Reine ou ouvrière : le destin des abeilles est inscrit dans leurs cellules

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Des chercheurs chinois et éthiopiens ont découvert chez les abeilles une pré-détermination cellulaire différenciant dès la naissance les ouvrières de la future reine au sein de la colonie.

Les observations entomologiques menées jusqu'à présent ont montré que la formation d'une reine au sein d'une colonie d'abeilles s'effectue par la sélection d'une larve ensuite nourrie à la gelée royale. Cette substance riche en protéines et glucides constitue un régime unique permettant à l'abeille de devenir à terme l'unique femelle fertile et fécondée du groupe. Un destin particulier, qui selon une nouvelle étude effectuée en Chine et en Ethiopie, ne serait pas le fruit du hasard mais celui d'une pré-détermination biochimique.

Pour en arriver à une telle conclusion, les chercheurs ont étudié les protéines produites dans les cellules des larves d'abeilles aux premiers stades de vie. Les résultats, publiés dans le Journal of Proteome Research, révèlent l'existence de différences majeures entre l'activité protéique de larves destinées à une existence royale et celle des autres vouées à devenir ouvrières.

Les scientifiques ont en effet observé que les cellules des larves de futures reines, présentaient des protéines beaucoup plus actives au sein du métabolisme des glucides à la base de la production d'énergie. "Ces résultats suggèrent que les protéines impliquées dans les activités métaboliques possèdent un rôle important dans les processus de détermination des castes" conclut l'étude. En d'autres termes, la larve destinée à être reine est nourrie de gelée royale parce qu'elle possède dès la naissance un métabolisme conçu pour la consommer.

Une fois la maturité atteinte, le rôle de la reine se spécialise uniquement dans la reproduction contrairement aux ouvrières, stériles qui s'occuperont du maintien de la colonie. Outre la différence de fonction, les espérances de vie varient également entre ces deux castes, la reine vivant généralement un à deux ans contre six à sept semaines d'existence pour les ouvrières.

Maxisciences 26/09/2011

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Les abeilles sont des insectes sociaux travaillant pour le bien de la
colonie. N’ont-elles pas de personnalité pour autant ? Il semble que certaines d’entre elles puissent prendre goût à la liberté durant leurs vols
d'exploration. Plus surprenant, ce besoin de nouveauté serait régi par les mêmes molécules (catécholamine, GABA ou glutamate) que chez les vertébrés.


Les abeilles, Apis mellifera, vivent en communauté au sein de ruches comprenant en moyenne 40 à 60.000 individus. Elles forment des sociétés où chacune d’entre elles tient un rôle bien précis. Les ouvrières s’occupent successivement de plusieurs tâches, allant de l’apport de soins aux larves (activité de nourricière) à la récolte de pollen et de nectar. Elles sont alors dénommées butineuses. Face à la cohésion les unissant, une question se pose : chaque individu a-t-il une personnalité propre ou agit-il de manière stéréotypée ?


Au sein des ruches, les populations d’ouvrières ne cessent de croître jusqu’à
atteindre un niveau de surpopulation. La colonie se divise alors en deux. L’essaim nouvellement formé part à la recherche d’un site à coloniser. Des chercheurs de l’université de l’Illinois, dirigés par Gene Robinson, ont remarqué que certaines abeilles semblaient intrépides durant cette phase.

Presque 5 % de l’ensemble de l’essaim part littéralement à l’aventure. Plus surprenant, une fois la nouvelle ruche en place, ces insectes continuent à explorer leur environnement à la recherche de nourriture. Les chiffres le montrent : les abeilles ayant prospecté pour trouver un nouveau nid ont 3,4 fois plus de chance de devenir des spécialistes de la recherche de nourriture, par rapport aux butineuses. Ont-elles pris goût à la liberté ?


Les chercheurs ont souhaité établir l'existence de différences moléculaires entre les exploratrices et les butineuses. Ils ont donc comparé l’expression de leurs gènes. Contre toute attente, ils ont trouvé des milliers de différences. Certaines d’entre elles ont particulièrement retenu leur attention. Les exploratrices produisent en effet des molécules impliquées dans le circuit de la récompense et dans les comportements de recherche de nouveautés chez les vertébrés et donc chez l’Homme. Ces résultats sont publiés dans la revue Science.


Parmi les gènes exprimés par les abeilles exploratrices, certains codent pour des catécholamines, du glutamate et de l'acide γ-aminobutyrique (GABA). Les atécholamines les plus courantes sont l’adrénaline, la norédrénaline et la dopamine. Tiens donc, n’est-ce pas ce que recherchent les amateurs de sports extrêmes ? Le glutamate est quant à lui le principal neurotransmetteur excitateur chez l’Homme. Son action est inhibée par le GABA.


Mais est-on sûr que ces molécules jouent le rôle qui leur est attribué ? Oui, des tests complémentaires l’ont confirmé. Les chercheurs ont modifié les signaux exprimés dans le cerveau des insectes en les confrontant à différentes substances. Les probabilités qu’une butineuse devienne une exploratrice ont augmenté de respectivement 73 % et 37 % lors d’une exposition à du glutamate ou à de l’octopamine (équivalent à la noradrénaline). En revanche, elle a diminué de 44 % pour des ouvrières dont l’action de la dopamine a été inhibée.


Les voies métaboliques impliquées dans la recherche de nouveautés chez les abeilles sont donc bien les même que chez l’Homme et les autres vertébrés. Cette particularité aurait évolué indépendamment au sein des différents groupes tandis que les bases moléculaires seraient restées identiques.

Alors, les abeilles ont-elles leur propre personnalité ? Quoi qu’il en soit, les
comportements exploratoires sont nécessaires à la survie de la ruche puisqu’ils
permettent de trouver de nouvelles sources de nourriture ou de nouveaux sites à
coloniser. Tout le monde en sort donc gagnant.

Futura Sciences 09/03/2012