34,5 °C : le degré et demi qui change une ouvrière

Une colonie maintient son couvain à 34,5 °C, avec une tolérance d'environ un degré et demi. C'est une performance remarquable pour un organisme sans thermostat, et on l'admire volontiers.

Ce qu'on sait moins, c'est ce qui se passe quand cette régulation dérape un peu. Les abeilles qui naîtront auront l'air parfaitement normales. Elles ne le seront pas.

L'expérience fondatrice

En 2003, l'équipe de Tautz à Würzburg a placé des nymphes en étuve à trois températures constantes : 32 °C, 34,5 °C et 36 °C. Toutes trois se rencontrent naturellement dans une ruche. À l'émergence, les abeilles ont été marquées et introduites dans des colonies d'accueil.

Aucune différence visible dans leur comportement à l'intérieur de la ruche. Rien ne les distinguait des abeilles de la colonie hôte.

Mais lorsque ces abeilles sont devenues butineuses et qu'on les a entraînées à visiter un nourrisseur placé à 200 mètres, les différences sont apparues nettement dans leur danse, celle par laquelle une butineuse indique à ses sœurs la direction et la distance d'une ressource.

Autrement dit : le défaut ne se voyait pas sur le cadre. Il se voyait dans la capacité de la colonie à communiquer sur ses ressources.

Ce qui se passe dans le cerveau

L'année suivante, la même équipe est allée voir de plus près. Des nymphes ont été élevées à des températures échelonnées de 28 à 38 °C, puis leurs cerveaux ont été analysés.

Les chercheurs ont compté les microglomérules, des complexes synaptiques situés dans les corps pédonculés, les régions du cerveau associées à l'apprentissage et à la mémoire.

Le résultat est sans équivoque : dans la région olfactive, le nombre de microglomérules est maximal chez les abeilles élevées à 34,5 °C, et il diminue significativement de part et d'autre. Un écart supérieur à 1,5 °C suffit à réduire ce nombre.

Et ces différences persistent après la première semaine de vie adulte. Ce n'est pas un retard qui se rattrape : c'est une architecture cérébrale définitivement différente.

Une déficience invisible

Une étude complémentaire a précisé la nature exacte du dommage, et sa conclusion mérite d'être citée telle quelle : la conséquence la plus importante d'une température d'élevage anormale, ce sont des déficiences neurales subtiles affectant la mémoire à court terme, plutôt que des anomalies physiques.

Trois points en découlent :

  • La mémoire à court terme est affectée
  • La mémoire à long terme ne l'est pas significativement
  • Aucun effet sur l'asymétrie fluctuante, l'indicateur classique d'instabilité du développement, ni chez les ouvrières, ni chez les reines, ni chez les mâles

C'est précisément ce qui rend le phénomène difficile à repérer. Une abeille mal thermorégulée n'a pas les ailes déformées. Elle n'est ni plus petite ni malformée. Elle apprend simplement moins bien.

Jusqu'à la répartition des tâches

En 2009, une équipe a marqué individuellement plus de 4 400 abeilles élevées à 32, 34,5 et 36 °C, puis a suivi leur carrière.

Les abeilles issues des températures les plus élevées dansaient plus souvent, butinaient plus jeunes, et se consacraient davantage à l'évacuation des cadavres.

La température d'élevage ne détermine donc pas seulement la compétence individuelle : elle influence l'organisation du travail dans toute la colonie. Une observation d'ailleurs mentionnée dans la littérature veut que les ouvrières élevées dans le bas de la plage optimale soient plus grandes et vivent plus longtemps.

Et la génétique dans tout ça

Voici le résultat qui m'intéresse le plus, publié dans Science en 2004.

Les colonies génétiquement diverses, dont la reine s'est accouplée avec de nombreux mâles, maintiennent une température de couvain plus stable que les colonies génétiquement uniformes, issues d'un seul père.

Le mécanisme est élégant : les ouvrières n'ont pas toutes le même seuil de réponse à la température, et ce seuil est en partie génétique. Dans une colonie diverse, elles se mettent à ventiler de manière échelonnée. Dans une colonie uniforme, elles réagissent toutes en même temps, provoquant des corrections excessives, donc des oscillations.

La diversité génétique produit ici un amortisseur. Et l'on retrouve le même enseignement que dans mon article sur la consanguinité : la polyandrie n'est pas un hasard de la biologie, c'est une fonction.

Pour un éleveur, cela implique une vigilance sur l'insémination. Inséminer avec un seul mâle, ou avec trop peu, revient à fabriquer volontairement une colonie uniforme, avec les conséquences thermiques que cela suppose. C'est l'une des raisons pour lesquelles nos inséminations mobilisent plusieurs mâles, dans un ordre de grandeur proche de ce que fait la nature.

Ce que ça change au rucher

Les visites longues par temps frais coûtent cher. Un cadre de couvain sorti dix minutes à 15 °C n'est pas seulement « refroidi » : il produira des abeilles à la mémoire légèrement diminuée, pour toute leur vie.

Une colonie faible régule mal. Le maintien de 34,5 °C exige une population suffisante. Une colonie affaiblie ne perd pas seulement en récolte immédiate : elle produit des ouvrières de moindre qualité, ce qui l'affaiblit encore.

Le transport de couvain mérite mieux qu'un coffre de voiture. C'est vrai des ruchettes de fécondation comme des cadres de couvain déplacés d'une colonie à l'autre.

Et la capacité à réguler est elle-même un caractère de colonie. Elle dépend de la population, de la vigueur, de la diversité génétique. Autant de choses qui se sélectionnent.

À retenir

  • Le couvain se développe à 34,5 °C, avec une tolérance d'environ 1,5 °C.
  • Au-delà, le nombre de synapses dans les aires d'apprentissage diminue, et l'effet persiste toute la vie.
  • Les abeilles concernées sont physiquement normales : la déficience touche la mémoire à court terme et la danse.
  • La température d'élevage influence jusqu'à l'âge du premier butinage et la répartition des tâches.
  • Les colonies génétiquement diverses régulent mieux : la polyandrie amortit les oscillations.

Sources

Tautz J., Maier S., Groh C., Rössler W., Brockmann A. (2003). Behavioral performance in adult honey bees is influenced by the temperature experienced during their pupal development. PNAS, 100(12), 7343-7347.

Groh C., Tautz J., Rössler W. (2004). Synaptic organization in the adult honey bee brain is influenced by brood-temperature control during pupal development. PNAS, 101, 4268-4273.

Jones J. C., Helliwell P., Beekman M., Maleszka R., Oldroyd B. P. (2005). The effects of rearing temperature on developmental stability and learning and memory in the honey bee. Journal of Comparative Physiology A, 191, 1121-1129.

Jones J. C., Myerscough M. R., Graham S., Oldroyd B. P. (2004). Honey bee nest thermoregulation: diversity promotes stability. Science, 305(5682), 402-404.

Becher M. A., Scharpenberg H., Moritz R. F. A. (2009). Pupal developmental temperature and behavioral specialization of honeybee workers. Journal of Comparative Physiology A, 195(7), 673-679.

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