Ecologie chimique de la défense comportementale de l'abeille domestique (Apis mellifera) face au parasite Varroa destructor - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2023

Deciphering the mechanisms of honey bee resistance to the parasite Varroa destructor

Ecologie chimique de la défense comportementale de l'abeille domestique (Apis mellifera) face au parasite Varroa destructor

Amelie Noel
  • Function : Author
  • PersonId : 1380662
  • IdRef : 270837639

Abstract

The parasite Varroa destructor is a global threat to the honey bee (Apis mellifera) and to beekeeping worldwide. Varroa infestation of a colony can compromise its survival within a few months if left untreated. However, some colonies have developed resistance to the parasite and are able to regulate the growth of the Varroa population within the colony. This resistance is based on various traits, including VSH (Varroa Sensitive Hygiene) and brood cell recapping behaviours. These two hygienic behaviours involve (i) the detection of parasitized brood cells, (ii) the opening and then (iii) a choice in the destiny of these brood cells. Depending on this choice, the brood will be sacrificed and the cell emptied of its content (VSH) or it will be recapped leaving the brood intact (recapping). The mechanisms underlying the choice between these behaviours are not well understood but they require the emission of a semiochemical message, the detection and neural processing of this message by the workers as well as the appropriate behavioural response. In the scientific literature, ten compounds have been identified as triggering VSH behaviour, and no compound has been identified as triggering recapping behaviour. Only two of these compounds can be defined as Volatile Organic Compounds (VOCs). It is assumed that compounds of different volatility (VOCs and low volatile compounds) are involved in VSH and recapping behaviour. VOCs are thought to propagate rapidly through the wax cap thus signalling parasitism, while less volatile compounds would enable precise identification of the parasitized cell. The objective of this thesis is to improve our knowledge of the hygienic behaviour involved in the resistance of honey bee colonies to the Varroa destructor parasite, and in particular by participating in deciphering the differences between VSH and recapping behaviours. To this end, VOC emissions were studied in thecontext of healthy brood development and varroa parasitism, and worker behaviour towards all compounds identified as characteristic of parasitized brood was tested. This thesis described the emission of 32 VOCs during healthy brood development and nine VOCs characteristic of varroa parasitism, of which five could be identified. Behavioural results highlight the importance of VOCs in the detection, opening and recapping of brood cells, while low volatile compounds seems to play a particularly central role in the sacrifice of the pupa. This study opens new perspectives in the understanding of these two resistance behaviours of honey bees against their main parasite Varroa destructor.
Varroa destructor est une menace mondiale pour l’abeille domestique (Apis mellifera) et l’apiculture. L’infestation d’une colonie par varroa peut, en quelques mois et en l’absence de traitement, compromettre sa survie. Cependant, certaines colonies ont développé une résistance au parasite et sont capables de réguler la croissance de la population de varroa au sein de la colonie. Cette résistance s’appuie sur divers caractères, dont le comportement VSH (Varroa Sensitive Hygiene) et le comportement de réoperculation des alvéoles de couvain. Ces deux comportements de type hygiénique impliquent (i) la détection des alvéoles de couvain parasité, (ii) l’ouverture puis (iii) le choix dans le devenir de ces alvéoles de couvain. En fonction de ce choix, le couvain est sacrifié et l’alvéole vidée de son contenu (VSH) ou elle est réoperculée laissant intact le couvain (réoperculation). Les mécanismes sous-jacents à ce choix entre ces comportements restent assez méconnus mais ils nécessitent l’émission d’un message sémiochimique, la détection et le traitement neuronal de ce message par les ouvrières ainsi que la réponse comportementale adéquate. Dans la littérature scientifique, dix composés ont été identifiés comme déclenchant le comportement VSH, et aucun composé n’est identifié comme déclenchant le comportement de réoperculation. Seulement deux de ces composés sont caractérisés comme Composés Organiques Volatiles (COVs). Il est supposé que des composés de volatilité différente (COVs et composés faiblement volatils) participent aux comportements VSH et de réoperculation. Les COVs se propageraient rapidement à travers l’opercule de cire signalant le parasitisme et les composés moins volatils permettraient l'identification précise de l’alvéole parasitée. L’objectif de cette thèse est d’approfondir les connaissances sur le comportement hygiénique engagé dans la résistance des colonies d’abeilles domestiques envers le parasite Varroa destructor, et particulièrement en participant au décryptage du comportement VSH et du comportement de réoperculation. Pour cela, les émissions de COVs sont étudiées dans le cadre du développement sain du couvain et dans le cadre du parasitisme à varroa, et les comportements des ouvrières vis-à-vis de tous les composés identifiés comme étant caractéristiques du couvain parasité sont testés. Cette thèse a permis de mettre en évidence l’émission de 32 COVs au cours du développement sain du couvain et neuf COVs caractéristiques du parasitisme à varroa dont cinq ont pu être identifiés. Les résultats comportementaux soulignent l'importance des COV dans la détection, l'ouverture et la réoperculation des alvéoles de couvain, tandis que les composés faiblement volatils semblent jouer un rôle particulièrement central dans le sacrifice de la nymphe. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de ces deux comportements de résistance des abeilles mellifères face à leur principal parasite Varroa destructor.
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Dates and versions

tel-04568912 , version 1 (06-05-2024)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04568912 , version 1

Cite

Amelie Noel. Ecologie chimique de la défense comportementale de l'abeille domestique (Apis mellifera) face au parasite Varroa destructor. Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2023. Français. ⟨NNT : 2023AVIG0612⟩. ⟨tel-04568912⟩
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