La diversité des espèces nectarifères et pollinifères inventoriée

Publié le 29/05/2023

Pollinisation

Création d’une base de données

La présence de ressources florales abondantes et diversifiées dans les milieux est primordiale au maintien et au bon développement des insectes pollinisateurs. De nombreuses informations concernant la qualité et la quantité du nectar et du pollen, variables d’une espèce florale à l’autre, sont disponibles dans la littérature. Un travail est en cours pour rassembler, détailler et homogénéiser toutes ces informations au sein d’une base de données. Cet outil permettra aux acteurs de la biodiversité d’assurer des habitats favorables aux pollinisateurs en termes de ressources alimentaires.

Les populations d’insectes pollinisateurs sauvages, principalement les hyménoptères, les diptères, les lépidoptères et les coléoptères, ont diminué localement ces dernières années en abondance et en diversité. En Europe, 9 % des espèces d'abeilles et de papillons sont menacées et on estime que leurs populations déclinent de - 37 % pour les abeilles et de -31 % pour les papillons.

Toutefois, 57% des espèces d’abeilles restent non évalués pour cause de données insuffisantes (1). Les résultats d’une récente étude menée au Royaume-Uni montrent que 80% des espèces de papillons ont diminué en abondance et en distribution depuis les années 1970 (2).

Les ressources florales primordiales pour les insectes pollinisateurs

Le rôle des pollinisateurs dans le maintien et le bon fonctionnement des écosystèmes est pourtant essentiel. En effet, 78 % des espèces végétales connues en zones tempérées dépendent de la pollinisation entomophile pour leur reproduction. En l’absence de pollinisateurs, il est estimé qu’un tiers des espèces de plantes à fleurs ne produirait pas de graines et la moitié d’entre elles subirait une réduction de 80 % de leur nombre de graines. Pour les espèces cultivées, on estime que 35 % de la production agricole mondiale dépend des pollinisateurs. En l’absence de ceux-ci, 12% des cultures subiraient une diminution de leur production supérieure à 90%.

Les causes du déclin supposé des insectes pollinisateurs sont multiples : notamment, l’utilisation de produits phytosanitaires (insecticides, fongicides), la présence d’une diversité de prédateurs et parasites, la perte d’habitats naturels et semi-naturels comme les haies ou les jachères, ou encore l’élimination des plantes adventices par traitements herbicides. Ces deux derniers facteurs ont pour point commun d’entraîner la diminution des ressources florales disponibles pour les insectes pollinisateurs. Or les ressources en nectar et pollen constituent leur principale voire leur unique ressource alimentaire.

Première source d'énergie, le nectar est riche en sucres et autres substances nutritives telles que des acides aminés et parfois des minéraux.

Quant au pollen, son apport en protéines, lipides et micronutriments (vitamines, minéraux, oligo-éléments) est essentiel; il est principalement utilisé pour les larves et joue un rôle important dans les défenses immunitaires des insectes floricoles.

La diversité des ressources florales, cultivées et non cultivées, dans un milieu est indispensable au maintien des pollinisateurs qui ne visitent pas tous les mêmes espèces de plantes en fleurs. La présence d’une communauté diverse et abondante de pollinisateurs dépend donc de l’existence de ressources florales abondantes et diversifiées, mais aussi complémentaires dans l’espace et le temps, par exemple en dehors des périodes de floraison massive des cultures. Des études montrent que la quantité, la qualité nutritionnelle et la disponibilité du nectar et du pollen, produits par les fleurs au cours de l’année, varient selon les espèces végétales et les conditions météorologiques, de même que les besoins des pollinisateurs pour ces ressources (ex. selon leur cycle de vie).

Produire un savoir commun pour gagner en efficacité

Les études sur les ressources florales et les pollinisateurs se multiplient dans le contexte des changements globaux (dérèglement climatique, érosion de la biodiversité)

Les données sur la quantité (volume ou masse) et la qualité, par exemple la concentration en sucres ou teneur en protéines, du nectar et du pollen, sont documentées dans des sources bibliographiques variées : publications scientifiques et apicoles, rapports d’expertise, ouvrages sur les plantes mellifères etc.

Les méthodes de collecte et d’analyse de la composition du nectar et du pollen sont cependant hétérogènes, de même que la manière d’estimer les résultats obtenus en termes d’unités et d’échelle spatio-temporelle. Rassembler, détailler et homogénéiser ces données pour améliorer les connaissances sur les traits de vies des plantes sauvages liées aux pollinisateurs est donc essentiel. C’est d’ailleurs l’un des objectifs du plan national en faveur des insectes pollinisateurs et de la pollinisation (2021-2026) et dans ce contexte que s’inscrit ce projet multi-partenarial réunissant l’ITSAP- Institut de l’Abeille, l’Institut d’Ecologie et des Sciences de l’Environnement de Paris (IEES), le Muséum National d’Histoire Naturelle (UMR Centre d’Ecologie et des Sciences de la Conservation) et l’Université de Toulouse via son laboratoire Evolution et Diversité Biologique. Il a pour vocation de créer une base de données qui regroupe toutes les informations disponibles sur les ressources florales pour les pollinisateurs.

Priorité aux espèces végétales présentes partout en France métropolitaine

Une étude menée en Grande Bretagne met en évidence que seulement quatre espèces végétales répandues sur tout le territoire (soit une infime part de l’ensemble des espèces végétales du pays), procurent plus de 50% de la production nationale de nectar pour l’année 2007. De tels résultats soulignent le rôle important de ces espèces florales, dites communes, dans la structuration des réseaux d’interactions avec les insectes pollinisateurs. C’est pourquoi la première étape du projet de création d’une base de données partagée a consisté à élaborer une liste d’espèces végétales sauvages et cultivées, fréquemment rencontrées en France métropolitaine, et sur lesquelles prioriser la recherche d’informations pour le nectar et le pollen.

Afin de représenter la diversité des sources alimentaires disponibles pour les insectes pollinisateurs sur le territoire français métropolitain, quatre catégories de flore ont été prises en compte : la flore cultivée, la flore sauvage, les espèces messicoles, et les cultures de plantes à parfum, aromatiques et médicinales (PPAM).

La sélection a été réalisée selon le type de données disponible pour chaque catégorie de flore, recensé à l’échelle nationale par différents organismes (Fig. 1).

A ce jour, la liste regroupe 429 espèces toutes catégories confondues (Fig. 1), issues de quatre bases de données.

La flore sauvage représente une part importante de la liste (304 espèces).

Ces données proviennent du programme de sciences participatives Vigie-Flore qui s’adresse aux botanistes amateur.rices et professionnel.les pour leur permettre de participer au suivi de la flore sauvage commune de France depuis 15 ans.

Le protocole d’échantillonnage est standardisé, les « vigie-floristes » mettent en œuvre le même protocole partout en France et à la même période de l’année. Cela permet de récolter des données comparables dans l’espace et dans le temps pour tout type d’habitats (forestiers, urbains, agricoles...) afin d’être représentatif de la flore du territoire. Pour sélectionner les espèces les plus communes, nous avons conservé 80% des données d’observation, parmi les espèces présentes au minimum dans 10 stations d’échantillonnage en France et sur 5 années de suivi minimum depuis 2009 (ex. Hedera helix (Lierre), Trifolium repens (Trèfle blanc), Convolvulus arvensis (Liseron des champs), Plantago lanceolata (Plantain lancéolé), Cirsium arvense (Chardon des champs)).

Concernant la flore cultivée, la sélection s’est faite à partir des données Agreste (3) qui répertorient les superficies (ha) des cultures alimentaires et énergétiques en France. Les 54 espèces allant jusqu’au stade floral ont été sélectionnées pour notre liste qui inclut les cultures de céréales (ex. maïs, orge), d’oléagineux (ex. colza, lin) et de fruits (ex. prunes, fraises), auxquelles sont associées toutes les variétés végétales cultivées répertoriées dans le catalogue du GEVES (Groupe d’Etude et de contrôle des Variétés Et des Semences (4)). Pour compléter cette liste, nous avons ajouté des espèces de cultures non alimentaires, les PPAM (ex. thym, romarin, lavande) d’après les données recensées par l’organisme FranceAgriMer (5).

Enfin, des espèces messicoles ont été ajoutées car elles représentent une ressource intéressante pour les pollinisateurs en milieu agricole. Il n’existe pas, à notre connaissance, de données d’abondance standardisées à l’échelle nationale pour les espèces messicoles, c’est pourquoi nous avons utilisé la classification de l’Union Nationale pour la Conservation de la Nature (l’UICN) qui estime l’état de conservation des espèces. Nous avons considéré les 51 espèces messicoles les plus communes, classées dans la catégorie « Least Concern » (LC) ou préoccupation mineure.

Parmi ces 51 espèces, 12 espèces messicoles étaient déjà comprises dans la sélection d’espèces de Vigie-flore (ex. Papaver rhoeas (Coquelicot), Viola arvensis (Violette des champs)), les 39 espèces messicoles restantes ont donc été ajoutées.

Des études montrent que les pollinisateurs peuvent utiliser les ressources en pollen et en nectar d’espèces florales qui ne dépendent pas des insectes pour leur reproduction, raison pour laquelle cette liste de 429 espèces comprend des espèces végétales entomophiles mais aussi non entomophiles comme le pissenlit (Taraxacum sp) ou le maïs (Zea mays). Parmi les 304 espèces de la sélection Vigie-flore, notons que 26% d’espèces ne sont pas entomophiles.

Figure 1 : Nombre d’espèces dans la liste par catégorie de flore (N=429) et leur source

Quelle méthode pour la construction de la base de données ?

La recherche de données sur les ressources florales dans la littérature se fait à partir des noms des 429 espèces de la liste auxquels sont associés des mots clés (« ressource florale », « nectar », « pollen », « densité florale », « potentiel mellifère » par exemple) sur des bases de données bibliographiques telles que Web of Science et Google scholar pour la littérature scientifique et sur un navigateur web pour la littérature grise ou empirique. Les sources bibliographiques répertoriées jusqu’à maintenant sont variées : articles scientifiques, bases de données (data paper), articles de revues apicoles, livres, rapports d’expertise etc. et les données proviennent principalement de l’Europe (Angleterre, France, Allemagne, Belgique, Roumanie, entre autres) et remontent jusqu’aux années 60.

Parmi les données répertoriées à ce jour, on constate une hétérogénéité dans les méthodes de collecte et d’estimation des quantités de nectar et de pollen prélevés : cela concerne les unités de mesure (µg, kg, mg), l’espace (fleur, m², ha) et le temps (jour, an).

Le volume (en µL ou ml produit par fleur/unité de temps) et la concentration en sucres du nectar (en µg ou mg par fleur/m², ou en kg/ha) sont les mesures les plus fréquentes, probablement en raison de la facilité d’obtention de celles-ci.

A partir de ces informations bibliographiques, nous renseignerons en priorité dans la base de données, les informations associées aux variables ressources (ex. volume de nectar par fleur, quantité et concentration en sucre du nectar, masse et volume des grains de pollen, et teneur en protéines), les densités de fleurs (ex. nombre de fleurs par m²) et les phénologies (début, fin et durée de floraison). Ainsi, nous pourrons estimer les potentiels nectarifères et pollinifères des espèces (la quantité de sucres produite par une espèce en kg/ha). Plusieurs traits floraux (l’aire et la hauteur florale, ou la profondeur de corolle) seront également renseignés puisqu’ils peuvent influencer l’accessibilité des ressources florales pour certains pollinisateurs.

De même, des métadonnées seront ajoutées pour prendre en compte la variabilité de la production de nectar qui peut dépendre par exemple de l’âge de la plante ou de la localisation du prélèvement : la région biogéographique, le type de substrat, la nature du sol ou la température.

Les données vont être renseignées dans une base de données dite « relationnelle » avec le système de gestion my SQL. Ce format facilite le lien entre de nombreuses données répertoriées par thèmes (par exemple, les données météo ou celles de taxonomie). Cet outil permet également de standardiser la donnée et de garantir sa compatibilité avec d’autres bases qui utilisent des référentiels universels (ex. code GBIF, taxonomie TaxRef INPN, code Insee etc.). Les erreurs de saisie sont ainsi limitées grâce à une interface en cours de développement.

Premier terrain d’observation en Ile-de-France au printemps

La saisie des informations dans la base de données va permettre d’identifier progressivement les espèces végétales pour lesquelles il manque des connaissances relatives à leurs traits biologiques.

L’objectif est de compléter, sur le long terme, cette base de données avec des collectes issues du terrain (Fig. 2), en démarrant au printemps et à l’été 2023. Les premiers prélèvements seront effectués sur des sites présélectionnés en région Île-de-France.

Figure 2 : Photos de prélèvement du nectar sur le terrain avec un micro-capillaire et lecture des concentrations en sucres au réfractomètre

Dans un second temps, la liste des espèces sera élargie et complétée avec les données d’autres espèces végétales, cette fois-ci répandues sur le territoire de France métropolitaine, mais potentiellement intéressantes pour des espèces d’insectes pollinisateurs : par exemple celles qui récoltent le pollen de fleurs appartenant à un seul genre ou une seule famille botanique, appelées « oligolectiques ».

A terme, cette base de données regroupera de nombreuses informations sur la valeur nutritive du pollen et du nectar de centaines d’espèces végétales françaises. Elles pourront être utiles à un panel d’acteurs de la biodiversité (recherche, conseil apicole, agricole et forestier, gestion d’espaces naturels et urbains etc.) cherchant à favoriser l’abondance et la diversité florale pour une meilleure préservation des insectes pollinisateurs. Ces données serviront, entre autres, à estimer la quantité et la qualité nutritive des ressources alimentaires disponibles pour les insectes pollinisateurs dans différents habitats, urbains, agricoles ou naturels. Un autre objectif majeur du projet est d’étudier les variations temporelles de production de nectar et de pollen, et à de grandes échelles spatiales: un sujet de recherche particulièrement important dans le contexte actuel de fragilisation des écosystèmes.

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Auteurs : 

Sarah Lemétayer, iEES Paris - Cesco MNHN

Fabrice Allier, Institut de l’abeille (ITSAP)

Mathilde Baude, Université d’Orléans - iEES Paris

Grégoire Lois, Cesco MNHN - OFB

Gabrielle Martin, EDB Toulouse

Emmanuelle Porcher, Cesco MNHN

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