservation de sperme de faux- bourdons

Comparé à ses collègues travaillant avec d’autres espèces d’animaux, le sélectionneur d’abeilles doit surmonter des difficultés additionnelles majeures notamment :

  • le mode de reproduction d’Apis mellifera. Celui-ci implique une seule période d’accouplement, limitée à quelques jours, mais qui doit suffire pour la fécondation des œufs pondus durant toute la vie de la reine. Pour cela, le nombre de spermatozoïdes dans la spermathèque de reines inséminées est d’environ 3-4 millions, parfois davantage ;
  •  la courte durée de vie des reines : l’évaluation de la valeur d’une reine nécessite au moins une année de production. En général, il ne reste alors plus qu’une seule saison pour l’utiliser comme reproductrice.

Ne serait-il donc pas intéressant de conserver les allèles des reines les plus performantes ou les plus importantes après leur mort ? Il n’est donc pas surprenant que la cryoconservation de sperme de faux-bourdons a fait l’objet de recherches depuis les années 1970. Le risque de perdre la biodiversité naturelle est une autre motivation pour ces recherches. Il y a presque trente sous-espèces d’Apis mellifera, dont la plupart sont menacées par l’introgression de matériel importé. Or, ces abeilles “locales” portent en elles des gènes qui pourraient comporter la solution à nos problèmes apicoles de demain. Enfin, la cryoconservation de sperme pourrait devenir un outil précieux pour la sélection de caractères rares, tels que la résistance contre le Varroa. Dans ces cas, la cryoconservation pourrait permettre d’agrandir le nombre d’accouplements possibles, et de limiter ainsi le taux de consanguinité.

Injection du sperme dans une chambre de dialyse pou rl'ajout du cryoprotectant. (c) LIB/Jakob Wegener
Injection du sperme dans une chambre de dialyse pour l’ajout du cryoprotectant. (c) LIB/Jakob Wegener

Contrairement à la plupart des espèces animales, les spermatozoïdes de notre abeille (figure 1) sont naturellement faits pour être conservés longtemps– même à température ambiante, ils restent vivants et fertiles pendant plusieurs semaines, une caractéristique fort utile pour les inséminateurs. En collaboration avec l’Institut de Recherches sur les Animaux Sauvages de Berlin ainsi que l’université de Leipzig, le laboratoire d’Hohen Neuendorf (Allemagne) a pu montrer que cette durée de vie naturellement longue est probablement due en partie à la composition des membranes cellulaires, extrêmement pauvres en acides gras poly-insaturés (Wegener et al., 2013). Mais les exigences de qualité des spermatozoïdes conservés sont elles aussi plus hautes que pour d’autres espèces animales – une reine inséminée avec du sperme conservé doit pondre des milliers d’œufs fécondés, et les spermatozoïdes reçus doivent rester vivants dans la spermathèque pendant longtemps.

Ainsi, les chercheurs soviétiques puis américains des années 1970 – 1980 sont vite arrivés à développer des méthodes permettant de congeler le sperme de faux-bourdons à la température de l’azote liquide (-196°C), puis de le décongeler vivant et parfois même hautement actif (Melnichenko et Vavilov, 1975 ; Harbo, 1983). Mais après insémination, le nombre de cellules retrouvés dans la spermathèque était faible (généralement < 300.000), la proportion de couvain d’ouvrières (indicateur du taux de fécondation des oeufs) bas, et la durée de vie des reines souvent courte. Plus récemment, des améliorations apportés à la méthode par des chercheurs de l’université de Washington ont porté ce taux d’ouvrières dans la ponte de reines inséminées avec du sperme décongelé à une moyenne de 50%, mais la durée de vie des reines restait très courte (Hopkins et al., 2012). En France, l’INRA d’Avignon a également obtenu des résultats encourageants dans les années 2000 avec quelques reines inséminées avec de la semence cryoconservée en ponte. Malheureusement, la méthode utilisée ne fonctionnait pas systématiquement.

L’Institut de Recherches Apicoles de Hohen Neuendorf s’est intéressé au sujet de la cryoconservarion des spermatozoides de faux-bourdons en 2009, avec l’appui d’une PME locale (AMP-Lab GmbH) et du ministère d’agriculture Allemand*. Après beaucoup de tentatives avortées, ils se sont demandé si l’état très actif des spermatozoïdes après décongélation n’était pas un problème. On sait, dans les autres espèces, que l’hyperactivité des spermatozoïdes n’est induite que brièvement et cela juste avant le contact avec l’oocyte. Cet état hyperactif est généralement irréversible, et les spermatozoïdes activés ne vivent plus très longtemps. La fécondation chez les abeilles du genre Apis est notablement différente : les spermatozoïdes, au moment de l’éjaculation, forment une masse extrêmement dense (environ 7 millions de spermatozoïdes par microlitre!), ou les seuls mouvements possibles sont des ondulations parallèles des flagelles de paquets de spermatozoïdes (figure 2). Or, toutes les méthodes « traditionnelles » de cryoconservation comprennent l’ajout d’un diluant au sperme, contenant des substances nécessaires à la prévention de la formation de glace intracellulaire (cryoprotectants). La dilution mène généralement à l’activation des spermatozoïdes, et détruit la plupart des paquets. C’est pourquoi ils ont développés une méthode alternative pour ajouter les cryoprotectants, non pas par dilution, mais par dialyse (figures 3-5). Dans ce cas, le sperme est transféré dans un tube, et celui-ci est submergé dans une solution concentrée du cryoprotectant. Le matériel du tube permet le passage du cryoprotectant, mais pas de molécules plus grandes ou des spermatozoïdes. Ainsi, le protectant pénètre dans le sperme sans détruire les paquets. En plus, la dialyse permet de réduire l’eau cellulaire, ce qui diminue le risque de formation de cristaux de glace lors des étapes de congélation/dégongélation.

Avec cette méthode, récemment publiée dans le journal Cryobiology (Wegener et al., 2014), ils arrivent à un taux de couvain d’ouvrières généralement supérieur à 50%, maintenu pendant plusieurs mois. Certaines reines hivernées produisaient encore du couvain d’ouvrières au printemps suivant. Ces résultats ne permettent évidemment pas encore l’utilisation de sperme décongelé pour l’insémination de reines « de production » mais ils sont suffisants pour inséminer des reines avec du sperme congelé et obtenir qu’elles-mêmes produisent des œufs fécondés. Cela permet de réintroduire des allèles congelés. Il est donc désormais possible d’utiliser la cryoconservation de sperme de faux-bourdons pour la protection de biodiversité ou dans des programmes de sélection spécifiques.

En 2014, l’institut d’Hohen Neuendorf a fortement simplifié le protocole, et développé un kit commercial pour la cryoconservation*. Cependant, le processus nécessite la manipulation d’azote liquide et de disposer d’un récipient cryogénique pour un stockage de longue durée. Un tel matériel a un cout non négligeable et son utilisation nécessite également une formation pour ne pas prendre de risque. Pour cette raison, il est plutôt conseillé aux sélectionneurs intéressés de s’adresser soit à un institut public, soit à une cryobanque commerciale.

Sperme décongelée avec des paquets compacts de spermatozoïdes encore intacts. Ondulations parallèles des flagelles sur les bords de ces paquets. (c) LIB/Jakob Wegener
Sperme décongelé avec des paquets compacts de spermatozoïdes encore intacts. Ondulations parallèles des flagelles sur les bords de ces paquets. (c) LIB/Jakob Wegener

Une première cryobanque de sperme de faux-bourdons a récemment été créée aux Etats-Unis, travaillant encore avec un protocole de cryopréservation « conventionnel », c’est à dire sans dialyse. En Europe, des discussions sont en cours pour en mettre une autre en place. Un tel outil pourrait être un support important à la préservation de ressources génétiques apicoles ainsi qu’au travail des sélectionneurs, par exemple dans le but de créer une souche d’abeilles véritablement résistante à Varroa destructor.

* par l’intermédiaire de la Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, dans le cadre de son programme de soutien aux innovateurs (FKZ 2813500408).

** disponible sur www.amplab.de pour le prix de 178,50€.

L’auteur principal de cet article est le Dr. Jakob Wegener, ingénieur en agriculture diplômé de l’Institut Supérieur Agricole de Beauvais. Il est apiculteur depuis 25 ans, et depuis 12 ans il travaille à l’Institut de Recherche Apicole de Hohen Neuendorf (Allemagne). Vous pouvez le contacter par e-mail : wegenerj@hu-berlin.de.

Références bibliographiques

Harbo, J. (1983) Survival of honey bee (hymenoptera: Apidae) spermatozoa after two years in liquid nitrogen (-196°c). Ann Entomol Soc Am 76, 890-891.

Hopkins, B.K., C. Herr, W.S. Sheppard (2012) Sequential generations of honey bee (Apis mellifera) queens produced using cryopreserved semen. Reproduction, Fertility and Development 24, 1079-1083.

Melnichenko, A.N., I.L. Vavilov Long term storage of drone sperm by freezing in liquid nitrogen. In: Apimondia, Prague, 1975. p 311 – 314.

Wegener, J., K. Zschörnig, K. Onischke, B. Fuchs, J. Schiller, K. Müller (2013) Conservation of honey bee (Apis mellifera) sperm phospholipids during storage in the bee queen – a tlc/maldi-tof ms study. Exp Gerontol 48, 213-222.

Wegener, J., T. May, G. Kamp, K. Bienefeld (2014) A succesful new approach to honeybee semen cryopreservation. Cryobiology 69, 236-242.

Néonicotinoïdes et abeilles : la désorientation des individus confirmée en plein champ, la colonie adapte sa stratégie

INRA Laurent GUILBAUD_web   Une nouvelle étude en plein champ conforte les essais en laboratoire sur les risques de désorientation des abeilles exposées au traitement des semences de colza au thiaméthoxame. L’étude révèle que la proximité des parcelles traitées diminue l’espérance de vie des butineuses. En réponse à cette surmortalité, les colonies modifient leur stratégie de production de couvain de façon à privilégier le renouvèlement des ouvrières. Cette étude soulève de nouvelles pistes de recherches pour l’évaluation des risques toxicologiques sur le terrain. Menée par l’Inra, Terres Inovia, le CNRS, l’ITSAP-Institut de l’abeille et ACTA, l’étude a été publiée le 18 novembre 2015 dans la revue Proceedings of the Royal Society B.


 Le point de départ de ce nouveau travail est une double recommandation de l’Anses suite aux premiers résultats publiés en 2012 (Henry et al.)[1] concernant les effets toxiques des insecticides néonicotinoïdes : d’une part, vérifier ou infirmer en conditions d‘exposition réelles, au champ, l’impact de la pratique d’enrobage des semences avec certains insecticides sur la mortalité des abeilles pollinisatrices et d’autre part, préciser ses effets sur les performances des colonies, données souvent absentes des évaluations précédentes…

Pour en savoir plus…