Les abeilles semblaient en parfaite santé, bourdonnant autour de leur ruche en bois par une chaude journée d’automne dans le centre de la Pennsylvanie.
Elizabeth Capaldi soupçonnait le contraire.
Vêtue d’une combinaison et d’un chapeau blancs protecteurs, la biologiste a tendu la main gantée pour capturer l’un des insectes dans un petit flacon, puis l’a ramené à son laboratoire de l’Université Bucknell pour disséquer son cerveau.
Son collègue David Rovnyak a ensuite placé un échantillon des entrailles de l’abeille dans un grand cylindre en métal et l’a bombardé d’ondes radio à haute fréquence, un type de technologie de balayage qui a révélé les quantités de certains produits chimiques révélateurs à l’intérieur.
Leur objectif : identifier les signes avant-coureurs d’un stress chez une abeille, afin que les apiculteurs puissent tenter de secourir une ruche menacée avant qu’il ne soit trop tard.
Les abeilles sont en déclin depuis des décennies, causant des maux de tête et des coûts plus élevés pour les agriculteurs qui dépendent des insectes pour polliniser leurs pommes, leurs amandes et 130 autres cultures de fruits, de noix et de légumes. La question a fait la une des journaux en 2006 avec l’émergence d’un nouveau phénomène mystérieux appelé trouble d’effondrement des colonies, mais le déclin plus large de la santé des abeilles était en cours bien avant cela, et il continue à ce jour.
Les causes incluent le changement climatique, les pesticides et les maladies, a déclaré Capaldi, qui étudie le comportement des insectes et les neurosciences à l’université des arts libéraux de Lewisburg. Dans les mauvaises années, la combinaison d’insultes peut anéantir plus de la moitié des colonies d’un apiculteur.
« Les abeilles souffrent », a-t-elle déclaré. « Tous ces facteurs se sont unis pour créer un environnement stressant pour les colonies d’abeilles à travers le pays. »
Elle et Rovnyak, professeur de chimie à Bucknell, ont réalisé il y a cinq ou six ans que le problème pouvait se prêter à une solution interdisciplinaire. Le couple s’est associé à sa collègue Marie Pizzorno, experte en virus, car l’un des facteurs du déclin des insectes est un virus qui déforme leurs ailes.
Ils veulent identifier les indicateurs de stress chimique qui s’élèvent dans le cerveau d’une abeille des mois avant que l’insecte ne montre des signes extérieurs de déclin.
Le dispositif cylindrique utilisé par Rovnyak pour détecter ces substances, appelé spectromètre, serait peu pratique pour tout apiculteur ou agriculteur. Mais une fois que les chercheurs ont déterminé quels produits chimiques sont les meilleurs prédicteurs de la santé des abeilles, ils veulent développer un test à faible coût qui pourrait être déployé dans le monde réel.
Doubler le coût
Chaque printemps, juste au moment où les pommiers commencent à fleurir, un camion à plateau arrive à la ferme Hollabaugh Bros. au milieu de la nuit, chargé de 100 ruches d’abeilles.
Les travailleurs ont installé les conteneurs en forme de boîte sur 150 acres qui produisent plus de 50 variétés de pommes, a déclaré Ellie Hollabaugh Vranich, directrice commerciale adjointe de la ferme de Biglerville, juste au nord de Gettysburg.
« Nous essayons de les étaler pendant qu’il fait encore nuit, avant que les abeilles ne se réveillent », a-t-elle déclaré.
Il y a dix ans, la ferme louait les ruches pour 50 $ pièce. Il y a quelques années, le prix est passé à 60 dollars, et au printemps dernier, il était de 100 dollars, pour un total de 10 000 dollars, a-t-elle déclaré.
Les apiculteurs ont cité diverses raisons expliquant ces augmentations, telles que la hausse des coûts du carburant et les perturbations liées à la pandémie de COVID-19. Mais chaque année, un facteur majeur de l’augmentation des coûts est que de nombreuses colonies ne survivent pas à l’hiver, ce qui signifie que les apiculteurs doivent se démener pour en élever de nouvelles à temps pour la saison de croissance.
« Vous ne pouvez pas simplement fabriquer une abeille sur une chaîne de traitement dans une usine », a déclaré Vranich. « Il faut les reproduire et leur donner le temps de développer de nouvelles ruches. »
Les apiculteurs expérimentés tels que Capaldi, le scientifique de Bucknell, peuvent souvent dire quand une ruche commence à tomber en panne simplement en la regardant. Peut-être que les insectes n’ont pas accumulé de réserves de miel à long terme, se nourrissant plutôt de nectar liquide. L’absence de couvée est un autre signe d’avertissement.
Mais à ce moment-là, il sera peut-être déjà trop tard.
Il y a un an, Capaldi a jugé que ses huit ruches à Bucknell étaient stressées, probablement parce que les asters et les verges d’or d’automne avaient produit moins de nectar que d’habitude. Ainsi, tout au long de l’hiver, elle a complété la nourriture des insectes avec du sucre.
Même ainsi, seules deux des ruches ont survécu.
Trouver les coupables
Le premier signe de trouble pour les insectes est survenu dans les années 1980 avec l’introduction d’un acarien parasite d’outre-mer, a déclaré Pizzorno, le virologue de Bucknell.
Rapportés à la taille de l’abeille, ces parasites, appelés Varroa destructor, sont énormes.
« Ce serait comme avoir une tique sur le corps de la taille d’une assiette », a-t-elle déclaré.
Les scientifiques découvriront plus tard qu’en plus d’infliger directement des dommages, les parasites transmettent également un virus aux abeilles qui déforme leurs ailes.
Les chercheurs ont également établi que le changement climatique affecte les abeilles de diverses manières, a déclaré Capaldi. Des périodes chaudes précoces ou des régimes de pluie inhabituels peuvent provoquer une floraison trop précoce des fleurs et leur disparition au moment où les insectes recherchent du nectar.
« Lorsque la colonie grandit, les fleurs peuvent ne pas être disponibles », a-t-elle déclaré.
Certains pesticides et autres pratiques de l’agriculture industrielle à grande échelle peuvent également ajouter au stress, a-t-elle déclaré. Cela inclut la façon dont les abeilles sont déployées, transportées par camion d’une ferme à l’autre où elles subsistent sur une seule culture pendant des jours à la fois.
De plus en plus tout au long des années 1990, les apiculteurs ont rapporté que certaines de leurs colonies n’ont pas survécu à l’hiver. Puis en 2006, les apiculteurs ont découvert que certaines colonies mouraient de façon inhabituelle. Au lieu de mourir dans ou près de la ruche, les abeilles disparaissaient simplement, s’envolant apparemment pour mourir ailleurs.
Bien que les apiculteurs aient signalé moins de cas de ce trouble d’effondrement des colonies ces dernières années, en partie parce qu’ils ont développé de meilleures techniques de gestion, les causes restent quelque peu floues. Capaldi blâme bon nombre des mêmes facteurs qui sont à l’origine du déclin global des abeilles qui a commencé à la fin des années 1980.
Produits chimiques révélateurs
Le spectromètre en argent robuste de Bucknell contient un aimant plus puissant que ceux utilisés dans les appareils d’IRM, a déclaré Rovnyak, professeur de chimie. Pour identifier les produits chimiques métaboliques révélateurs dans le cerveau d’une abeille, il place le minuscule amas de matière dans un petit réceptacle au centre de l’appareil, puis le frappe avec des ondes radio, faisant résonner les diverses substances de telle manière que leurs quantités relatives peuvent Être mesuré.
« Chaque molécule sonne avec un ensemble distinct de motifs, comme un accord », a-t-il déclaré.
Dans une étude, lui et les autres ont découvert qu’un acide aminé appelé proline était élevé dans le cerveau des abeilles infectées par le virus de l’aile déformée, bien avant qu’elles ne montrent des signes extérieurs de maladie.
Les scientifiques ont depuis identifié d’autres fragments de protéines qui pourraient être des signes de stress, peut-être parce que les insectes changent leurs habitudes alimentaires en réponse à l’infection, mais des travaux supplémentaires sont nécessaires.
Une fois que les chercheurs de Bucknell auront identifié les meilleurs prédicteurs chimiques du déclin d’une abeille, ils espèrent développer un test rapide à faible coût que les apiculteurs pourraient utiliser.
« Si nous pouvions proposer quelque chose pour quelques dollars, cela pourrait être attrayant », a déclaré Rovnyak.
Il a comparé l’approche à certains tests sanguins pour les humains, tels que ceux qui peuvent identifier les signes métaboliques du diabète de type 2 des années avant l’apparition de la maladie. Tout comme les humains atteints de pré-diabète peuvent prévenir les maladies en modifiant leur régime alimentaire, les apiculteurs pourraient faire de même pour les insectes. Les nourrir de sucre, par exemple, mais en commençant plus tôt que Capaldi l’année dernière avec les colonies de Bucknell. Ou déployer d’autres tactiques qui se sont révélées prometteuses pour limiter le trouble d’effondrement des colonies, telles que le traitement des acariens, le déplacement des ruches ou l’échange d’une autre reine des abeilles.
Entre-temps, des fractions importantes de colonies continuent d’échouer chaque hiver – 30 % un an, 40 % ou 50 % le suivant, selon des enquêtes menées par l’association à but non lucratif Bee Informed Partnership. Pour l’instant, les éleveurs ont suivi la demande de nouvelles colonies. Mais à un moment donné, peut-être qu’ils ne le feront pas, a déclaré Rovnyak.
« Cela semble devenir de plus en plus difficile toutes les quelques années », a-t-il déclaré. « Et il n’y a aucun signe que cela s’arrête. »
2022 L’enquêteur de Philadelphie.
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