L'abeille, Apis mellifera, est un pollinisateur essentiel dont le rôle dans la production alimentaire mondiale est crucial. Son comportement reproductif, notamment le vol nuptial de la reine et la fécondation, est un domaine fascinant et complexe. Cet article explore en profondeur la fécondation de la reine abeille, en abordant la distance qu'elle peut parcourir, les facteurs qui influencent ce processus, et les implications pour la santé et la diversité génétique des colonies.
Importance de la Fécondation chez les Abeilles
La fécondation est un moment unique dans la vie d'une reine abeille. Contrairement aux ouvrières, qui sont stériles, la reine est la seule femelle fertile de la colonie. Elle est fécondée une seule fois dans sa vie, lors de son vol nuptial, et stocke ensuite les spermatozoïdes dans une spermathèque, lui permettant de pondre des œufs fécondés tout au long de sa vie (environ 1000 par jour). Ce processus est essentiel pour la survie de la colonie, car il assure la production continue d'ouvrières et de faux-bourdons.
Le Vol Nuptial: Rencontre et Accouplement
Les noces de l'abeille se déroulent dans les airs, à grande altitude, où personne n'a pu les suivre. Les mâles matures volent au-dehors de la ruche durant les après-midi ensoleillés et se regroupent en congrégations compactes. Une congrégation peut regrouper jusqu'à 11000 mâles issus de près de 240 colonies différentes. Pour observer les congrégations, il faut une après-midi ensoleillée, chaude et sans vent. Quand une reine vierge entre dans la congrégation, elle attire à elle de nombreux mâles, dans un premier temps par des signaux olfactifs (phéromone de reine vierge) et à plus courte distance par des indices visuels. Les mâles suivent les reines vierges en formant un essaim en forme de comète, et luttent pour s'accoupler avec la reine. La reine s'accouple avec 10 à 20 mâles sur une période allant de 15 à 30 minutes.
Phéromones et Attraction des Mâles
Les mâles possèdent un système olfactif adapté spécifiquement à la détection des phéromones de reine. La phéromone mandibulaire de reine (QMP) renforce la cohésion sociale de la ruche en attirant les jeunes ouvrières, en les incitant à lécher les antennes de la reine, et en inhibant leur développement ovarien. Mais cette phéromone joue aussi un rôle central dans la reproduction, car elle est attractive pour les mâles d’Apis mellifera. La QMP est un mélange de 5 molécules qui varient en quantité au cours de la vie de la reine. Originellement, l'odeur de reine vierge est fortement dominée par le 9-ODA (9-Oxodec-2-enoic acid). Le ratio des composants de la QMP change après l'accouplement, conduisant à un mélange plus équilibré avec une proportion de 9-ODA moins importante chez les reines matures. Il a été montré que le 9-ODA pouvait attirer les mâles vers les reines vierges depuis une distance d'au moins 60 m. Cependant, le 9-ODA a un effet plus faible qu'un extrait complet de QMP. De plus, Pain et Ruttner en 1963 observent que les reines vierges attirent plus rapidement et en plus grand nombre les mâles d’abeilles que les reines fécondées. La phéromone de reine serait donc un mélange complexe plus efficace lorsque tous ses composants sont présents dans les bonnes proportions, c'est-à-dire celles retrouvées dans la QMP de reine vierge.
Sélection Naturelle et Diversité Génétique
La reine abeille, sur une moyenne de 102 millions de spermatozoïdes (6 millions issus de quelque 17 partenaires), n'en conserve qu'environ 5,3 millions pour féconder ses oeufs. En s'accouplant avec plusieurs mâles, la reine assure une diversité génétique au sein de sa colonie. Cette diversité est cruciale pour la résistance aux maladies, l'adaptation aux changements environnementaux et la capacité de la colonie à prospérer.
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Distance de Vol et Facteurs Influents
La distance que peut parcourir une reine abeille pour se faire féconder est un facteur important à considérer pour la gestion des ruchers et la préservation de la diversité génétique.
Portée des Mâles et Congrégations
Ainsi, 97% des drones dans les congrégations viennent de colonies à moins de 3000 m de la congrégation, 3% de colonies à plus de 3000 m et aucun mâle ne sont issus de ruchers à plus de 4000 m de la congrégation. Les mâles effectuent leurs vols seulement lors de conditions météorologiques favorables, à savoir quand la température est supérieure à 19° et quand elle ne dépasse pas 38°C. L’activité de vol des mâles est réduite quand le vent dépasse 4-6 m/s, et la hauteur des congrégations, entre 10- 40 m au dessus du sol, diminue avec un temps venteux. Le pic d’activité de vol des mâles se situe entre 14h et 17h, mais celui-ci dépend des conditions météorologiques. Pour des températures hautes, les vols commencent plus tard et sont plus longs.
Facteurs Environnementaux
Les conditions météorologiques jouent un rôle crucial dans la distance de vol des abeilles. Le vent, la température et l'ensoleillement influencent l'activité de vol des mâles et des reines. Des conditions optimales, avec peu de vent, une température douce et un ciel ensoleillé, favorisent des vols plus longs et donc une plus grande diversité génétique.
Optimisation Énergétique
Koeniger supporte l’idée que les mâles visitent plusieurs congrégations durant leur phase d’orientation pour rester ensuite dans la plus attractive. Observant qu’une congrégation est majoritairement composée de mâles des ruchers les plus proches, il conclut que la distance est un facteur de choix important. Ce choix pourrait avoir comme origine une optimisation de l’énergie dépensée.
La consommation d’oxygène pendant le vol des mâles est 2 fois plus grande que celle des ouvrières. Cela est dû certainement à des muscles allaires beaucoup plus développés. Les mâles ont une température du thorax supérieure aux ouvrières pendant le vol et la force produite durant le vol d’un mâle est plus importante (3.95±0.23 mN) que celui des reines ou ouvrières.
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Implications pour l'Apiculture
La connaissance de la distance de vol et des facteurs qui l'influencent est essentielle pour les apiculteurs.
Sélection des Sites de Ruchers
Il est important de choisir des sites de ruchers qui favorisent la diversité génétique et la santé des colonies. Il faut choisir préférentiellement la congrégation la plus proche (96,6%) alors que seulement 3,4% des mâles parcourent une distance supérieure à 3000 m. Cette préférence pour la congrégation la plus proche peut être expliquée par un coût énergétique important du vol pour le mâle.
Impact de l'Environnement
Les menaces pesant sur les abeilles, telles que la disparition des habitats, l'utilisation de pesticides et les changements climatiques, ont un impact direct sur leur capacité à voler et à se reproduire. Toutes les abeilles ont disparu des vergers du Schuan en Chine ; le nombre des ruches a diminué de 60% en Europe depuis 1960 ! Une étude a révélé que plus des deux tiers du pollen prélevé dans les champs et ramené à la ruche par les abeilles ouvrières ont été contaminés. Dix-sept produits chimiques toxiques différents ont été enregistrés et un total de 53 substances chimiques ont été détectées au cours de cette étude.
Il est donc crucial de préserver les habitats naturels, de réduire l'utilisation de pesticides et de lutter contre les changements climatiques pour assurer la survie et la santé des abeilles. Sans l'aumône des abeilles, plus de cent mille espèces de fleurs disparaîtraient.
La Vie de la Reine et des Abeilles Ouvrières
La reine est une femelle sexuée un peu plus grande qu’une ouvrière, avec un abdomen plus long. Elle peut vivre 4 ans et va pondre des œufs toute sa vie (environ 1000/jour). Fécondée lors de son unique vol nuptial, elle va stocker les gamètes dans sa spermathèque pour toute sa vie, c’est donc elle qui contrôle la fécondation des œufs ou non au moment de la ponte. Ses œufs donneront naissance soit à des larves mâles (œufs non fécondés), soit à des larves femelles (œufs fécondés) selon sa volonté.
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La durée de vie d’une ouvrière est variable en fonction de la période de l’année où elle a vu le jour : une abeille née au printemps va s’user très vite, car confrontée aux diverses tâches de la ruche, et sa vie durera entre 40 à 60 jours. Une abeille née en automne vivra plus longtemps car il n’y a plus de récolte à faire, donc elle pourra vivre entre 6 à 7 mois et passer l’hiver.
Fonctions des Abeilles Ouvrières
Durant leur existence, les abeilles exercent jusqu’à sept fonctions différentes : nettoyeuse, nourrice, architecte, manutentionnaire, ventileuse, gardienne et butineuse.
Communication des Abeilles
Quand une abeille trouve une source de nourriture à distance de la colonie, elle effectue une danse oscillante sur la piste de danse de la ruche. Cette danse contient des indications sur la direction et l’éloignement. Si la source de nourriture est proche, elle effectue une danse en rond. 11,0 figures = 50 mètres, 9,2 figures = 100 mètres, 6,4 figures = 300 mètres, 6,0 figures = 500 mètres, 4,5 figures = 1000 mètres, 2,2 figures = 5000 mètres et 1,3 figure = 10.000 mètres.
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