Des scientifiques de l’Imperial College de Londres et du Natural History Museum ont publié aujourd’hui deux articles simultanés analysant les populations de bourdons du Royaume-Uni.
Le premier a étudié la morphologie (formes corporelles) de spécimens d’abeilles datant de 1900. À l’aide d’images numériques, le groupe a d’abord étudié l’asymétrie des ailes de bourdon comme indicateur de stress. Une forte asymétrie (ailes droite et gauche de forme très différente) indique que les abeilles ont subi un stress au cours du développement, un facteur externe qui a affecté leur croissance normale.
En étudiant quatre espèces de bourdons britanniques, le groupe a trouvé des preuves que le stress augmentait à mesure que le siècle avançait depuis son point le plus bas vers 1925. Une analyse plus approfondie a montré que chaque espèce d’abeille affichait un niveau de stress systématiquement plus élevé dans la seconde moitié du siècle.
Apprendre du passé pour prédire l’avenir
En prenant les conditions climatiques au cours de l’année de collecte, à savoir la température moyenne annuelle et les précipitations annuelles, l’équipe a constaté que les années les plus chaudes et les plus humides, les abeilles présentaient une asymétrie des ailes plus élevée. L’étude est publiée aujourd’hui dans le Journal d’écologie animale.
L’auteur Aoife Cantwell-Jones, du Département des sciences de la vie (Silwood Park) de l’Impériale, déclare qu' »en utilisant un proxy du stress visible sur l’anatomie externe de l’abeille et causé par le stress pendant le développement quelques jours ou semaines avant, nous pouvons chercher à suivre plus précisément les facteurs mettant les populations sous pression à travers l’espace et le temps historiques. »
L’auteur, le Dr Andres Arce, maintenant à l’Université du Suffolk, a déclaré que leur « objectif est de mieux comprendre les réponses à des facteurs environnementaux spécifiques et d’apprendre du passé pour prédire l’avenir. Nous espérons pouvoir prévoir où et quand les bourdons seront les plus à risque et cibler des actions de conservation efficaces.
L’auteur principal, le Dr Richard Gill, du Département des sciences de la vie (Silwood Park) de l’Impériale, déclare que « avec des conditions plus chaudes et plus humides qui devraient soumettre les bourdons à un stress plus élevé, le fait que ces conditions deviendront plus fréquentes avec le changement climatique signifie que les bourdons pourraient être dans une période difficile au cours du 21e siècle. »
ADN d’une seule jambe
En plus de mesurer la forme des ailes des abeilles, dans une deuxième étude parallèle, l’équipe a séquencé avec succès les génomes de plus d’une centaine de spécimens de musées de bourdons datant de plus de 130 ans. Dans une avancée pionnière, les anciennes méthodes ADN généralement utilisées pour étudier les mammouths laineux et les anciens humains ont été pour la première fois utilisées sur une population d’insectes.
Des scientifiques du Natural History Museum et de l’Earlham Institute ont quantifié la préservation de l’ADN en utilisant une seule patte d’abeille de chacune des abeilles étudiées. De ces développements, publiés aujourd’hui dans Méthodes en écologie et évolutionles chercheurs peuvent maintenant chercher à déterminer comment le stress signalé peut entraîner une perte de diversité génétique.
Parallèlement à la fourniture d’un nouveau génome de référence, l’équipe utilisera désormais ces données pour étudier comment les génomes des abeilles ont changé au fil du temps, afin de comprendre comment des populations entières se sont adaptées ou non à des environnements changeants.
La valeur des collections des musées
En se concentrant sur les collections de bourdons, l’équipe a travaillé avec des conservateurs du Natural History Museum London, des National Museums Scotland, du Oxford University Museum of Natural History, du World Museum Liverpool et du Tullie House Museum Carlisle.
L’auteur, le Dr Victoria Mullin, du Natural History Museum, déclare que « les collections d’insectes des musées offrent une opportunité sans précédent d’étudier directement comment les génomes des populations et des espèces ont été affectés par les changements environnementaux au fil du temps. Cependant, ils constituent une ressource et une compréhension limitées. la meilleure façon de les utiliser pour les études génétiques est importante. »
L’auteur principal, le professeur Ian Barnes, du Natural History Museum, déclare que « l’un des principaux problèmes des collections de musée est que la qualité de l’ADN peut être très variable, ce qui rend difficile de prédire quel type d’analyses nous devrions faire. Nous avons maintenant une bien meilleure idée de la préservation de l’ADN dans les collections d’insectes, ce qui donne un coup de pouce massif à nos travaux en cours pour comprendre l’histoire et l’avenir des populations d’insectes. »
Le Dr Gill a conclu que « ces études montrent la valeur de tirer parti des spécimens des musées pour remonter dans le temps et découvrir les secrets du passé. Mais ce que nous avons fait n’est que le début, et en poursuivant notre travail avec ces collections publiques vitales et en collaborant avec des conservateurs on ne peut qu’en découvrir plus.
« Ce travail faisait partie d’un projet financé par le Conseil de recherche sur l’environnement naturel et n’aurait pas pu être réalisé sans l’engagement, le travail acharné et la diligence des conservateurs du musée et de nos autres collaborateurs. Nous sommes également reconnaissants aux fonds du BBSRC pour soutenir la génération du génome de référence du bourdon. »
Aoife Cantwell-Jones, et al, Signatures de l’augmentation du stress environnemental dans les ailes de bourdon au cours du siècle dernier : aperçus des spécimens de musée, Journal d’écologie animale (2022). doi.org/10.1111/1365-2656.13788
Victoria Mullin et al, Première étude de quantification à grande échelle de la conservation de l’ADN chez les insectes à partir de collections d’histoire naturelle utilisant le séquençage à l’échelle du génome, Méthodes en écologie et évolution (2022). doi.org/10.1111/2041-210X.13945