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

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.

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.

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).

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.