Les abeilles se reconnaissent grâce à leur microbiome
Les membres d’une colonie d’« Apis mellifera » partagent la même signature olfactive, exhalée par leurs hydrocarbures cuticulaires et liée à une flore bactérienne intestinale spécifique.
Abstract
Une récente étude américaine (Cassondra L. Vernier et al., 2020) a découvert que chez l'abeille domestique, les membres de la colonie, génétiquement apparentés, développent de façon innée des profils d'hydrocarbures cuticulaires spécifiques à cette colonie et qui servent d'indices de reconnaissance des phéromones de cette population. Cependant, malgré une forte parenté intra-coloniale, le développement inné de signatures chimiques spécifiques à la colonie par les membres individuels est largement déterminé par l'environnement au sein de la ruche, plutôt que dépendant uniquement des variantes génétiques partagées par les individus de cette colonie. Par conséquent, il est curieux de voir comment un facteur non génétique pourrait conduire au développement inné d'un trait quantitatif partagé par les membres d'une même colonie. Ici, les chercheurs apportent une solution à cette énigme en montrant que, chez les abeilles, les indices de reconnaissance des membres de la colonie sont définis, au moins en partie, par des caractéristiques communes du microbiome intestinal aux membres de cette même colonie. Ces résultats illustrent l'importance des interactions hôte-microbiome comme source de variation des traits comportementaux des animaux.
Le va-et-vient des butineuses, qui quittent leur colonie et y retournent, est surveillé de près par la gardienne (Image par Susanne Jutzeler)
Le microbiote intestinal comme déterminant de l’identité sociale chez l’abeille
Chez l’abeille mellifère, la reconnaissance des congénères repose sur des profils spécifiques d’hydrocarbures cuticulaires (CHC). Bien que les individus d’une même colonie soient étroitement apparentés, ces signatures chimiques dépendent majoritairement de facteurs environnementaux. Cette étude teste l’hypothèse selon laquelle le microbiote intestinal constitue un facteur clé dans la définition de ces signaux sociaux.
Les analyses comparatives montrent que les butineuses de colonies différentes possèdent des microbiotes intestinaux distincts ainsi que des profils de CHC clairement différenciés. La diversité bactérienne globale est similaire, mais les abondances relatives de certaines bactéries varient fortement entre colonies. Des expériences de transplantation entre ruches démontrent que le microbiote adulte est principalement acquis après l’émergence, via l’environnement social, plutôt que déterminé par la génétique.
Les auteurs apportent une preuve causale grâce à des manipulations expérimentales. Les traitements antibiotiques, les inoculations avec des microbiotes vivants ou inactivés, ainsi que l’introduction ciblée de bactéries spécifiques modifient les profils de CHC. Le symbionte Gilliamella apicola joue un rôle central : les abeilles portant ce microbe reconnaissent et acceptent préférentiellement d’autres abeilles possédant le même microbiote, indépendamment de leur origine génétique. Ce phénomène n’est pas observé avec des bactéries opportunistes.
L’étude montre également que la diversité génétique entre souches d’une même bactérie suffit à générer des différences de CHC et de reconnaissance sociale. Ainsi, la variation microbienne agit à un niveau très fin.
Les auteurs interprètent ces résultats dans le cadre du concept d’holobionte : l’identité sociale d’une colonie résulte de l’interaction entre le génome de l’hôte et celui de ses symbiotes. Les microbes influenceraient indirectement la synthèse des CHC via des métabolites ou la régulation de voies physiologiques de l’hôte.
Conclusion : le microbiote intestinal est un déterminant majeur de l’appartenance sociale chez l’abeille mellifère, reliant environnement, physiologie et comportement au sein de la colonie.
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