Bach Kim Nguyen et Eric Haubruge Unité d Entomologie fonctionnelle et évolutive Gembloux Agro-Bio Tech Université de Liège 5030 Gembloux @mail: bk.nguyen@ulg.ac.be Les pesticides sont-ils responsables de la disparition des abeilles?
L abeille domestique, un maillon important de l agriculture
L abeille domestique, un maillon important de l agriculture L incidence de la pollinisation par les insectes est difficile à évaluer. Toutefois, dans nos régions, un tiers de notre alimentation est directement ou indirectement tributaire de l activité des insectes pollinisateurs. Dans des pays comme la Belgique et la France, on a calculé que 20 % de la valeur de la production des cultures entomophiles (tournesol, arbres fruitiers, légumineuses, ) revient aux Apoidea.
L abeille domestique, un maillon important de l agriculture Outre l amélioration de la pollinisation de cultures, l abeille domestique revêt de multiples intérêts dont le maintien de la diversité génétique, la production de miel, le rôle de bioindicateur et, en tant qu être vivant, social de surcroît, elle constitue également un modèle biologique d intérêt majeur.
Mean winter loss (%) Quel est le taux de mortalité des colonies d abeilles? 35 Mean winter loss (%) 2009-2010 30 25 20 15 15 26 24 15 20 18 30 15 26 21 19 28 20 17 10 9 7 9 7 7 5 4 0
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques Tout semble avoir commencé en 1997 En France La mort des abeilles Le Gaucho Le Régent
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques Le retour du «Printemps silencieux»
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques Les insecticides, le suspect numéro 1!!!! L imidaclopride, insecticide systémique, est produit et commercialisé par la société BAYER dans 140 pays et pour les protections de 70 cultures différentes
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques Insecticide Les insecticides ont pour cible principalement le système nerveux
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques «Appliquer le principe de précaution» Le gouvernement français a interdit sur tout le territoire français l utilisation de deux insecticides (le GAUCHO et le REGENT) en culture de maïs et de tournesol; ces pesticides étant considérés comme responsable de la destruction des abeilles et de l entomofaune (4 arrêtés législatifs successifs en 1999, 2002, 2004 et 2006 sur le Gaucho)
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques Et en Wallonie
domestiques: état des lieux Plusieurs types de symptômes sont observés ou décrits: Mortalité Troubles du développement Troubles de la reproduction Troubles de la reine Perte de production de miel Troubles du comportement
Les causes dudépérissement des colonies d abeilles domestiques: état des lieux Au niveau de la ruche Localisation des abeilles mortes variables
L étude multifactorielle des causes du dépérissement des colonies d abeilles domestiques: état des lieux Au niveau de la ruche Ruches vides d abeille ou amoncellement important d abeilles sur le plancher
Les causes dudépérissement des colonies d abeilles domestiques: état des lieux 48 symptômes recensés au niveau de la colonie ou de l individu contradictoires ex: ruche vide d abeille ou importante quantité d abeilles mortes au fond de la ruche abstraits ex: Comportement anormal conspécifiques ex: abeilles tremblantes abeilles rampantes Acariose Nosémose ABPV CBPV SPV Intoxication Amibiase Dysentrie
Les causes dudépérissement des colonies d abeilles domestiques: état des lieux
Evaluation de la situation Etude monofactorielle Etude multifactorielle
Quantification de la mortalité 17 % On constate un taux de mortalité de 17% en 2004-2005
Identification de la période de mortalité J F M A M J J A S O N D J F M A 2004 2005 7,14% 14,29% 78,57% 93 % de la mortalité est durant la période hivernale.
Etude monofactorielle Environment Pesticides Maladies 16 sites Observations de terrain Relevé de données cartogrphiques 16 sites Collectes d échantillons Analyses de laboratoire (HPLC-MS/MS, GC-MS/MS) 84 sites Observations de terrain Analyses de laboratoire (analyses microscopiques, microbiologiques et moléculaires) Les données sur l environnement, les pesticides et les maladies sont traitées séparément
Environnement Data of crop occupation (DGA) 33 km Km Nous avons collecté toutes les données cartographique agricole (Rayon de 3 Km) entre 1999 et 2007
Mortality rates (%) Mortality rates (%) Environnement Mortality rates = 49,0470-0,0417871 Number of plots S = 26,8638 R-carré = 8,9 % R-carré(ajust) = 2,4 % 90 3 km 80 70 60 50 40 Fobs=1,37 P=0,261 30 20 10 Apiary 1 Mortality rates - winter 2004-2005 0 Number of plot 1112 Agricultural area (ha) 2327,31 0 400 500 600 700 800 900 Number of plots 1000 1100 2 52 536 1463,19 3 4 760 1977,19 4 5 6 7 8 9 0 0 50 55 0 25 613 796 839 664 595 513 1553,68 1879,65 2418,59 1822,66 1785,6 1578,9 90 80 70 60 Mortality rates = 47,2238-0,0144036 Agricultural area S = 27,0978 R-carré = 7,3 % R-carré(ajust) = 0,7 % Fobs=1,106 P=0,311 10 30 603 2495,53 50 11 17 439 1130,92 40 12 13 14 15 16 0 0 0 84 48 818 429 469 458 401 2227,31 1276,4 1351,61 991,87 836,49 30 20 10 0 1000 1500 2000 Agricultural area (ha) 2500
Environnement Existe-t-il une relation entre les hauts taux de mortalité et l environnement agricole? Aucune corrélation n a été identifiée entre le nombre de parcelles agricoles autour des ruchers et les taux de mortalités de colonies. (Fobs = 1,37; p = 0,261) Aucune corrélation n a été identifiée entre la surface agricole totale autour des ruchers et les taux de mortalités de colonies. (Fobs = 1,106; p = 0,31)
M o rta lity ra te Les causes du dépérissement des colonies d abeilles 20 40 60 80 0 Environnement 0 10 20 30 40 Maximun of hives Test of Ho: var1 and var2 are independent Prob > t = 0.0035 Il y a une corrélation entre les taux de mortalité et le nombre de colonies par rucher
Pesticides Technique miel abeilles cire TOTAL Nombre total d analyses LC-MS/MS 109 99 98 306 d échantillons réels GC-MS/MS 89 105 95 289 198 204 193 595 Une méthode d analyse a été développée. Elle est basée sur la séparation par chromatographie en phases gazeuse et liquide couplé à une détection avec un spectromètre de masse en tandem. 56 molécules peuvent être détectées dans trois matrices: le miel, la cire et les abeilles.
Pesticides Miel Pesticide Technique de détection Nombre total d analyses Nombre d'échantillons de MIEL positifs 11 pesticides détectés % min Concentration A - Rotenone LC-MSMS 109 22 20,2% 0,05ppb< x < 0,5ppb > 2ppb A - Coumaphos GC-MSMS 89 11 12,4% 124ppb > 400ppb F - Flusilazole LC-MSMS 109 8 7,3% 0,005ppb< x < 0,05ppb 0,005ppb< x < 0,05ppb I - Methiocarb sulfoxide LC-MSMS 109 8 7,3% 0,5< x < 5ppb 0,5< x < 5ppb F - Trifloxystrobin LC-MSMS 109 6 5,5% 0,05ppb< x < 0,5ppb 0,05ppb< x < 0,5ppb I - Imidacloprid LC-MSMS 109 5 4,6% 0,05ppb< x < 0,5ppb 0,05ppb< x < 0,5ppb A - Bromopropylate GC-MSMS 89 2 2,2% 5ppb< x < 50ppb 5ppb< x < 50ppb F - Bitertanol LC-MSMS 109 1 0,9% 0,12 ppb 0,12ppb I - Carbofuran LC-MSMS 109 1 0,9% > 0,6ppb > 0,6ppb I - Pirimicarb LC-MSMS 109 1 0,9% 0,04ppb< x < 0,1ppb 0,04ppb< x < 0,1ppb F - Vinclozolin GC-MSMS 89 1 1,1% > 40ppb > 40ppb max
Pesticides Abeilles Cire Pesticides Technique de détection Nombre total d'analyses Nombre d'échantillons positifs % Nombre total d'analyses Nombre d'achantillons positifs A77 Bromopropylate GC-MSMS 105 0 0,0% 95 28 29,5% A52 Coumaphos GC-MSMS 105 1 1,0% 95 27 28,4% A24 Flusilazole LC-MSMS 99 0 0,0% 98 26 26,5% 2 pesticides détectés dans les abeilles et 15 dans la cire A70 Rotenone LC-MSMS 99 0 0,0% 98 17 17,3% A37 Pirimicarb LC-MSMS 99 0 0,0% 98 10 10,2% A73 Trifloxystrobin LC-MSMS 99 0 0,0% 98 10 10,2% A25 Tau-Fluvalinate GC-MSMS 105 0 0,0% 95 9 9,5% A08 Bitertanol LC-MSMS 99 0 0,0% 98 4 4,1% A18 Difenoconazole LC-MSMS 99 0 0,0% 98 4 4,1% A04 Atrazine LC-MSMS 99 0 0,0% 98 3 3,1% A86 Lindane GC-MSMS 105 1 1,0% 95 2 2,1% A46 Vinclozolin GC-MSMS 105 0 0,0% 95 2 2,1% A43 Terbuthylazine LC-MSMS 99 0 0,0% 98 1 1,0% A72 Terbuthylazine-2- hydroxy LC-MSMS 99 0 0,0% 98 1 1,0% A81 Chlorpyrifos GC-MSMS 105 0 0,0% 95 1 1,1% %
Lors des analyses réalisées sur les échantillons collectés lors de la saison 2004 2005, 79,17% des colonies contenaient au moins un pesticide. Au total, 18 pesticides différents ont été détectés dans les 16 ruchers.
Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de pesticides dans les ruches? Régression analyses Fobs P-value R² Pesticides 0,252 0,623 0,018 Insecticides 0,000 0,996 0,00 Acaricides 5,94 0,029 0,298 Fongicides 0,274 0,609 0,019 Herbicides 0,737 0,405 0,05 Molluscicides 1,778 0,204 0,113 Le nombre d acaricides par rucher est un des facteurs à prendre en considération.
De l imidaclopride a été détectés dans deux ruchers mais aucune mortalité n a été observé dans ces ruchers durant la saison 2004-2005 sur ces sites.
Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l imidaclopride? 3 km 3 Km Data of crop occupation (DGA)
Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l imidaclopride? Rucher 1 Surface agricole totale Surface de maïs totale Surface totale de maïs traité à l imidaclopride
0% de mortalité Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l imidaclopride? Rucher 1 Total agricultural area : 2327,31 ha (1112 plots) Total corn area : 426,81ha (219 plots) Total treated corn area : 4,54ha (4 plots) Rucher 2 Total agricultural area : 2421,3 ha (818 plots) Total corn area : 108,92 ha (54 plots) Total treated corn area : 23,25 ha (13 plots)
>49% de mortalité Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l imidaclopride? Rucher 3 Total agricultural area : 2418,59 ha (839 plots) Total corn area : 112,78 ha (47 plots) Total corn treated area: 0 ha (0 plots) Rucher 4 Total agricultural area : 1463,42 ha (536 plots) Total corn area : 151,52 ha (87 plots) Total corn treated area : 0 ha (0 parcelles)
Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l imidaclopride? Nous avons considérés 6 scénarios Max 1000 m Max 1500 m Max 1750 m Max 2000 m Max 2500 m Max 3000 m
Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l imidaclopride? Table 2. Scenario Distance of pollen-collecting Number of plots (ha) Option Test # P (expressed in meter) Treated Total 1 < 1,000 40 (58) 188 (412) Surface of plots treated around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.0009 * 0.76 (-0.92 to -0.41) Total surface of plots around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.08 0.47 (-0.79 to 0.05) 2 < 1,500 61 (98) 344 (732) Surface of plots treated around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.0013 * 0.73 (-0.93 to -0.47) Total surface of plots around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.0466 * 0.50 (-0.81 to 0.01) 3 < 1,750 70 (122) 441 (936) Surface of plots treated around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.0009 * 0.75 (-0.91 to -0.38) Total surface of plots around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.05 * 0.49 (-0.80 to 0.02) 4 < 2,000 82 (129) 555 (1134) Surface of plots treated around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.0009 * 0.75 (-0.91 to -0.38) Total surface of plots around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.03 * 0.55 (-0.83 to -0.06) 5 < 2,500 109 (193) 791 (1699) Surface of plots treated around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.0121 * 0.61 (-0.86 to -0.14) Total surface of plots around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.036 * 0.53 (-0.82 to -0.02) 6 < 3,000 122 (226) 1027 (2235) Surface of plots treated around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.02 * 0.57 (-0.84 to -0.08) Total surface of plots around apiaries (ha) Spearman's rank correlation = - 0.046 * 0.50 (-0.81 to -0.01) Legend: # for the Spearman's rank correlation (95% confidence interval) ; * statistically significant at P = 0.05
Nous avons trouvé dans les ruches: Varroa destructor Paenibacillus larvae Nosema apis Virus (SBV, DWV) Melissoccocus pluton Ascosphera apis Aspergillus flavus Galleria mellonela Achroia grisella Braula coeca Tyrophagus putrescentae, Trombidium sp. Fungi
Varroa destructor Omniprésent
31 sites Observations sur le terrain Données cartographiques Echantillonnage Analyses chimiques (HPLC-MS/MS, GC-MS/MS), biomoléculaires, microscopiques et microbiologiques Etude multifactoriel Environment Pesticides Maladies Multifactorial analysis multiple regression (Stepwise)
Tous les facteurs étudiés par la voie monofactoriel sont inclus dans une analyse multifactorielle en régression (Stepwise - Minitab 13.20). Cette analyse exploratoire permet d étudier et de modéliser la relation entre une variable et plusieurs prédicteurs.
Step 1 2 3 Constant 25,17 20,55 16,50 Varroa Deformed 39 43 47 Honeybees Valeur de T 3,38 3,94 4,53 P 0,002 0,000 0,000 Food quantity 35 39 Valeur de T 2,19 2,58 P 0,037 0,016 American foulbrood 40 Valeur de T 2,22 P 0,035 L analyse multifactorielle appliquée aux résultats obtenus en 2004 2005 a permis de mettre en évidence d autres facteurs de risques: le manque de nourriture durant l hivernage et la loque américaine au stade clinique.
Lors de l analyse monofactorielle, plusieurs facteurs de risques ont été mis en évidence: Le nombre de ruches par rucher Le traitement contre Varroa destructor Et dans l analyse multifactorielle nous avons identifié: Varroa destructor La quantité de nourriture durant l hivernage La loque américaine au stade clinique
Poursuite de l étude 2007 2008-2009 Etude virale Etude du pollen Analyse chimique Qualité nutritive
Over 97% of all apiaries tested had at least one virus Only infection with ABPV had a significant effect - infected colonies were 14 times more likely to die than uninfected colonies. We found clear evidence that co-infection with two or more viruses had a pronounced effect on colony survival.
Pesticide Pesticides dans le pollen (2007 et 2008) Nombre total d analyses Nombre d échantillons positifs Coumaphos* A 81 3 3,7 Diflufenican* H 81 2 2,5 Difenoconazole F 81 2 2,5 Methiocarb sulfoxide* I 81 1 1,2 Roténone* A 81 1 1,2 Simazine* H 81 1 1,2 Diethofencarb F 81 1 1,2 Imidacloprid I 81 1 1,2 Vinclozolin F 81 1 1,2 Fluazifop-p-butyl H 81 1 1,2 Chlorpyriphos I 81 1 1,2 %
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: les conclusions L imidacloprid (Gaucho ) n est pas responsable des mortalités observées en Belgique. 79% des colonies suivies contenaient au moins un pesticide. Au total, 18 pesticides différents ont été détectés. Le nombre d acaricides détectés dans les ruchers présente un lien avec la surmortalité des colonies d abeilles domestiques en Wallonie.
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: les conclusions La varroa est le premier agent responsable de la mortalité. Manque crucial de méthode de lutte contre la varroa Proposition d une stratégie de lutte Un traitement longue durée Un traitement ponctuel (hors couvain) fin de l automne
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: les conclusions Six virus, particulièrement dommageables à l abeille, ont été détectés massivement dans les ruchers. Leur abondance est corrélée à la mortalité des abeilles et à la charge en varroa. L impact de ces virus sur des abeilles affaiblies par la présence de varroas constitue une cause probable de mortalité massive d abeilles.
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: les perspectives et les priorités Mettre au point des méthodes de lutte intégrée contre les parasites Mettre en place une stratégie de sélection des races d abeilles Mieux étudier les synergies entre les facteurs de risques Mettre au point des tests toxicologiques au niveau de la colonie/société d abeilles et non pas au niveau de l individu Limiter les interactions entre les pollinisateurs avec les pesticides
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: un grand nombre de pesticides dans les ruches USA 121 pesticides H, F, I Espagne 15 pesticides I Belgique 11 pesticides H, F, I Pologne 8 pesticides F, I Portugal 8 pesticides I Turquie 10 pesticides I Jordanie 12 pesticides H, I Inde 10 pesticides I Brésil 14 pesticides H, F, I France 12 pesticides H, F, I Grèce 10 pesticides I
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: les causes mulitfactorielles se confirment Pourcentage de mortalité des abeilles domestiques Insecticide - Fongicide Effets de synergie d'une association insecticide-fongicide : cas de la deltaméthrine (D.) et du prochloraze (P.1) pulvérisés soit séparément (I et II), soit l'un après l'autre (III et IV), soit en mélange (V). Doses utilisées : deltaméthrine : 0,125 g/ha, prochloraze : 25 g/ha. Belzunces L., Colin M., 1993. Abeilles et pesticides. Effets synergiques des traitements phytosanitaires chez l'abeille à des doses sublétales. L'Abeille et le Miel, n spécial, avril 1993.
Le dépérissement des colonies d abeilles domestiques: les causes mulitfactorielles se confirment Insecticide - Parasite Spores de Nosema. @INRA Alaux C., Brunet J.-L., Dussaubat C., Mondet F., Tchamitchan S., Cousin M., Brillard J., Baldy A., Belzunces L.P., Le Conte Y. Interactions betweennosema microspores and a neonicotinoidweakenhoneybees (Apis mellifera). EnvironmentalMicrobiology, (2009) doi:10.1111/j.1462-2920.2009.02123.x
Merci de votre attention
Unité d Entomologie fonctionnelle et évolutive Eric Haubruge (Prof.) Bach Kim Nguyen Laboratoire d Epidémiologie et analyse des risques Claude Saegerman (Prof.) Centre d Analyse des Résidus en Traces Edwin De Pauw (Prof.) Joëlle Widart Catherine Pirard