ETUDE DE LA BIODIVERSITE GENETIQUE DES ABEILLES MELLIFERES

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1 Indice de biodiversité abeille ETUDE DE LA BIODIVERSITE GENETIQUE DES ABEILLES MELLIFERES Une action concrète afin de répondre au besoin de sauvegarde de la biodiversité 1

2 Les abeilles sont des acteurs de la biodiversité. Leur présence est non seulement indispensable à la production nationale de miel et d autres produits de l apiculture mais aussi à la pollinisation et donc à l agriculture. Les mortalités importantes d abeilles enregistrées en divers points du globe et en france mobilisent la communauté scientifique, les professionnels et les pouvoirs publics. Quels rôles jouent les abeilles pour la biodiversité? Les abeilles sont un maillon essentiel de la biodiversité : elle permettent la pollinisation le transport de grains de pollen permettant de féconder les plantes - de très nombreuses cultures et arbres fruitiers. En 2005, l apport des insectes pollinisateurs dont l abeille aux principales cultures mondiales est évalué à 153 milliards d euros, soit 9,5 % de la production alimentaire mondiale. Enfin, les abeilles sont indispensables à la production de miel et des autres produits de la ruche. L agriculture française compte ruches produisant tonnes de miel, et réparties selon apiculteurs (Source : PROTEIS, situation 2010). Dans les départements d outre-mer, 490 exploitations pratiquent l apiculture, avec ruches, pour une production annuelle de 230 tonnes de miel. Pourquoi sont-elles menacées? La mortalité élevée des abeilles et des pollinisateurs sauvages (bourdons, papillons), enregistrée en divers points du globe et en France, mobilisent la communauté scientifique, les professionnels et les pouvoirs publics depuis plusieurs années. Même si ce phénomène est identifié depuis 1947, il s est généralisé à l ensemble de la planète et s est intensifié depuis une quinzaine d années. Selon la communauté scientifique la surmortalité des abeilles et des pollinisateurs semble avoir plusieurs causes, même si la principale est bien liée aux pesticides. Indice de biodiversité abeille Source : Ministère de l agriculture 2

3 Pourquoi étudier et protéger la diversité génétique des abeilles? La diversité naturelle de l abeille domestique Comme chez la plupart des espèces, la biodiversité «naturelle» de l abeille s est mise en place en fonction de nombreux facteurs, incluant : l histoire et la démographie des populations, l éventuel isolement de groupes de populations, les migrations naturelles, mais également l adaptation aux conditions locales sous l action de la sélection Darwinienne. Ainsi, l abeille domestique Apis Mellifera occupe une aire géographique très vaste et montre une variabilité morphologique et génétique très structurée. L aire de répartition naturelle de l abeille domestique s étend à l Afrique, à l Europe et au Moyen-Orient. Dans son aire de distribution d origine, vingt-six sousespèces (ou races géographiques) ont été décrites sur la base de caractères morphologiques, écologiques et comportementaux. La répartition géographique de la diversité observée suggère l existence de quatre lignées évolutives (figure1) chez l abeille, chacune regroupant plusieurs races géographiques : la lignée M (races ouest-méditerranéennes), la lignée A (races africaines), la lignée C (races nordméditerranéennes), et la lignée O (races de Turquie et du Caucase). Figure 1 : Carte de la diversité génétique des abeilles : L aire naturelle de répartition de l abeille domestique recouvre l Europe, l Afrique et le Proche Orient. Source: Julien PERRIN Source : M. GARNERY LEGS/CNRS 3

4 L anthropisation des populations d abeilles et les conséquences sur la biodiversité Comme de nombreuses espèces sauvages, la diversité de l abeille, sur son aire de répartition naturelle, subit les effets des pratiques humaines en général (fractionnement des habitats...), et agricoles en particulier (utilisation inadaptée voire massive de pesticides, monoculture ). Ces pratiques conduisent, globalement, à une diminution de la biodiversité végétale qui risque de faire disparaître certaines adaptations locales, en particulier les plantes sauvages. Dans le cas plus précis de l usage inadapté des pesticides, qui entraîne une forte dépopulation, ces pratiques risquent d appauvrir le réservoir génétique d un nombre important d espèces (dont celui de l abeille) et de fragiliser les capacités d adaptation de celles-ci (réponses aux variations de l environnement). La variabilité naturelle de l espèce clé qu est l abeille doit donc être protégée. Indice de biodiversité abeille Source : M. GARNERY LEGS/CNRS 4

5 Connaître la biodiversité de l abeille afin de la gérer durablement Dans notre pays, la race d abeille indigène est l Apis Mellifera, appartenant à la lignée Ouest- Méditerranéenne (lignée M). Du fait de son orientation Nord/Sud, lors des étapes de refuges et de recolonisations post-glaciaires, cette lignée montre un niveau de variabilité naturelle très inférieur à celui observé dans les autres lignées. Malgré cette faible variabilité, des différences ont été observées au niveau local pour certains caractères écologiques et comportementaux. Il apparaît donc particulièrement important, et urgent, de caractériser le niveau de différenciation des populations françaises de l abeille domestique au moyen d outils performants (moléculaires, morphométriques, comportementaux, ), afin : (i) d évaluer le niveau de différenciation et de variation des populations françaises ; (ii) d estimer l importance des effets anthropiques sur la variabilité des populations ; (iii) de détecter la présence potentielle d écotypes de l abeille noire. Ces trois étapes sont particulièrement importantes avant d envisager la préservation de la biodiversité des abeilles en France, et sont essentielles à une meilleure gestion de la biodiversité du cheptel. Des associations d apiculteurs de plusieurs régions françaises, conscientes de la richesse de leur patrimoine apicole, ont d ailleurs commencé à créer des conservatoires d abeilles, ou s apprêtent à le faire. C est en collaboration avec ces associations que le CNRS à initié le projet d étude dont le but final est une meilleure connaissance de la biodiversité de l abeille conduisant à une meilleure gestion durable de celle-ci. Source : M. GARNERY LEGS/CNRS 5

6 Une situation très préoccupante Les travaux réalisés par le laboratoire LEGS (CNRS UPR 9034, Evolution Génomes et Spéciation) et le laboratoire d Entomologie du Muséum National d Histoire Naturelle visent à caractériser la diversité génétique et morphologique des populations d abeilles sur son aire naturelle de répartition. Les études menées par ces laboratoires ont permis de confirmer le faible niveau de variabilité de la lignée ouest-méditerranéenne par rapport aux autres lignées évolutives. Les niveaux d introgression, liés aux importations de reines, sont très hétérogènes en fonction des régions étudiées. L analyse de la variabilité du marqueur mitochondrial révèle que 73 % des abeilles étudiées sont issues de populations d abeilles noires locales, Apis Mellifera (lignée M), et que 27 % sont d origine importées (26 % de lignée C et 1% de lignée A). Ces niveaux d importation sont très irréguliers d un département ou d une région à l autre, et peuvent parfois être très irréguliers à l intérieur d un même département. La figure 2 (ci-dessous) présente les fréquences des différents types mitochondriaux (M, A, C et Z) dans les différents départements français étudiés depuis trois ans. Cette figure montre plus particulièrement que la situation est préoccupante pour une grande partie du territoire national (régions Est et Sud), pour laquelle des protocoles de conservation sont à d ores et déjà à exclure. Figure 2 : Proportion d abeilles locales (en rouge) dans les 20 différentes régions françaises étudiées ; Pproportions d abeilles importées (en bleu et vert) pouvant représenter jusqu à 90% pour certaines populations. Indice de biodiversité abeille Source : M. GARNERY LEGS/CNRS 6

7 Un soutien scientifique aux associations créatrices de ruchers conservatoires Sur le plan pratique, la finalité des études réalisées vise à encadrer et assurer un soutien scientifique auprès des associations locales d apiculteurs pour la mise en place de conservatoires génétiques. Ces derniers serviront de réservoirs génétiques pour les professionnels exerçant hors sanctuaires et désirant conserver des colonies de souches ouest-européenne (Apis Mellifera) les plus pures possibles dans leurs plans de croisement («double hybride», «triple hybride») ; ou à ceux désirant utiliser ces abeilles en vue de sélectionner des caractères particuliers (productivité, rusticité, douceur...). Les travaux du laboratoire LEGS s intéressent depuis plus de dix ans à la diversité de l abeille domestique sur son aire naturelle de répartition. D un point de vue académique, ces travaux ont amené à développer des outils moléculaires qui sont particulièrement performants et qui permettent d étudier la diversité génétique de l individu à l espèce. Ces outils peuvent aujourd hui avoir des applications directes dans la gestion de la diversité de l abeille. Le génotypage individuel permet de classer sans ambiguïté des colonies dans leur lignée d origine et de certifier l origine de certaines reines. De plus, d autres facteurs affectent l effectif en nombre de colonies des populations, comme l apparition cyclique et locale de maladies (Varroa destructor, virus,...), ou encore les effets des pesticides, pouvant entraîner une baisse de diversité génétique. Source : M. GARNERY LEGS/CNRS 7

8 Avant qu il ne soit trop tard... Quelles que soient les applications envisagées (mise en place de conservatoires, gestion du cheptel au niveau local ou national, analyse de la consanguinité de certaines lignées), des études d impact sont nécessaires afin de mieux caractériser le niveau de variabilité des abeilles locales et de préserver la diversité génétique avant qu il ne soit trop tard, et que les abeilles de la lignée ouest-méditerranéenne n aient plus les ressources génétiques suffisantes pour assurer durablement leur maintien. Comment réagir? 1 APILAB propose de réaliser un inventaire des apiculteurs sur le territoire ne pratiquant pas l importation de reines, et conservant donc les souches locales. 2 Nous réalisons ensuite une campagne d échantillonnages d abeilles afin de contrôler les espèces auxquelles appartiennent les abeilles. Indice de biodiversité abeille 8

9 3 Les abeilles sont ensuite analysées par biométrie. Les ailes des abeilles sont comparées à l aide d un logiciel développé par le CNRS et le MNHN. Si besoin est, les abeilles sont également analysées par PCR. L analyse de l ADN mitochondriale permet de mesurer le taux d hybridation. Figure 3 : Etude biométrique d une aile d abeille 4 Enfin, nous rédigeons un rapport présentant la répartition de la diversité génétique des abeilles sur le territoire. Nous ajoutons également des recommandations afin d améliorer la protection de la diversité génétique des abeilles. Figure 4 : Exemple de résultats d études de la diversité génétique des abeilles mellifères sur un territoire 9

10 Surveillance environnementale Indice de biodiversité abeille par // Pôle Technologique // 40 rue Chef de Baie // La Rochelle Tel: +33 (0) Fax: +33 (0)