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Science: Impact des néonicotinoïdes sur les abeilles

Les néonicotinoïdes perturbent l’horloge interne des abeilles, impactant de fait de nombreux processus biologiques et comportements

Les abeilles domestiques sont des pollinisateurs essentiels dans les écosystèmes et l’agriculture, mais leur nombre a considérablement diminué au cours des trois dernières décennies. Ce déclin observé dans les populations de pollinisateurs est à priori lié à de nombreux facteurs tels que la perte d’habitat, le changement climatique, la vulnérabilité accrue aux maladies et aux parasites et l’utilisation de pesticides. Concernant ce dernier point, une famille de substance attire particulièrement l’attention : les néonicotinoïdes. En effet, l’exposition des colonies à des doses sublétales (inférieures aux doses mortelles) est associée à une réduction de la survie des ruches d’abeilles. Ceci s’explique par la structure chimique des néonicotinoïdes, des agonistes des récepteurs nicotiniques à l’acétylcholine, un neurotransmetteur majeur du système nerveux.

Les abeilles domestiques sont très dépendantes du rythme circadien, c’est-à-dire au cycle de 24 heures qui permet la régulation de nombreuses fonction biologiques tels que l’orientation, la recherche de nourriture ou encore le sommeil et les processus d’apprentissage et de mémoire. Or, les neurones des horloges circadiennes reçoivent justement les informations lumineuses via la signalisation cholinergique. Ils constituent donc des cibles potentielles pour les néonicotinoïdes. Il a été démontré que ce groupe de substances perturbe la capacité de navigation des abeilles, ainsi que leur processus d’apprentissage et de mémorisation. Cependant, les mécanismes sous-jacents restent pour le moment inconnus, même si ces comportements complexes sont fortement régulés par l’horloge interne et le sommeil (lui-même dépendant du rythme circadien).

Ainsi, des chercheurs de l’université de Nashville ont récemment étudié les effets de l’ingestion alimentaire de néonicotinoïdes sur l’horloge interne et le sommeil d’abeilles domestiques. Plus précisément, les néonicotinoïdes considérés dans ces travaux étaient le Thiamethoxam et le Clothianidine.

Cette étude démontre que l’ingestion de néonicotinoïdes perturbe les rythmes circadiens chez les abeilles exposées. En outre, les néonicotinoïdes modifient les comportements des abeilles, notamment en prolongeant l’activité jusque dans la nuit. Cela a pour effet de nuire au sommeil des abeilles en le réduisant tant en termes de temps, qu’en nombre de périodes. Cela est d’autant plus significatif en combinant l’action des néonicotinoïdes à un apport de lumière. En effet, en présence de cycle lumineux (en condition proche du réel donc) ou de lumière constante, les néonicotinoïdes induisent une perte des rythmes comportementaux circadiens de manière dose-dépendante.

Ces résultats suggèrent que les néonicotinoïdes excitent de manière aberrante les récepteurs nicotiniques à l’acétylcholine. Or c’est grâce à ces récepteurs que sont transmis les informations liées à la présence ou non de lumière. Cela conduit à la perturbation et l’altération du rythme circadien et du sommeil, aussi bien dans le cas d’une exposition aigüe que d’expositions chroniques. Il convient également de noter que l’ingestion chronique de néonicotinoïdes ayant également ces effets sur le système circadien des abeilles mellifères, des effets délétères sur la santé et la survie des ruches peuvent être attendus. En effet, les perturbations de comportements comme la navigation et la mémoire n’est pas sans impact sur l’efficacité lors de la recherche de nourriture.

Pour preuve, La consommation de néonicotinoïdes a induit un retard d’environ 3 heures des abeilles par rapport au cycle de la lumière. Les scientifiques prévoient que des changements de cette ampleur engendrent de grandes erreurs de navigation d’environ 45°. Il est intéressant de noter que les expériences de lâcher d’individus, à la suite d’expositions chroniques aux néonicotinoïdes, ont montré que de nombreuses abeilles se perdent et ne retournent pas dans leur ruche en raison d’une mauvaise trajectoire initiale. De plus, la perturbation et la modification des rythmes circadiens des abeilles butineuses peuvent affecter la structure temporelle globale de la colonie d’abeilles par la modification des interactions sociales.

Deux limites de cette étude sont tout de même à noter :

  • les expériences ont été menées sur une période d’étude relativement courte (jusqu’à environ une semaine), ce qui peut sous-estimer l’impact environnemental des néonicotinoïdes sur le système circadien des abeilles;
  • les mesures ont été faites sur des individus, et non des ruches entières.

A l’avenir, il serait intéressant de mesurer ces paramètres pour des colonies d’abeilles dans le cadre d’expériences de terrain telles que des études qui ont démontré une réduction de la productivité de la ruche et de la survie de l’ensemble, en raison de l’exposition aux néonicotinoïdes. De plus, il faut encore identifier et caractériser les substrats neuronaux qui génèrent les comportements circadiens et de sommeil chez les abeilles, et les synchronisent à l’heure locale grâce au cycle quotidien de la lumière. Les circuits neuronaux de signalisation cholinergique par lesquels la lumière et les néonicotinoïdes ont un impact sur les rythmes locomoteurs des abeilles domestiques doivent également être identifiés.


Source :

Michael C. Tackenberg, Manuel A. Giannoni‑Guzmán, Erik Sanchez‑Perez, Caleb A. Doll, José L. Agosto‑Rivera, Kendal Broadie, Darrell Moore & Douglas G. McMahon. Neonicotinoids disrupt circadian rhythms and sleep in honey bees. Scientific Reports | (2020) 10:17929

 

 

 

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