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En 2012, l’UMT PrADE a publié une étude dans laquelle le vol de retour à la ruche de 650 butineuses marquées d'une micropuce électronique RFID a été enregistré, et dont certaines ont été expérimentalement exposées à une faible dose de thiaméthoxam (la substance active des pesticides Cruiser® et Cruiser OSR®) utilisé en protection des cultures. Cette molécule, même administrée à une faible dose n’entraînant pas d’effet direct sur la survie, provoque la disparition des butineuses. En conditions habituelles de butinage, ce phénomène peut aboutir à un taux de mortalité deux à trois fois supérieur chez les butineuses intoxiquées. Il s’ensuivit des controverses sur l’approche scientifique (réalisme des doses, prédiction des effets sur la colonie par un modèle) et sur l’interprétation des résultats (généricité des effets) qui a motivé la réalisation d’une série de travaux pour tenter de les lever une à une. Cette épopée nous a amené à combler de nombreuses lacunes de connaissances sur la modulation des effets toxiques selon le contexte paysager, climatique ou sanitaire des abeilles. Toujours grâce au dispositif RFID, nous avons confirmé pour la première fois l’impact d’un insecticide néonicotinoïde sur la survie des ouvrières en conditions réelles d’exposition au champ., In 2012, colleagues of UMT PrADE tagged 650 free-ranging honeybees with tiny radio-frequency identification (RFID), microships that were glued to each bee’s thorax. This device allowed the researchers to track the bees as they came and went from their hives after an oral exposure to sublethal dose of the insecticide thiamethoxam (active ingredient of Cruiser® and Cruiser OSR®). Compared to the non-exposed bees, the treated bees were about two to three times more likely to die while away from their nests. This study was related to controversy as regards the scientific methodology (fieldrealistic doses, predictive model for colonial effects) and the generalization of results in real conditions. This controversy was a true motivation for our scientific investigation to address the lack of knowledge on the modulation of insecticide effects according to landscape, weather or sanitary status of bees. Using also the RFID device, we confirmed that field exposure to neonicotinoid accelerated the disappearance of bees.

International audience; Honeybee workers play a major role within the colony by taking care of the breeding of larvae until the supply in food of the entire colony, by division of tasks. The age polyethism offers to the worker the capacity to carry out successively the totality of these tasks, following its age. It is known that the worker switches the tasks following a gradient internal-outside the hive during its imago life, the oldest workers making the foraging tasks. However, the available food in agricultural landscape is managed by the entomophilous crop phenology. To insure the food resource income in the colony, the workers have to adapt their life histories according to the available food. The originality of this work concerns the use of the RFID technology (Radio Frequency IDentification), recently adapted to the honeybee. This tool allows to follow continuously income/outcome of the bees during all their lifespan. Emergent workers are tagged with a transponder just before being introduced in the colony. 1640 workers life history were followed in this study, born in various periods of the season, during the bloom of the entomophilous crops versus not. For the first time the results allowed to characterize exactly the bee’s life history by behavioural analysis. This characterization shows that the temporal available food dynamics of the resources in agricultural landscape influences strongly the life history of bees at the individual level.

National audience

International audience; In this study we investigated whether the microsporidian Nosema sp. affects the flight behavior of forager bees. Bees released 6 and 10 m away from the colony took longer times to return. The proportion of bees that did not return was higher in the diseased bees compared to the healthy bees when released 30 m away from the colony. That diseased bees get lost from the colony was also supported by a considerably lower rate of infected bees among the returning foragers compared to departing foragers. In a hive entrance orientation test, diseased bees scored lower than healthy bees, indicating impaired orientation skills. These results are in line with previous results on foragers infested by the parasitic mite Varroa destructor. The similar influence of Nosema sp. and V. destructor on flight behavior, in that foragers might not return to the colony, can be interpreted as a general response of honey bees to diseases to decrease pathogen load within the colonies.

In the honeybee colony (Apis mellifera L.) studies of the chemical communication are essential to understand social regulations. In the honey bee colony more than 50 chemical substances with releaser and primer effects have been identified. Despite years of research on this type of communication, significant work remains to be done.In this thesis, the aim is to characterize the dynamics of a major pheromone: ethyl oleate (EO), which optimizes the balance between nurses and foragers in the colony. In addition, we initiated research on the queen and brood chemical communication in which only two pheromones have been identified in the colony.We have demonstrated that EO production by workers varies under different colony environment. EO production can also be modified by stress; honey bees parasitized by the Nosema spp. have abnormally high EO production. In addition, we identified that EO is transmitted from foragers to nurses by contact (cuticle and pollen).For the queen, our results indicate that the queen uses multiple redundant pheromones (QMP and other unknown compounds), that affect wax construction, retinue behaviour and worker ovary inhibition.For the brood we have identified a volatile pheromone E-ß-ocimene produced mostly by the young larvae to inhibit the development of workers ovaries and accelerate workers'behavioural maturation.With these studies we clarify some aspects of what is known about chemical communication in the honey bee colony. Then we try to explain the role of complexity and redundancy of pheromones in the honey bee colony by two theories, La colonie d'abeille (Apis mellifera L.) est une société complexe où les individus interagissent entre eux, notamment par le biais de phéromones. L'étude de cette communication chimique est indispensable à la compréhension des régulations sociales mises en place dans la colonie. Chez l'abeille, plus de 50 substances chimiques avec des effets incitateurs ou modificateurs sur la colonie ont été identifiées. Malgré ces découvertes, de nombreux travaux sont à accomplir pour mieux comprendre ce système de communication particulier.La problématique de cette thèse vise à caractériser l'histoire de vie d'une phéromone majeure l'Oléate d'Ethyle (EO), qui permet d'optimiser l'équilibre nourrices / butineuses dans la colonie. Parallèlement, d'autres recherches ont été entreprises, notamment l'étude de la communication chimique de la reine et du couvain, chez qui seulement deux phéromones ont été identifiées avec des effets pléiotropiques dans la colonie.Nos résultats ont mis en évidence une production variable d'EO par les ouvrières, en fonction de l'environnement de la colonie. La production de cette molécule chimique dans la colonie peut également être modifiée par un stress : des abeilles parasitées par du Nosema spp. ont une production anormalement élevée d'EO. En outre, cette molécule phéromonale est transmise des butineuses vers les nourrices par contact cuticulaire et par le pollen.Pour la compréhension de la communication entre la reine et les ouvrières, nos résultats montrent que la reine utilise d'autres composés phéromonaux puissant en redondance de la QMP pour orienter la construction de cire, le phénomène de cour et l'inhibition des ovaires des ouvrières.Chez le couvain, nous avons identifié un composé phéromonal volatil, le E-ß-ocimène, produit majoritairement par les jeunes larves, inhibant le développement des ovaires des ouvrières et accélérant leur maturation comportementale.Ces études nous ont permis d'avoir une connaissance plus précise de la communication chimique au sein de la colonie. Ainsi nous expliquons par deux théories le rôle de la complexité et de la redondance phéromonale de la colonie d'abeilles

La colonie d’abeille (Apis mellifera L.) est une société complexe où les individus interagissent entre eux, notament par le biais de phéromones. L’étude de cette communication chimique est indispensable à la compréhension des régulations sociales mises en place dans la colonie. Chez l’abeille, plus de 50 substances chimiques avec des effets incitateurs ou modificateurs sur la colonie ont été identifiées. Malgré ces découvertes, de nombreux travaux sont à accomplir pour mieux comprendre ce système de communication particulier. La problématique de cette thèse vise à caractériser l’histoire de vie d’une phéromone majeure l’Oléate d’Ethyle (EO), qui permet d’optimiser l’équilibre nourrices / butineuses dans la colonie. Parallèlement, d’autres recherches ont été entreprises, notamment l’étude de la communication chimique de la reine et du couvain, chez qui seulement deux phéromones ont été identifiées avec des effets pleiotropiques dans la colonie. Nos résultats ont mis en évidence une production variable d’EO par les ouvrières, en fonction de l’environnement de la colonie. La production de cette molécule chimique dans la colonie peut également être modifiée par un stress : des abeilles parasitées par du Nosema spp. ont une production anormalement élevée d’EO. En outre, cette molécule phéromonale est transmise des butineuses vers les nourrices par contact cuticulaire et par le pollen. Pour la compréhension de la communication entre la reine et les ouvrières, nos résultats montrent que la reine utilise d’autres composés phéromonaux puissant en redondance de la QMP pour orienter la construction de cire, le phénomène de cour et l’inhibition des ovaires des ouvrières. Chez le couvain, nous avons identifié un composé phéromonal volatil, le E-ß-ocimène, produit majoritairement par les jeunes larves, inhibant le développement des ovaires des ouvrières et accélérant leur maturation comportementale. Ces études nous ont permis d’avoir une connaissance plus précise de la communication chimique au sein de la colonie. Ainsi nous expliquons par deux théories le rôle de la complexité et de la redondance phéromonale de la colonie d’abeilles, In the honeybee colony (Apis mellifera L.) studies of the chemical communication are essential to understand social regulations. In the honey bee colony more than 50 chemical substances with releaser and primer effects have been identified. Despite years of research on this type of communication, significant work remains to be done. In this thesis, the aim is to characterize the dynamics of a major pheromone: ethyl oleate (EO), which optimizes the balance between nurses and foragers in the colony. In addition, we initiated research on the queen and brood chemical communication in which only two pheromones have been identified in the colony. We have demonstrated that EO production by workers varies under different colony environment. EO production can also be modified by stress; honey bees parasitized by the Nosema spp. have abnormally high EO production. In addition, we identified that EO is transmitted from foragers to nurses by contact (cuticle and pollen). For the queen, our results indicate that the queen uses multiple redundant pheromones (QMP and other unknown compounds), that affect wax construction, retinue behaviour and worker ovary inhibition. For the brood we have identified a volatile pheromone E-ß-ocimene produced mostly by the young larvae to inhibit the development of workers ovaries and accelerate workers’behavioural maturation. With these studies we clarify some aspects of what is known about chemical communication in the honey bee colony. Then we try to explain the role of complexity and redundancy of pheromones in the honey bee colony by two theories

Le rôle de l’oléate d’éthyle (OE) comme phéromone a été mis en évidence chez l’abeille. L’OE agit notamment comme phéromone en modifiant l’âge auquel les abeilles nourrisses changent de tâche, le résultat est que l’activité de butinage d’une abeille est avancée ou non. L’OE a été mis en évidence dans la phéromone de couvain dans les larves et dans la phéromone de butineuse dans les butineuses.[br/] Nous avons voulu préciser comment se fait le transfert de l’OE des butineuses aux nourrices. L’hypothèse privilégiée dans notre travail est que le transfert se fait par trophallaxie de la butineuse à la nourrice. [br/] Nous avons donc mis au point une méthode permettant d’observer des trophallaxies puis mesuré les taux de l’OE dans le jabot des nourrisses. [br/] Nos résultats montrent que l’OE est absent du jabot des nourrices et qu’il ne semble pas être transféré par trophallaxie des butineuses aux nourrices., Ethyl Oleate (EO) is a primer pheromon in honeybee Apis mellifera. This pheromone is regulating behavioural maturation of nurses. It modify first foraging age. It is present in brood pheromon and in forager pheromone. [br/] We wanted to know how the EO is transferred from the foragers to the nurses. We think that the way is the trophallaxis. [br/] So, we create a method to observe trophallaxis, then we mesure the amount of EO in nurses crop. [br/] We show the absence of EO in nurses crop. The EO pheromone is apparently not transferred by trophallaxis between foragers to nurses.

*Laboratoire de Biologie et Protection de l'Abeille, UMR 406 Ecologie des Invertébrés. Dir. de thèse : Y. Le Conte. Ecole doctorale ABIES Diffusion du document : Laboratoire de Biologie et Protection de l'Abeille, UMR 406 Ecologie des Invertébrés. Diplôme : Dr. Ing.