Academic literature on the topic 'Abeille domestique – Cultures'

Le maintien des insectes pollinisateurs en milieu agricole est essentiel car ils pollinisent les plantes sauvages et cultivées, il peut reposer sur l’augmentation de la disponibilité des ressources florales. Les cultures à floraison massive (CFM) fournissent des ressources abondantes et de façon discontinue dans le temps, au contraire des prairies et des plantes adventices présentes dans les cultures. Cet aspect temporel a été peu étudié alors que les paysages agricoles sont caractérisés par une dynamique temporelle importante du fait des successions culturales. L’objectif de la thèse est de comprendre l’effet de la distribution spatiale et temporelle des ressources florales dans les paysages agricoles sur les interactions plantes-pollinisateurs et la pollinisation. Nous montrons que les CFM au pic de floraison attirent les pollinisateurs sauvages des prairies et l’abeille domestique et supportent ainsi la fonction de pollinisation à cette période. Au sein des CFM, l’abeille domestique consomme les ressources fournies par les cultures préférentiellement en bordure de parcelle, et semble exclure les pollinisateurs sauvages des fleurs cultivées ceux-ci sont alors maintenus par les plantes adventices. A la fin de la floraison des CFM, les pollinisateurs dispersent vers les prairies et les céréales qui supportent ainsi la pollinisation. A cette période, les plantes adventices à travers leur abondance dans les céréales, et leur diversité dans les prairies supportent les pollinisateurs sauvages. La persistance des pollinisateurs et de la pollinisation dans les paysages agricoles, repose sur (i) le maintien des prairies et des plantes adventices qui assurent la continuité spatio-temporelle de la disponibilité en ressources florales, (ii) les CFM qui supplémentent les paysages en ressources florales, et (iii) la réduction de la taille des parcelles qui facilite l’accès aux ressources florales. Ces mesures sont compatibles avec la production agricole<br>Maintaining insect pollinators in farmland is essential for ensuring the pollination of crops and wild plants. This partly relies on the increase of floral resource availability. Mass flowering crops (MFC) provide a high amount of resources, but on a short period of time contrary to grasslands or weeds sheltered in fields. This temporal aspect is rarely studied, although it might be crucial in the maintenance of pollinators and insect pollination over the season. The aim of the thesis is to understand how the spatial and temporal distribution of the floral resources in farmland influence plant-pollinator interactions and pollination. Our results indicate that MFC at their peak flowering period, attract wild pollinators from grasslands and the honeybee; thus, supporting the pollination function. Within MFC, the honeybee preferentially consumes floral resources provided by crops, and may exclude wild pollinators from crop flowers which therefore foraged on weeds. After MFC flowering, pollinator insects spillover to grasslands and cereals which support pollination. Weeds, through their diversity in grasslands, and through their abundance in cereals support wild pollinators at this time period. The persistence of pollinators and pollination in farmland landscapes is based on (i) the maintenance of grasslands and weeds that ensure the spatio-temporal continuity of floral resources, (ii) MFC that supplement the landscapes in floral resources, and (iii) the reduction of field size that facilitates the access to the floral resources. Such measures appear to be compatible with crop production

Conserver les espèces pollinisatrices est un enjeu majeur, notamment en milieu agricole où elles sont indispensables à la pollinisation de différentes cultures. Ici, nous avons décidé de caractériser ces espèces et leurs ressources florales dans une plaine céréalière intensive, à travers l’utilisation de plusieurs années de données acquises grâce à plusieurs protocoles d’échantillonnage. Cette plaine se caractérise par une forte dynamique spatio-temporelle, résultant des floraisons massives mais brèves des cultures oléagineuses. Nous avons recensé sur cette plaine près d’un tiers des espèces d’abeilles trouvées en France, dont certaines sont rares, et avons cherché à mieux comprendre leur écologie afin d’aider au maintien de cette diversité. Les abeilles co-occurrent avec d’autres pollinisateurs (papillons, syrphes) qui sont pour certains peu étudiés dans la littérature : une analyse de la niche alimentaire de l’ensemble de ces pollinisateurs a permis de mieux comprendre leur partage des ressources. La floraison du tournesol, contrairement à celle du colza, conduit à un faible recouvrement de niche entre pollinisateurs mais crée des réseaux d’interaction peu équilibrés où la quasi-totalité des liens de la fleur de culture s’établissent avec une seule espèce pollinisatrice, l’abeille domestique. À l’inverse, lors de la floraison du colza, l’abeille domestique et la fleur de colza possèdent chacune de nombreux partenaires d’interaction et sont des espèces clés maintenant une forte stabilité du réseau. Établir une dichotomie entre ces cultures à floraison massive – trop souvent considérées de manière monolithique – semble judicieux pour les recherches futures<br>The conservation of pollinators is a major issue, especially in farmlands where they are essential for pollinating different crops. Here, we have decided to characterize these species and their floral resources in an intensive agricultural plain, using several years of data acquired thanks to several sampling protocols. This plain is characterized by a strong spatio-temporal dynamic, resulting from the massive but brief flowering of oleaginous plants crops. In this study site, we have sampled nearly a third of the bee species already found in France, some of them being rare, and have sought to better understand their ecology in order to help to maintain this species diversity. Bees co-occur with other pollinators (butterflies, hoverflies), among which some are little studied in previous literature: an analysis of the food habits of all of these pollinators has enabled to better understand their sharing of floral resources. The sunflower flowering, unlike that of oilseed rape, leads to a low niche overlap between pollinators but creates unbalanced interaction networks where almost all the links of the crop flower are established with a single pollinator species, the honeybee. Conversely, during oilseed rape flowering, the honeybee and the oilseed rape flower each have many interaction partners and are key species, maintaining a strong network stability. Introduce a dichotomy between these both mass-flowering crops – too often considered as monolithic – seems a wise advice for future research

Les abeilles et les parasitoïdes de pucerons courent le risque d'exposition à des insecticides qui ne leur sont pas destinés. Nos objectifs consistent à évaluer ce risque sur le terrain et à contribuer à mettre au point des tests de toxicité létale et sublétale en laboratoire pour les deux types d'insectes. <br />A Madagascar, nous avons mené une enquête pour déterminer l'impact de pratiques paysannes en matière de protection de cultures d'agrumes sur les abeilles, et une expérimentation en parcelle de choux pour évaluer les effets de traitements insecticides sur les Hyménoptères parasites de pucerons. En France, nous avons déterminé en laboratoire les toxicités aiguës de la deltaméthrine, de la lambda cyhalothrine, du chlorpyriphos éthyle et du pyrimicarbe, pour les abeilles et le parasitoïde de pucerons, Aphidius ervi. Nous avons analysé, chez l'abeille, certaines causes de variabilité des doses létales à 50%. Nous avons également déterminé les effets d'insecticides sur le comportement d'orientation olfactive en olfactomètre chez l'abeille et A. ervi. <br />A Madagascar, le traitement pendant la floraison existe et les apiculteurs constatent des effets négatifs sur leurs ruches. L'expérimentation en parcelle de chou montre que le traitement insecticide contribue à retarder l'action des Hyménoptères parasites de pucerons. <br />En laboratoire, la toxicité varie en fonction du mode de pénétration et de la nature des matières actives. Chez l'abeille, les toxicités par ingestion collective et individuelle ne sont pas toujours comparables. L'importance du phénomène de trophallaxie dans cette différence a été précisée. Ainsi, la valeur de DL50 exprimée en ng/abeille dépend des conditions expérimentales. Les abeilles et A. ervi ayant survécu aux traitements insecticides et testés en olfactomètre, ne montrent pas ou peu de changement de comportement d'orientation vis-à-vis de l'odeur utilisée. Par contre, les abeilles recevant des DL20 et DL50 de deltaméthrine ont une capacité locomotrice réduite. Cette perturbation pourrait avoir des effets non négligeables sur les insectes auxiliaires dans un environnement pollué par les insecticides

Les abeilles sont des pollinisateurs essentiels pour les cultures et les plantes sauvages, mais l'intensification des pratiques agricoles a engendré une baisse importante de leur abondance et diversité. Afin de protéger efficacement les abeilles dans les paysages agricoles, il est nécessaire d'avoir une meilleure connaissance de leurs patrons de diversité. L'objectif général de cette thèse était de déterminer les patrons spatio-temporels de la diversité des abeilles et l'utilisation des ressource fleuries dans un système agricole intensif. L'échantillonnage spatialement extensif de l'activité de butinage des abeilles sauvages et domestiques nous a permis de recenser 45040 individus (29314 abeilles domestiques et 15726 sauvages), appartenant à 192 espèces recensées à l'échelle territoriale. Cette diversité représente près de 20% de la richesse des espèces apiformes connues à l'échelle nationale. Cette communauté est caractérisée par une forte proportion d'espèces rares (28,8%) et de fortes variations temporelles et spatiales, en particulier de l'échelle locale jusqu'à 10-20 km2. L'importance des habitats semi-naturels pour soutenir les populations d'abeilles sauvages a été confirmée dans cette étude. Durant les périodes de floraison des cultures oléagineuses, les abeilles sauvages étaient étroitement associées aux habitats semi-naturels alors que les abeilles domestiques ont montré une nette préférence pour les cultures à floraison massive. La diversité des abeilles sauvages dans les habitats semi- naturels était 3-4 fois supérieure à celle observée dans le colza ou le tournesol. L'importance de certains facteurs écologiques clefs pour la diversité des abeilles, comme la richesse floristique locale et la quantité d'habitats semi-naturels dans le paysage, a été confirmée et quantifiée. Il a également été démontré que ces effets varient en fonction de la saison et de l'échelle spatiale. Ces résultats mettent en évidence les processus écologiques responsables des partons de diversité des abeilles à différentes échelles spatiales, et peuvent contribuer à optimiser la conception des mesures de conservation visant à promouvoir la diversité des abeilles dans les agrosystèmes intensifs.

Les insecticides néonicotinoïdes, qui sont omniprésents en agriculture, sont un des principaux facteurs impliqués dans le déclin des populations d’abeilles domestiques et d’autres pollinisateurs sauvages. Dans cette étude, nous avons évalué les impacts des traitements de semences néonicotinoïdes sur le niveau de mortalité des abeilles domestiques, l’intoxication du bourdon fébrile (par le suivi d’un biomarqueur, acétylcholinestérase ou AChE) ainsi que sur la contamination de l’eau. Les résultats démontrent qu’à proximité des semis de maïs traités à l’insecticide le niveau de mortalité des colonies d’abeilles domestiques est quadruplé et le niveau d’AChE des bourdons est également plus élevé. Le projet a également permis de confirmer que les flaques d’eau à la surface des champs sont une nouvelle voie d’intoxication potentielle pour les abeilles. Ces résultats démontrent les nombreux impacts de l’utilisation massive des traitements de semences néonicotinoïdes et met en évidence le rôle essentiel qu'ils jouent dans l’actuel déclin des pollinisateurs.<br>Neonicotinoid insecticides, which are ubiquitous in agriculture, are one of the main factors involved in the recent decline of honey bees’ and native pollinators’ populations. In this study, we evaluated the impact of neonicotinoid seed treatments on honey bee mortality levels, bumble bees intoxication (through monitoring of acetylcholinesterase (AChE) as a biomarker) and water contamination. The results show that honey bee mortality level is quadrupled and that AChE levels of bumble bees are higher when living and foraging in a pesticide-treated corn-dominated environment. The project also confirmed that puddles of water at the surface of corn fields are a new potential route of intoxication for bees. These results demonstrate the harmful impact of the widespread use of neonicotinoid seed treatments and highlight the key role they play in the current pollinators’ decline.

Chez les abeilles domestiques, les neurones à récepteurs olfactifs hébergés dans les antennes sont des neurones sensoriels primaires responsables de la détection des odeurs et des phéromones. L'information olfactive est ensuite acheminée par les nerfs antennaires jusqu'aux lobes antennaires qui constituent le premier étage d'intégration de l'information olfactive. Les abeilles butineuses sont exposées aux insecticides, notamment ceux de la classe des pyréthrinoïdes, qui sont utilisés pour la protection des plantes et la lutte contre les insectes considérés comme étant nuisibles.Nous avons caractérisé l'effet des pyréthrinoïdes sur les canaux sodiques activés par le potentiel (responsables des potentiels d'action) dans les deux premiers étages du système olfactif de l'abeille. Nos enregistrements électrophysiologiques en mode potentiel imposé dans les neurones à récepteurs olfactifs mis en culture révèlent que l'effet des pyréthrinoïdes de type I et II (notamment la tétraméthrine et la deltaméthrine) est amplifié par une intensification de l'activité électrique neuronale. Cette amplification survient notamment via le démasquage de canaux sodiques silencieux que nous avons également mis en évidence avec la toxine d'anémone de mer ATX-II. Le niveau maximal de canaux sodiques modifiés est atteint en quelques centaines de millisecondes. Dans les neurones centraux des lobes antennaires, cette amplification apparait très limitée voire absente avec les pyréthrinoïdes mais elle peut toutefois survenir en présence de l'alcaloïde végétal vératridine. Par ailleurs, dans ces neurones centraux, les pyréthrinoïdes semblent être à l’origine d’une accélération de l'inactivation lente des canaux sodiques auparavant décrite en présence de certains anesthésiques locaux. Les modifications différentielles observées dans les neurones périphériques et centraux pourraient être responsables des effets délétères des pyréthrinoïdes sur les capacités de perception, d'orientation et d'apprentissage de l'abeille domestique<br>In domestic honeybees, the olfactory receptor neurons localized in the antennae are primary sensory neurons responsible for the detection of odor and pheromone compounds. The olfactory information is further conveyed to the antennal lobes by the antennal nerves. The antennal lobes are the first stage of integration of the olfactory information. Forager bees are exposed to insecticides, especially pyrethroids that are used for plant protection and eradication of pests.In the honeybee olfactory pathway, we investigated the effects of pyrethroids on the voltage-gated sodium channels (which underlie action potentials). Our patch-clamp recordings in the antennal olfactory receptor neurons maintained in cell culture reveal that the effects of type I and type II pyrethroids (e.g. tetramethrin and deltamethrin) are increased by an augmentation of neuronal electrical activity. The amplification of the effects of pyrethroids occurs as a result of the unmasking of silent sodium channels that we have also shown evidence for, with sea anemone toxin ATX-II. The maximal sodium channels modification takes place within few hundreds of milliseconds. In the central antennal lobe neurons, that amplification is rather limited or absent with pyrethroids but the plant alkaloid veratridine is able to induce such an amplification. Furthermore, in the latter cell type, pyrethroids cause an acceleration of the sodium channels slow inactivation. Such an effect has been previously reported for some local anesthetics. The differential actions of pyrethroids that we have observed in the peripheral and central neurons may be responsible for the impairment of learning performance, perception and disorientation exhibited by pyrethroid-exposed honeybees

Pour comprendre l'organisation synaptique et le fonctionnement du lobe antennaire de l'abeille (Apis mellifera), les récepteurs aux neurotransmetteurs présents au niveau de cette structure ont été caractérisés. En utilisant la technique de patch-clamp en mode cellule entière, sur des cellules en culture de lobe antennaire d'abeille, nous avons mis en évidence des récepteurs nicotiniques (nAChRs), des récepteurs GABA ionotropiques et des récepteurs glutamate ionotropiques perméables au chlore (GluCls). Nous avons comparé ces récepteurs présents sur les cellules de pupe et d'adulte. Un seul type de nAChR a été identifié sur les cellules de pupe et au moins deux types (I et II) sur les cellules d'adulte. Ainsi, nous avons mis en évidence au sein du lobe antennaire un système activateur qui utilise l'acétylcholine et deux systèmes inhibiteurs potentiels qui utiliseraient le GABA et le glutamate.

Les insectes contribuent à la pollinisation de 70% des espèces cultivées aujourd’hui à travers le monde. Avec l’intensification de l’agriculture au début du XXème siècle, les agriculteurs se sont mis à introduire des colonies d’abeilles mellifères dans leurs cultures entomophiles pour assurer le service de pollinisation. Avec la reconnaissance croissante du rôle majeur joué par les insectes sauvages dans la pollinisation des cultures, le concept de pollinisation intégrée des cultures a récemment vu le jour, encourageant à combiner insectes pollinisateurs introduits et sauvages en adaptant les pratiques agricoles pour assurer une pollinisation durable des cultures. Mais l’introduction d’insectes pollinisateurs d’élevage est une pratique encore très empirique qui manque de références techniques pour pouvoir être mise en œuvre avec précision. L’objectif général de cette thèse était de fournir des éléments pour mettre au point une méthode objective pour définir la charge en unités opérationnelles d’abeilles mellifères à introduire par unité de surface de culture cible pour complémenter la faune pollinisatrice sauvage pour que la pollinisation ne soit pas un facteur de production limitant.Nous avons travaillé sur une lignée mâle fertile et une lignée mâle stérile de colza (Brassica napus L.), les productions de semence hybride dépendant entièrement des insectes pour la pollinisation chez cette espèce. Nous avons pu déterminer (i) le nombre minimum de grains de pollen viables devant être déposés par stigmate pour que la grenaison puisse être complète en fonction de la température, (ii) la durée après anthèse pendant laquelle le pollen doit être déposé sur le stigmate pour que la grenaison puisse être complète en fonction de la température, (iii) la durée pendant laquelle une fleur sécrète du nectar en fonction de la température pour chacune des deux lignées, et (iv) la vitesse de cette sécrétion nectarifère en fonction de la température pour chacune des deux lignées. Nous avons également validé une méthode d’évaluation rapide de la taille des cheptels d’abeilles mellifères introduits dans les cultures entomophiles, couramment utilisée dans certains pays, en tenant compte de la température.A partir de ces éléments, nous avons proposé d’introduire les concepts d’offre et de demande en pollinisation d’une culture cible, afin de quantifier les déficits de pollinisation et le nombre d’insectes pollinisateurs à introduire pour compléter ces déficits. Ces premiers éléments fournissent une base pour construire un modèle mécaniste de gestion intégrée de la pollinisation, pour prédire le nombre d’insectes pollinisateurs à introduire dans une culture étant donné son contexte climatique, paysager et variétal<br>Insects contribute to the pollination of 70% of the species cultivated today around the world. With the agriculture intensification in the early twentieth century, farmers began to introduce honey bees colonies into their entomophilous crops to provide pollination service. With the growing recognition of the major role played by wild insects in crop pollination, the concept of integrated crop pollination recently emerged, encouraging the combination of introduced and wild pollinating insects by adapting agricultural practices to ensure sustainable pollination of crops. But the introduction of managed pollinating insects is still an empirical practice that lacks technical references to be implemented with precision. The general objective of this thesis was to provide elements to develop an objective method to define the operational unit load of honey bees to be introduced per unit area of target crop to complement wild pollinating fauna so that pollination is not a limiting factor for production.We worked on a male fertile and a male sterile oilseed rape (Brassica napus L.) lines, hybrid seed productions being entirely dependent on insects for pollination in this species. We were able to determine (i) the minimum number of viable pollen grains to be deposited on stigma so that seed set was complete depending on the temperature, (ii) the duration after anthesis during which the pollen must be deposited on the stigma so that seed set was complete depending on the temperature, (iii) the length of time a flower secretes nectar as a function of temperature for each of the two lines, and (iv) the rate of this nectar secretion as a function of temperature for each of the two lines. We also validated a method for rapid assessment of the size of honey bee stocking rate introduced into entomophilous crops, commonly used in some countries, taking into account temperature.From these elements, we proposed to introduce the concepts of supply and demand in pollination of a target crop, in order to quantify the pollination deficits and the number of pollinating insects to introduce to complete these deficits. These first elements provide a basis for constructing a mechanistic model of integrated pollination management, to predict the number of pollinating insects to be introduced into a crop given its climatic, landscape and varietal context

De nombreuses études suggèrent que le déclin des colonies d’abeilles domestiques (Apis mellifera) serait dû à l’action combinée de plusieurs facteurs de stress, et notamment des agents pathogènes et des pesticides. Nous avons précédemment démontré qu’une co-exposition des abeilles au parasite intestinal Nosema ceranae et à l'insecticide fipronil, administré chroniquement en doses sublétales, entraînait une forte augmentation de la mortalité des abeilles. De plus, des études suggèrent que l'infection par N. ceranae pourrait augmenter la capacité antioxydante des cellules intestinales de l'abeille. Nous nous sommes demandé si l'élévation du taux de mortalité dans un contexte d'infection, combiné à une intoxication au fipronil, pourrait être le résultat d'une production d'espèces réactives de l'oxygène (ERO). Nos résultats indiquent une diminution de la quantité des ERO, mais aussi de la quantité de protéines oxydées en présence de N. ceranae. Ceci pourrait être la résultante d’une augmentation des activités enzymatiques antioxydantes. Lorsque les abeilles ont été traitées avec les deux facteurs de stress (N. ceranae et fipronil), nous n’avons cependant pas mesuré d’augmentation des ERO, tandis que l’oxydation des protéines était significativement augmentée. Ainsi, la présence du parasite semble perturber la balance oxydative des cellules intestinales et pourrait augmenter la toxicité du fipronil. Des études complémentaires ont également été menées in vitro sur des cellules humaines HFF, infectées avec une autre espèce microsporidienne, Encephalitozoon cuniculi, et/ou exposées au fipronil. Les résultats ont montré que la présence du parasite limitait l’augmentation des ERO induite par le fipronil. De plus, des résultats préliminaires tendent à montrer une augmentation de l’activité métabolique des mitochondries dans les cellules infectées par le parasite. Enfin, dans le but de mieux comprendre le dialogue N. ceranae/abeille/microbiote intestinal, nous avons analysé par une approche de séquençage d’amplicons d’ADNr et d’ARNr 16S la composition et l’abondance des communautés microbiennes de l’intestin après infection et/ou intoxication chronique avec différents pesticides. N. ceranae semble perturber l’activité de plusieurs groupes bactériens, et la présence de pesticides accroît fortement ces perturbations. Ainsi, l’impact d’une co-exposition N. ceranae/pesticides sur le microbiote intestinal pourrait être l’un des éléments clés du déclin des colonies<br>Many studies suggest that the observed decline of Apis mellifera honeybee colonies would be due to the combined action of multiple stressors, including both pathogens and pesticides. We previously demonstrated that the honeybee co-exposure to the gut parasite Nosema ceranae and the fipronil insecticide, administered chronically in sublethal doses, highly increased the bee mortality. Moreover, studies suggest that the infection by N. ceranae may increase the antioxidant capacity of the bee intestinal cells. We wondered whether the increase in mortality rate when infection is combined with fipronil intoxication could be the result of reactive oxygen species (ROS) production. Our results indicate that both the ROS amount and the concentration of oxidized proteins decreased upon infection. This could be the result of an increased antioxidant enzymatic activities. When bees were co-exposed to both stressors (N. ceranae and fipronil), we did not measured any increase in ROS level, but the amount of oxidized proteins was significantly increased. Thus, the presence of the parasite seems to disrupt the oxidative balance of the intestinal cells and could increase the toxicity of fipronil. Complementary studies were also conducted in vitro with human cells (HFF), infected with a different microsporidian species, Encephalitozoon cuniculi, and/or treated with fipronil. The results showed that the presence of the parasite reduced the increase in ROS induced by fipronil. In addition, preliminary results showed an increase in mitochondrial metabolic activity in cells infected with the parasite. Finally, in order to better understand the N. ceranae/honeybee/intestinal microbiota dialogue, we analysed the composition and the abundance of microbial communities in the gut after infection and/or intoxication with different pesticides using a next generation sequencing of both rDNA and rRNA 16S amplicons. N. ceranae seems to upset the activity of different groups of bacteria, and the presence of pesticides greatly increased these disturbances. Thus, the impact of N. ceranae/pesticide co-exposure on the intestinal microbiota may be one of the key elements in the decline of honey bee colonies