L’ADN contenu dans le miel révèle la santé des abeilles

Des chercheurs du BSRC « Alexander Fleming » en Grèce ont optimisé une méthode pour caractériser les traces d’ADN dans le miel, révélant les espèces avec lesquelles les abeilles interagissent. Ce travail collaboratif mené par la chercheuse Dr. Solenn Patalano a permis de suivre la variabilité du régime alimentaire des abeilles tout au long de l’année, de révéler le microbiote des abeilles de manière non invasive, ainsi que d’identifier les espèces pathogènes auxquelles elles sont confrontées. L’étude de recherche est publiée dans la revue Ressources d’écologie moléculaire et, bien qu’à un stade exploratoire précoce, il pourrait révolutionner la façon dont nous comprenons les niches écologiques des abeilles

Pourquoi est-il important de comprendre la niche écologique de l’abeille domestique ?

Ce qui définit la niche écologique d’un organisme est un équilibre délicat d’interactions et d’ajustements avec d’autres espèces coexistant dans le même habitat. En pollinisant les arbres et les fleurs, les abeilles exploitent un grand nombre d’espèces de plantes à fleurs pour leurs propres ressources alimentaires et leur croissance. D’autre part, les colonies d’abeilles mellifères sont également fragilisées lorsque les conditions environnementales favorisent la propagation d’espèces pathogènes, comme les acariens Varroa. La dynamique des espèces de la niche écologique des abeilles est donc inextricablement liée au type d’habitat dans lequel les abeilles vivent et à ses changements saisonniers.

Face à la restructuration croissante des espaces agricoles et aux effets du changement climatique, les niches écologiques des abeilles deviennent plus vulnérables. Une meilleure compréhension de la dynamique des interactions entre les abeilles et les espèces environnantes permettra d’identifier les périodes et les zones à risque pour les abeilles. « C’est extrêmement important dans les environnements ruraux et agricoles, où les interactions entre les espèces influencent la productivité des cultures. Il est évident que notre nourriture et notre survie dépendent du bon fonctionnement de minuscules insectes », a commenté Anastasios Galanis, le premier auteur de l’étude.

Le miel, marqueur unique de diversité végétale environnementale

Les abeilles fabriquent du miel en régurgitant le nectar et le pollen des fleurs qu’elles butinent, puis en le plaçant dans les cellules de leur ruche jusqu’à ce que suffisamment d’eau s’évapore. Grâce à ce processus, le miel entre en contact avec une variété d’organismes et, par conséquent, contient de l’ADN de plusieurs espèces, collectivement appelé ADN environnemental (eDNA); cela provient des plantes butinées, des bactéries intestinales des abeilles et des agents pathogènes potentiels de la ruche. La méthode optimisée maintenant publiée, appelée «métagénomique directe», implique le séquençage et l’identification complète des fragments d’ADNe trouvés dans le miel. Comme l’explique Galanis : « La conception et les tests d’un pipeline bioinformatique adapté aux données métagénomiques du miel nous permettent d’augmenter la sensibilité et la spécificité ; ainsi, nous pouvons être assez confiants quant à l’identification de certaines espèces ».

Dans cette étude, les chercheurs ont analysé plusieurs échantillons de miel provenant d’un rucher situé dans un paysage typiquement méditerranéen. Ils ont identifié plus de 40 espèces de plantes qui reflètent toute la diversité botanique entourant les ruches. « Ce qui était très frappant », a déclaré le Dr Patalano, « c’est de voir à quel point l’abondance de l’eDNA des plantes est variable au fil des saisons, reflétant parfaitement les adaptations comportementales de recherche de nourriture qui suivent la floraison des plantes. » Les chercheurs ont également comparé les différents échantillons de miel en utilisant la mélissopalinologie (utilisant la forme des grains de pollen pour la caractérisation). Au-delà de la grande complémentarité des deux analyses, l’étude a révélé que l’approche métagénomique révèle également des comportements de butinage non polliniques, comme le butinage du miellat de pin, ressource alimentaire importante pour la survie des abeilles en début d’automne.

Anticiper les maladies et la propagation des agents pathogènes

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, la niche écologique des abeilles s’étend bien au-delà des végétaux. Dans les échantillons de miel analysés, les chercheurs ont révélé un nombre encore plus important d’espèces d’eDNA bactériennes, dont la grande majorité émane de micro-organismes considérés comme inoffensifs et qui constituent les espèces centrales du microbiome de l’abeille. Le Dr Patalano explique que « comme le microbiome intestinal humain, le microbiome intestinal de l’abeille est un élément important de leur santé. Nous savons déjà que les facteurs de stress environnementaux, tels que les pesticides, peuvent gravement endommager les communautés microbiennes intestinales et augmenter le risque de maladies des abeilles ». . Mais comment cela fonctionne reste largement inconnu. » Avec ce travail, les chercheurs apportent la preuve que l’approche métagénomique du miel permet l’étude de la variation du microbiome intestinal sans avoir à sacrifier les abeilles.

Les chercheurs ont également recherché la présence d’ADNe provenant d’agents pathogènes putatifs. Ils ont découvert que des traces d’ADNe d’acarien Varroa dans le miel correspondaient directement à la contamination observée de la ruche. C’est un signe prometteur que cette recherche pourrait éventuellement être utilisée pour surveiller et anticiper les maladies et les agents pathogènes dans des études à grande échelle.

« À l’avenir, ces travaux pourraient également avoir des implications très importantes pour l’homme. Si nous voulons assurer des services écosystémiques, comme la pollinisation des fruits et légumes, tout en maintenant la biodiversité des espèces, nous devons également préserver la santé des abeilles. Notre défi est de construire la biosurveillance. stratégies afin d’identifier les niches écologiques les plus appropriées pour tous les pollinisateurs », a conclu le Dr Patalano.

Fourni par Centre de recherche en sciences biomédicales Alexander Fleming