Comment une ruche d’abeilles domestiques gère les pesticides pour protéger la reine

Une ruche d’abeilles domestiques peut sembler être l’un des systèmes les plus ordonnés du vivant. Des milliers d’ouvrières s’activent avec une coordination serrée, se nourrissent entre elles, prennent soin du couvain et protègent une reine unique, au centre de tout.

Cette organisation dissimule pourtant une tâche presque invisible. Quand les abeilles rapportent des ressources depuis les champs, elles ramènent aussi les pesticides qui s’y accrochent - et la colonie doit bien trouver un moyen de composer avec ce poison.

De nouveaux travaux montrent jusqu’où une ruche peut aller pour contenir cette menace, et ce qui se produit lorsque ses défenses habituelles arrivent à saturation.

Suivre les pesticides dans la ruche

Des chercheurs de l’Université de Californie à Davis (UC Davis) ont voulu déterminer précisément ce que deviennent ces substances une fois entrées dans la ruche.

L’étude a été conduite sur place et réalisée en collaboration avec des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ainsi qu’avec l’Agricultural Research Service du Département de l’Agriculture des États-Unis (USDA-ARS).

Alors que la toxicologie des abeilles s’est souvent concentrée sur les seules ouvrières, ce projet a suivi un pesticide unique à l’échelle de la colonie entière : son passage jusqu’à la reine, ses ovaires, ses œufs et la cire.

Les ouvrières filtrent les pesticides

Pendant longtemps, l’idée dominante était simple : les ouvrières étaient supposées protéger la reine en retirant la contamination de la nourriture qu’elles lui transmettent.

Pour vérifier cette hypothèse, l’équipe a mis au point de minuscules ruches artificielles baptisées « nanocolonies ». Chacune contenait une reine et environ 60 ouvrières, nourries avec une alimentation contaminée par le pesticide méthyl parathion.

Le composé portait un léger marqueur radioactif, ce qui a permis d’en suivre des quantités infimes. Ce traçage a reposé sur un instrument appelé BioAMS.

« With BioAMS, we can trace very low levels of a pesticide », a déclaré Bruce Buchholz, scientifique au LLNL et co-auteur de l’article.

Au début, le système a fonctionné efficacement : dès le premier jour, les ouvrières ont éliminé environ 95% du pesticide de la nourriture avant qu’elle n’atteigne les rayons.

Le filtre commence à céder

Les jeunes ouvrières disposent d’un arsenal d’enzymes qu’elles utilisent normalement pour transformer le nectar et produire la gelée royale. Ces mêmes mécanismes peuvent aussi dégrader une partie du pesticide avant qu’il ne se diffuse davantage.

Mais ce « filtre » s’est progressivement affaibli. Au 10e jour, les ouvrières ne retiraient plus que 86% du toxique, et celui-ci a commencé à s’accumuler dans la nourriture stockée dans les alvéoles.

Les mesures dans les organismes racontaient la même histoire : sur 10 jours, les ouvrières ont accumulé 55 fois plus de pesticide que la reine.

Cette baisse d’efficacité est plus grave qu’elle n’en a l’air. Une exposition chronique, à faible dose, peut finir par causer davantage de dommages qu’une seule forte dose, car elle érode lentement la capacité de la colonie à se « nettoyer ».

Protéger la reine

Pendant la majeure partie de l’expérience, la reine a semblé étonnamment bien protégée. Son organisme contenait nettement moins de pesticide que celui des ouvrières qui l’entouraient. Sa ration de gelée royale y contribuait, puisqu’elle avait déjà été transformée et filtrée.

Cependant, cette protection n’était pas totale : au fil des jours, la contamination a aussi commencé à gagner la reine.

« In our study, pesticides began to accumulate in queens over time, suggesting that worker filtration capacity can be overwhelmed », a indiqué Angela Encerrado-Manriquez, autrice principale et récente diplômée d’un doctorat à UC Davis.

« When this happens, queens have their own defense. Maternal offloading allows them to shunt the toxic burden to their eggs. »

Les reines transfèrent les pesticides à leurs œufs

C’est là le résultat central. Lorsque la charge toxique augmente dans son propre corps, la reine fait passer ces substances dans ses œufs.

« In order to protect herself, the queen bee offloads these chemicals into her eggs to get rid of them », a expliqué Sascha Nicklisch, auteur senior de l’article et professeur associé au Département de toxicologie environnementale.

« No one has shown this in honeybees before. »

Les données chiffrées confirment ce constat : au 10e jour, les œufs contenaient entre 81 et 141 ppb de pesticide, soit plusieurs fois plus que le corps de la reine.

Les reines qui pondaient davantage répartissaient la charge sur un plus grand nombre d’œufs : chaque œuf en contenait donc moins. Le phénomène ressemblait moins à une fuite passive qu’à un transfert actif.

D’ailleurs, les œufs concentraient le pesticide plus rapidement que ne le faisait l’organisme de la reine. Cela suggère un mécanisme de concentration intentionnel, plutôt qu’un simple accident.

Un dernier recours coûteux

Cette stratégie implique un compromis sévère. Pour survivre, la reine déleste son poison vers les membres les plus vulnérables de la colonie.

Les jeunes larves n’ont pas encore développé les défenses que les adultes utilisent pour dégrader les toxines. Des œufs chargés en pesticide peuvent ne pas se développer, et ces pertes amputent directement l’avenir de la colonie.

Dans une ruche, l’enjeu dépasse celui d’un insecte solitaire : seule la reine pond, et elle ne peut pas être remplacée aussi facilement qu’une ouvrière perdue.

« The queen is the only member of the hive who can lay eggs that become the next generation of workers », a rappelé Nicklisch.

« She keeps the colony alive, so understanding how pesticides can affect queen bees and also her offspring is important. »

Les abeilles domestiques assurent la pollinisation d’environ un tiers des cultures alimentaires mondiales, et une reine en bonne santé peut pondre 1 500 à 2 000 œufs par jour. Lorsque le couvain est touché, les exploitations agricoles et l’approvisionnement alimentaire en subissent aussi les conséquences.

Un effondrement lent et invisible

L’idée la plus inquiétante concerne peut-être le calendrier des effets. Les dégâts pourraient ne pas être visibles à l’arrivée initiale du pesticide, mais seulement des mois plus tard, une fois les défenses de la colonie épuisées.

« When pesticides accumulate to the extent that the queen bee has eggs that are so loaded they may no longer develop properly, there could be a tipping point », a détaillé Nicklisch.

« There may be a slow, creeping effect of chemical accumulation that will contribute to delayed colony collapse. »

Pour les apiculteurs comme pour les producteurs, cela met en avant une leçon très concrète : surveiller l’exposition aux pesticides pendant le butinage et la croissance de la colonie pourrait compter bien davantage que ce que laisserait penser la dose reçue sur une seule journée.