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International audience; The honeybee Apis mellifera L. is a crucial pollinator as well as a prominent scientific model organism, in particular for the neurobiological study of olfactory perception, learning, and memory. A wealth of information is indeed available about how the worker bee brain detects, processes, and learns about odorants. Comparatively, olfaction in males (the drones) and queens has received less attention, although they engage in a fascinating mating behavior that strongly relies on olfaction. Here, we present our current understanding of the molecules, cells, and circuits underlying bees' sexual communication. Mating in honeybees takes place at so-called drone congregation areas and places high in the air where thousands of drones gather and mate in dozens with virgin queens. One major queen-produced olfactory signal-9-ODA, the major component of the queen pheromone-has been known for decades to attract the drones. Since then, some of the neural pathways responsible for the processing of this pheromone have been unraveled. However, olfactory receptor expression as well as brain neuroanatomical data point to the existence of three additional major pathways in the drone brain, hinting at the existence of 4 major odorant cues involved in honeybee mating. We discuss current evidence about additional not only queen-but also drone-produced pheromonal signals possibly involved in bees' sexual behavior. We also examine data revealing recent evolutionary changes in drone's olfactory system in the Apis genus. Lastly, we present promising research avenues for progressing in our understanding of the neural basis of bees mating behavior.

International audience; The nuptial flight of gynes of Tetragonisca angustula and Melipona beecheii was studied. The moment of nuptial flight was found to be related to the ambient temperature, and the duration of the nuptial flight for $M$. beecheii was longer in November (rainy season) than in March (dry season). A repeated mating flight was recorded for two gynes of $T$. angustula. Three of five $T$. angustula queens and all six $M$. beecheii queens were mated successfully. Behavioural data of drones and gynes shortly before and after the nuptial flight are presented. Drones of $T$. angustula participated in a congregation for up to three days. The importance of pheromones for the attraction of drones and gynes is discussed. An hypothesis explaining the observed seasonal occurrence of male congregations near nests of $T$. angustula is presented.; Observations sur les vols de fécondation des femelles et des mâles des abeilles sans aiguillon Tetragonisca angustula et Melipona beecheii (Meliponinae). Le vol de fécondation des femelles et des mâles de Tetragonisca angustula et Melipona beecheii a été étudié au Costa Rica entre novembre 1991 et mai 1996. Le moment où a lieu le vol de fécondation dépendait de la température ambiante et la durée était plus longue en novembre (saison des pluies) qu'en mars (saison sèche) pour $M$. beecheii. Lorsque les congrégations de mâles de $T$. angustula étaient près de la ruche, les vols de fécondation étaient de courte durée. Nous avons pour la première fois enregistré des vols de fécondation répétés pour deux reines de $T$. angustula. Trois des cinq reines de $T$. angustula et les six reines de $M$. beecheii se sont accouplées avec succès. Deux reines de $M$. beecheii ont été vues avec un signe de fécondation lorsqu'elles rentraient à la ruche après le vol de fécondation. Elles s'en sont débarrassées elles-mêmes en frottant leur abdomen sur les rayons de couvain et les parois de la ruche. Nous n'avons observé de signe de fécondation chez aucune des reines de $T$. angustula. Les mâles de $T$. angustula ont participé à un rassemblement jusqu'à trois jours d'affilée durant lesquels ils passaient le plus clair de leur temps à rester tranquilles ou à voler autour du nid. Nous émettons l'hypothèse selon laquelle les mâles sont produits en grande quantité pendant la " saison de reproduction "et attirés par des phéromones vers les nids possédant des reines vierges. Ces rassemblements de mâles près des nids donnent lieu à des vols de fécondation couronnés de succès et de courte durée. Nos données indiquent que les vols de fécondation connaissent plus d'échecs et durent plus longtemps lorsque les rassemblements de mâles ne sont pas à proximité directe des nids. C'est ce qui se passe en dehors de la saison de reproduction, lorsque les possibilités d'accouplement des mâles se réduisent aux seules reines de supersédure rencontrées fortuitement. Nous supposons que dans ces cas-là les reines sont attirées par le rassemblement de mâles. L'importance des phéromones dans l'attraction des reines et des mâles est discutée.

The honeybee species (Apis mellifera, L.) is divided in four evolutionary lineages (M: West-Mediterranean, A: African, C: North-Mediterranean and O: Oriental). These lineages are also divided in, at least, 26 subspecies which show a very high geographical structure. This structure is the result of more than thousand years of evolution (from the last Ice Ages to nowadays).Among the different subspecies, one is naturally found in France and Northern Europe: Apis mellifera mellifera (A. m. mellifera), also known as the Black Honeybee.For many reasons, non local subspecies, belonging to the C evolutionary lineage, have been imported in France since the beginning of the sixties.These massive importations result in the tendency of losing of the Apis mellifera geographical repartition and could lead to the loss of the local subspecies (A. m. mellifera) and its specific traits.Many A. m. mellifera conservatories, managed by beekeepers, have been initiated in Europe to compensate the importation effects on the subspecies. However, no specifications, combining a scientific approach and beekeeping, regarding the setup and monitoring of a conservation center have been proposed.The present study genetically characterized and validated, by the analysis of drone congregation areas, different European conservatories.A protocol regarding the setup and, scientific and beekeeping, monitoring of conservation centers have been proposed.Finally, a preliminary study, regarding the specific honeybee mating system and its implication on conservation programs, has been initiated in the Ile-de-France region.This thesis presents interesting results.First, the conservatories analyzed show a level of introgression, by C lineage, low enough and a genetic diversity high enough to be validated as A. m. mellifera conservation centers. But, the introgression cannot increase, and/or the genetic diversity cannot decrease, these criterions are indeed necessary for any Black Honeybee conservation center.Second, the geographical isolation of conservatories is not needed, it could even be not recommended because of the possible loss of genetic diversity implied, to set up conservation centers. However, it is really important to genetically characterize the colonies surrounding the conservatory. This is, indeed, needed to estimate and limit the risk of introgression by non local colonies.Different hypotheses proposed is this thesis do not corroborate the conclusions of previous studies on A. mellifera.It seems that drones do not go to the closest drone congregation. But the question whether they go to another congregation or they do not have the same probability to join a congregation is not answer. This analysis has to be more precisely considered in further studies.The most striking result is the possible presence of feral swarms in the Ile-de-France region. These swarms were supposed to have disappeared because of the invasion of the parasite Varroa destructor in Europe. However, this new and interesting hypothesis has to be confirmed by more precise analyses. Nevertheless, the occurrence of feral swarms would be very encouraging for the conservation of A. m. mellifera, but also for the conservation of the whole species.; L’abeille mellifère (Apis mellifera, L.) est divisée en quatre lignées évolutives (M : Ouest-Méditerranéenne, A : Africaine, C : Nord-Méditerranéenne et O : Orientale), elles-mêmes divisées en au moins 26 sous-espèces. Ces lignées et sous-espèces Sont caractérisées par une très forte structuration géographique. Cette structure est le fruit de milliers d’années d’évolution (depuis les dernières glaciations jusqu’à nos jours).Parmi les différentes sous-espèces, on distingue notamment Apis mellifera mellifera (A. m. mellifera), également connue sous le nom de « Abeille noire ». Cette sous-espèce est naturellement présente en France et en Europe du Nord.Pour diverses raisons, des sous-espèces non locales, appartenant en particulier à la lignée C sont importées depuis les années 60 en France.Ces importations, souvent massives, ont tendance à déstructurer la répartition géographique de l’espèce et pourraient mener à une perte de la sous-espèce locale et de ses caractéristiques spécifiques.Des conservatoires d’A. m. mellifera, gérés par des associations d’apiculteurs, ont progressivement vu le jour en Europe, pour limiter les effets des importations. Toutefois, aucun « cahier des charges », couplant l’aspect scientifique de la conservation avec l’apiculture, n’a encore été émis.La présente thèse a donc permis, par l’étude de congrégation de mâles d’abeilles, de caractériser et valider des conservatoires Européens.Un protocole, quant à la mise en place et au suivi scientifique ainsi qu’apicole de ces conservatoires a été proposé.Enfin, une étude préliminaire du fonctionnement reproducteur d’une population d’abeilles a été menée en Ile-de-France. Cette étude a été entreprise dans le but d’apporter de nouvelles informations pour les programmes de conservation de l’espèce et de l’Abeille noire.Il ressort de cette thèse que la majorité des conservatoires étudiés présentent un niveau d’introgression (par la lignée Nord-Méditerranéenne) suffisamment faible et une diversité génétique suffisante pour être acceptés comme conservatoires. Il faut cependant maintenir le faible niveau d’introgression, d’une part, et, d’autre part, la diversité génétique suffisante, ces critères étant indispensable pour tout conservatoire d’A. m. mellifera.Il apparait également que l’isolement géographique n’est pas obligatoire, voire même non recommandé, pour l’établissement d’un conservatoire. Mais, il est important de caractériser l’ensemble des populations situées autour des zones conservatoires. Cette caractérisation a, en effet, pour but d’estimer et de limiter les risques d’introgression par des colonies non locales.Plusieurs hypothèses émises au cours de cette analyse réfuteraient les conclusions proposées dans des études précédemment réalisées sur l’espèce A. mellifera.En effet, il semblerait que les « faux bourdons » ne se rendent pas à la congrégation de mâles la plus proche. Toutefois, une étude plus approfondie du comportement reproducteur doit être réalisée afin de valider ou d’infirmer cette hypothèse.Enfin, des essaims naturels pourraient être présents dans la région Ile-de-France. Ces essaims étaient considérer comme complètement disparus, à cause de l’invasion du parasite Varroa destructor en Europe. Cette nouvelle hypothèse doit cependant être confirmée par d’autres analyses plus approfondie. La présence de ces essaims naturels serait très encourageante pour la conservation d’A. m. mellifera, mais également de l’espèce en générale.

The honeybee species (Apis mellifera, L.) is divided in four evolutionary lineages (M: West-Mediterranean, A: African, C: North-Mediterranean and O: Oriental). These lineages are also divided in, at least, 26 subspecies which show a very high geographical structure. This structure is the result of more than thousand years of evolution (from the last Ice Ages to nowadays).Among the different subspecies, one is naturally found in France and Northern Europe: Apis mellifera mellifera (A. m. mellifera), also known as the Black Honeybee.For many reasons, non local subspecies, belonging to the C evolutionary lineage, have been imported in France since the beginning of the sixties.These massive importations result in the tendency of losing of the Apis mellifera geographical repartition and could lead to the loss of the local subspecies (A. m. mellifera) and its specific traits.Many A. m. mellifera conservatories, managed by beekeepers, have been initiated in Europe to compensate the importation effects on the subspecies. However, no specifications, combining a scientific approach and beekeeping, regarding the setup and monitoring of a conservation center have been proposed.The present study genetically characterized and validated, by the analysis of drone congregation areas, different European conservatories.A protocol regarding the setup and, scientific and beekeeping, monitoring of conservation centers have been proposed.Finally, a preliminary study, regarding the specific honeybee mating system and its implication on conservation programs, has been initiated in the Ile-de-France region.This thesis presents interesting results.First, the conservatories analyzed show a level of introgression, by C lineage, low enough and a genetic diversity high enough to be validated as A. m. mellifera conservation centers. But, the introgression cannot increase, and/or the genetic diversity cannot decrease, these criterions are indeed necessary for any Black Honeybee conservation center.Second, the geographical isolation of conservatories is not needed, it could even be not recommended because of the possible loss of genetic diversity implied, to set up conservation centers. However, it is really important to genetically characterize the colonies surrounding the conservatory. This is, indeed, needed to estimate and limit the risk of introgression by non local colonies.Different hypotheses proposed is this thesis do not corroborate the conclusions of previous studies on A. mellifera.It seems that drones do not go to the closest drone congregation. But the question whether they go to another congregation or they do not have the same probability to join a congregation is not answer. This analysis has to be more precisely considered in further studies.The most striking result is the possible presence of feral swarms in the Ile-de-France region. These swarms were supposed to have disappeared because of the invasion of the parasite Varroa destructor in Europe. However, this new and interesting hypothesis has to be confirmed by more precise analyses. Nevertheless, the occurrence of feral swarms would be very encouraging for the conservation of A. m. mellifera, but also for the conservation of the whole species., L’abeille mellifère (Apis mellifera, L.) est divisée en quatre lignées évolutives (M : Ouest-Méditerranéenne, A : Africaine, C : Nord-Méditerranéenne et O : Orientale), elles-mêmes divisées en au moins 26 sous-espèces. Ces lignées et sous-espèces Sont caractérisées par une très forte structuration géographique. Cette structure est le fruit de milliers d’années d’évolution (depuis les dernières glaciations jusqu’à nos jours).Parmi les différentes sous-espèces, on distingue notamment Apis mellifera mellifera (A. m. mellifera), également connue sous le nom de « Abeille noire ». Cette sous-espèce est naturellement présente en France et en Europe du Nord.Pour diverses raisons, des sous-espèces non locales, appartenant en particulier à la lignée C sont importées depuis les années 60 en France.Ces importations, souvent massives, ont tendance à déstructurer la répartition géographique de l’espèce et pourraient mener à une perte de la sous-espèce locale et de ses caractéristiques spécifiques.Des conservatoires d’A. m. mellifera, gérés par des associations d’apiculteurs, ont progressivement vu le jour en Europe, pour limiter les effets des importations. Toutefois, aucun « cahier des charges », couplant l’aspect scientifique de la conservation avec l’apiculture, n’a encore été émis.La présente thèse a donc permis, par l’étude de congrégation de mâles d’abeilles, de caractériser et valider des conservatoires Européens.Un protocole, quant à la mise en place et au suivi scientifique ainsi qu’apicole de ces conservatoires a été proposé.Enfin, une étude préliminaire du fonctionnement reproducteur d’une population d’abeilles a été menée en Ile-de-France. Cette étude a été entreprise dans le but d’apporter de nouvelles informations pour les programmes de conservation de l’espèce et de l’Abeille noire.Il ressort de cette thèse que la majorité des conservatoires étudiés présentent un niveau d’introgression (par la lignée Nord-Méditerranéenne) suffisamment faible et une diversité génétique suffisante pour être acceptés comme conservatoires. Il faut cependant maintenir le faible niveau d’introgression, d’une part, et, d’autre part, la diversité génétique suffisante, ces critères étant indispensable pour tout conservatoire d’A. m. mellifera.Il apparait également que l’isolement géographique n’est pas obligatoire, voire même non recommandé, pour l’établissement d’un conservatoire. Mais, il est important de caractériser l’ensemble des populations situées autour des zones conservatoires. Cette caractérisation a, en effet, pour but d’estimer et de limiter les risques d’introgression par des colonies non locales.Plusieurs hypothèses émises au cours de cette analyse réfuteraient les conclusions proposées dans des études précédemment réalisées sur l’espèce A. mellifera.En effet, il semblerait que les « faux bourdons » ne se rendent pas à la congrégation de mâles la plus proche. Toutefois, une étude plus approfondie du comportement reproducteur doit être réalisée afin de valider ou d’infirmer cette hypothèse.Enfin, des essaims naturels pourraient être présents dans la région Ile-de-France. Ces essaims étaient considérer comme complètement disparus, à cause de l’invasion du parasite Varroa destructor en Europe. Cette nouvelle hypothèse doit cependant être confirmée par d’autres analyses plus approfondie. La présence de ces essaims naturels serait très encourageante pour la conservation d’A. m. mellifera, mais également de l’espèce en générale.

A variety of methods are used in honey bee research and differ depending on the level at which the research is conducted. On an individual level, the handling of individual honey bees, including the queen, larvae and pupae are required. There are different methods for the immobilising, killing and storing as well as determining individual weight of bees. The precise timing of developmental stages is also an important aspect of sampling individuals for experiments. In order to investigate and manipulate functional processes in honey bees, e. g. memory formation and retrieval and gene expression, microinjection is often used. A method that is used by both researchers and beekeepers is the marking of queens that serves not only to help to locate her during her life, but also enables the dating of queens. Creating multiple queen colonies allows the beekeeper to maintain spare queens, increase brood production or ask questions related to reproduction. On colony level, very useful techniques are the measurement of intra hive mortality using dead bee traps, weighing of full hives, collecting pollen and nectar, and digital monitoring of brood development via location recognition. At the population level, estimation of population density is essential to evaluate the health status and using beelines help to locate wild colonies. These methods, described in this paper, are especially valuable when investigating the effects of pesticide applications, environmental pollution and diseases on colony survival.