11/12/2011. Communication. Compléments de biologie. Sémiochimie. La communication interspécifique. La communication intraspécifique

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1 Compléments de biologie La communication chez l abeille Communication Chez l'homme par les sons par la vue par le toucher (par l'odorat) L'odorat n a qu une importance relative dans notre communication Chez l'insecte par les sons (stridulation) par la vue (danse) par le toucher (grégarité) par l'odorat L'odorat compte pour beaucoup dans les modes de communication pour l'insecte Sémiochimie Langage chimique qui supplée au manque de détection des sens Sémiochimique = Molécule organique, synthétisée par un organisme (animal), et porteuse d une information olfactive destinée à modifier le comportement ou la physiologie d un autre organisme. La communication interspécifique 3 types de substances allélochimiques: Allomones : bénéfice à l'organisme émetteur ex : odeur du putois pour écarter un prédateur Kairomones : bénéfice à l'organisme récepteur ex : odeur du puceron qui attire la coccinelle Synomones : favorable à la fois à l 'émetteur et au récepteur ex : odeur des fleurs attirent les butineurs La communication intraspécifique (ou phéro-hormones): Substance chimique sécrétée par un organisme et qui, perçue ou reçue par un autre organisme de la même espèce, provoque chez celui-ci une réaction spécifique ou un processus biologique évolutif. Actuellement : une phéromone peut être un mélange de différentes substances et sa transmission peut se faire à distance mais aussi par contact ou ingestion, directement de l émetteur au récepteur. Le mode d action des phéromones dépend de leur nature chimique et de leur volatilité ou de leur solubilité, propriétés qui conditionnent leur durée de vie (Slessor et al., 2005) 1

2 La communication intraspécifique Il en existe de différents types (selon la fonction) : de marquage (au sol) sexuelles d'agrégation d'alarme et d'attaque traçage de pistes (aériennes) Particulièrement présentes chez les insectes grégaires et sociaux Phéromone de piste Phéromones sexuelles chez l abeille = «odeurs» utilisées par les abeilles pour communiquer. Mélange de molécules plus ou moins complexes 2 types: Phéromone d'ambiance ou modificatrice: effet à long terme - modifie la physiologie du destinataire Phéromone libérée ou incitatrice: effet à court terme modifie le comportement du destinataire Elles seront perçues par les récepteurs antennaires. 15 glandes connues. Plus de 50 substances identifiées (cfr. Notamment les travaux d'y. Le Conte + A. Maisonnasse. Thèse 2010). D'autres encore ne sont que soupçonnées. Les antennes Les glandes source: source: biologie de l abeille, M. Winston 2

3 Principales phéromones incitatrices chez l'abeille Odeurs produites par les ouvrières La glande de Nasanov = 7 substances identifiées La glande d'arnhart = empreinte du pied laissée sur les fleurs butinées et à l'entrée du nid. Les substances de défense: 1. est produite par les glandes mandibulaires et par l'aiguillon (acétate d'isoamyle) 2. Glande de Koschevnikov: 40 composés chimiques Phéromone de reconnaissance du couvain: 10 composés d'esters d'acides gras - effet stimulateur sur les glandes hypopharyngiennes et inhibiteur sur les ovaires. Phéromone d'élevage: oléate d'éthyl - émise par les butineuses qui inhibent le développement des nourrices pour garder un ratio plus élevé dans la ruche. Phéromone de recrutement: hydrocarbures non glandulaires émis par la cuticule pendant la danse frétillante (Thom et al. 2007) Reconnaissance spécifique: reconnaissances des apparentés (Dani et al., 2005) d'après Winston, 1994 Phéromone modificatrice : l'oléate d'éthyl Produite au niveau des glandes mandibulaires Inhibe le développement des jeunes ouvrières en régulant le comportement de butinage Comportements associés Association des phéromones avec d'autres signaux de communication (vibrations) : effet de redondance et de modulation de l'intensité du signal «piping signal» et «stop signal»: joue un rôle dans l'effort de butinage et la capacité à absorber la récolte. Signal donnant un ordre de départ ou d'arrêt lors de la danse en huit des butineuses? «buzz signal» : déclenchement de l'essaimage (Nieh, 2010; Rangel et al., 2010) Phéromones des ouvrières Phéromones du couvain BEP + Rappel Maintien au nid des ouvrières d intérieur Alarme BEP dont linoléate de méthyle et palmitate d'éthyle. Equilibrent couvain mâle/couvain d ouvrières Stimulent la récolte Simulent la production de la gelée Royale Retardent l âge du butinage (Le Conte 2001) Sollicitent l operculation (Huang) Inhibition du développement ovarien des ouvrières par EBO (Maisonnasse 2010) attirent Varroa :o( = kairomones dans ce cas 3

4 Odeurs produites par la reine Phéromones mandibulaires: 5 composés actifs identifiés (QMP) et 4 additionnels (QRP) dont deux principaux dans la QMP: Acide 9-oxo-2-décènoïque (9-ODA) et Acide 9- hydroxy-2-décènoïque (9-HDA): inhibe l'élevage royal et le développement des ovaires des ouvrières, oriente la construction, engendre un comportement de cour, attire les mâles à la fécondation, stabilisation de l'essaim Phéromone de la glande de Dufour (dans la cavité vaginale): encore mal connue - servirait à la reconnaissance des oeufs Phéromone de la glande du tarse: inhibe l'élevage royal et l'essaimage. Phéromones royales Phéromone de la glande de Koschevnikov: attire les ouvrières Odeurs produites par les mâles: Phéromone de faux-bourdons: attirent les mâles dans les lieux de rassemblement en vue de la fécondation des jeunes reines. Source: Billen 2006 Phéromones de la reine Construction des cellules royales copulation préventions de la ponte ouvrière de l étirement des cell. royales attraction du nid simulation: construction des cires, récoltes teneur variable suivant l état: reine en pleine ponte reines vierges ou récemment fécondées (ex. E-b-ocimène: Gilley 2006) Les cellules d essaimage sont construites en bord des cadres et sont saillantes; les cellules de sauveté sont situées aussi bien au milieu des cadres et y sont enfoncées. Butineuses Jeunes larves Butineuses EO EO EO inhibition de la maturation comportementale -Variation de la production selon saison -Production anormale chez les abeilles parasitées par Nosema spp. -Transmission par contact (cuticule et pollen) ouvrières BEP Autres signaux chimiques Reine QMP Larves âgées Reine QMP effets pleiotropiques Mais autres signaux chimiques pour : -Inhibition des ovaires des ouvrières -Induction de la construction -Induction du phénomène de cour Piège à essaim : la ruchette est frottée avec une brassée de mélisse officinale (production de géraniol, citral,...) qui sont des composants de la phéromone de rappel aux pouvoirs attractifs. Odeur de banane : rappel d'un composé ester de la glande à venin : l'acétate d'isoamyle. Incite l'attaque. Jeunes larves Larves âgées (volatil) BEP (peu volatil) Accélère la maturation comportementale des ouvrières Inhibition des ovaires des ouvrières Accélère la maturation comportementale des ouvrières 4

5 Production de leurres à base de phéromone royale (QMP - Queen Mandibular Pheromone) Des stress environnementaux (pesticides, parasites, ) peuvent-ils modifier la production de l'oléate d'éthyl dans la colonie et déstabiliser son organisation? Nosema sp. modifie la production d'eo à la hausse et influence par conséquent la distribution du travail et l'homéostasie de la colonie. Une recherche récente montre l'effet amplificateur de l'imidaclopride sur l'infection en Nosema et explique ainsi les causes d effondrement de colonies. Production de leurres pour le piégeage par phéromones des fondatrices du frelon asiatique (Vespa velutina nigrithorax) en début de saison 5