Partout dans le monde, on prend de plus en plus conscience du rôle crucial que jouent les abeilles et les autres pollinisateurs dans la préservation des habitats naturels et la sécurisation des approvisionnements alimentaires. A l’approche de la journée mondiale des abeilles le 20 mai, Magazine Horizon examine de plus près comment les micro-organismes dans un intestin d’abeille sont essentiels pour assurer l’avenir des insectes et de la planète.
Avec trois quarts des cultures vivrières mondiales dépendant dans une certaine mesure des pollinisateurs, assurer le bien-être de ces insectes ingénieux face à la perte d’habitat, à la pollution et aux pesticides sera essentiel pour améliorer l’approvisionnement alimentaire dans les années à venir.
Abeille facile
Pour les abeilles comme pour les humains, un tube digestif en bonne santé pourrait contribuer grandement à améliorer la longévité. C’est pourquoi les chercheurs étudient le mystérieux microbiome interne des intestins des abeilles pour en savoir plus sur leur résistance aux maladies et sur la meilleure façon de s’en protéger.
« Le microbiote intestinal est important pour protéger les abeilles contre les agents pathogènes », a déclaré le Dr Amélie Cabirol, chercheuse postdoctorale en santé des abeilles à l’Université de Lausanne en Suisse. « Nous devons comprendre tous les déterminants de la physiologie de l’abeille pour pouvoir dire ‘Ceci est la carte d’identité d’une abeille en bonne santé. »‘
Dans le monde des abeilles, durée de vie moyenne peut aller de huit semaines à cinq ans selon le type d’abeille. Les abeilles ouvrières meurent en quelques mois tandis que les reines peuvent vivre des années.
L’intestin d’une abeille est relativement simple à étudier car il est dominé par des communautés spécialisées d’environ neuf espèces bactériennes seulement. Cela signifie qu’ils pourraient constituer une bonne base pour en savoir plus sur le microbiome chez d’autres espèces également, y compris les humains.
Certains pesticides et herbicides affectent le microbiote intestinal des abeilles. Les pesticides appelés néonicotinoïdes ont souvent été impliqués dans le déclin des pollinisateurs. Alors que leur utilisation à l’extérieur a été interdite dans l’UE en 2018, des dérogations ont été accordées avant tentatives récentes de mettre fin à la pratique.
Les changements apportés à ce qui se trouve dans l’intestin d’une abeille ne sont pas toujours mortels, mais peuvent toujours entraver la capacité de pollinisation.
Lien bactéries-mémoire
« Il y a de plus en plus de preuves que le fait d’avoir un microbiote intestinal perturbé aura un impact sur les performances d’apprentissage et de mémoire des abeilles », a déclaré Cabirol. « Ces capacités cognitives sont importantes pour que les abeilles associent les odeurs au nectar qu’elles obtiennent des fleurs et se souviennent donc des meilleures sources de nourriture dans leur environnement. »
Le HarmHoney Le projet sur lequel elle a travaillé portait sur la santé intestinale des abeilles en utilisant le séquençage génétique et l’étude de petites molécules impliquées dans le métabolisme au sein des cellules. L’initiative s’est déroulée de mai 2020 à octobre 2022.
L’équipe de Cabirol a découvert que les abeilles informations apprises et mémorisées mieux quand leur intestin contenait cinq types de bactéries centrales que lorsqu’ils n’en contenaient qu’un seul ou aucun.
Cela suggère que les performances sont améliorées par les interactions entre les types de microbes. La prochaine étape consistera à tester diverses combinaisons pour identifier ce qui se passe.
« Maintenant, nous pouvons seulement dire que chaque membre microbien à lui seul n’est pas suffisant pour promouvoir ces capacités cognitives, mais nous ne pouvons pas encore dire si chaque membre est nécessaire pour cela », a déclaré Cabirol.
Bien que recherche récente suggère que les abeilles mellifères ont augmenté au cours des dernières décennies, elle a déclaré que les colonies individuelles peuvent encore subir de graves pertes et espère que les découvertes de HarmHoney pourront être appliquées à d’autres espèces d’abeilles menacées.
Par exemple, études menées par ses collègues de l’Université de Lausanne ont commencé à en savoir plus sur la diversité des microbiomes intestinaux des abeilles dites sans dard.
La relative facilité d’étudier les abeilles en raison de facteurs tels que leur présence mondiale généralisée en fait de bons cas de test, selon Cabirol.
« Les pertes de colonies d’abeilles sonnent l’alarme que d’autres populations d’abeilles non gérées pourraient souffrir de facteurs de stress similaires », a-t-elle déclaré. « Comprendre les causes de l’effondrement des colonies est essentiel pour identifier les facteurs de stress qui peuvent affecter tous les pollinisateurs, et devrait aider à améliorer les pratiques agricoles et apicoles. »
Problème de parasite
Parmi les facteurs de stress auxquels sont confrontées les abeilles figurent les parasites intestinaux tels que Nosema ceranae, qui est devenu répandue dans le monde.
L’infection des abeilles adultes à un jeune âge peut les amener à avoir des difficultés à digérer les aliments pour le reste de leur vie. Les implications de suivi incluent une durée de vie plus courte et une santé, une population et des performances réduites de la colonie, ce qui peut finalement entraîner la mort de la colonie.
L’antibiotique fumagilline a toujours été déployé contre les espèces de Nosema, mais son utilisation a été restreinte en Europe en raison de l’interdiction des antibiotiques dans l’apiculture et quelques études se sont demandé si cela fonctionnait réellement chez Nosema ceranae. Cela appelle de nouvelles méthodes de prévention.
« Nous devons trouver des solutions naturelles qui ne créent pas de problèmes pour les abeilles et l’environnement », a déclaré le professeur Diana Di Gioia, microbiologiste agricole à l’université de Bologne en Italie. « Le concept est que, si l’hôte a une composition accrue de bactéries bénéfiques, il peut mieux réagir aux parasites. »
Elle a dirigé le Pas de problème projet examinant de nouveaux traitements intestinaux potentiels respectueux de l’environnement pour renforcer la résistance des abeilles aux maladies. L’initiative, qui a débuté en 2018, a été prolongée au-delà d’une date de fin de mars 2023.
Au cours du projet, l’équipe a mené des études basées sur l’ADN impliquant à la fois des solutions bactériennes et des produits d’origine végétale en laboratoire et sur le terrain en Irlande, en Italie, à Malte et en Argentine pour étudier leur efficacité sous différents climats et niveaux d’infection.
Formule secrète
Les chercheurs ont découvert qu’une formule contenant un mélange de deux types de micro-organismes bénéfiques semblait conduire à une réduction chez Nosema ceranae.
L’équipe a maintenant développé une formulation prototype à base de micro-organismes probiotiques et de molécules d’origine végétale. L’idée est que cette formulation, en cours de dépôt de brevet, puisse être donnée aux abeilles dans leur alimentation et contribuer à améliorer l’équilibre de leur microbiote.
L’espoir est de mener un projet de suivi dans lequel la formulation peut être testée dans différentes conditions et doses pour la perfectionner et identifier les meilleures méthodes d’application.
Outre les avantages pour les abeilles, la recherche sur celles-ci peut être très utile pour examiner plus largement le microbiome intestinal et son évolution.
« Avec les abeilles, nous avons cet outil puissant », a déclaré Di Gioia. « Il semble que l’abeille ait été conçue pour être un modèle pour l’examen du microbiote intestinal. »