Nouvelle étude utilise vidéo pour montrer comment les abeilles melifères changent de mécanismes d'alimentation en fonction des conditions des ressources.

21 août 2023

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par Stephanie Baum, Phys.org

Dans la nature, la compatibilité des mécanismes alimentaires des animaux avec leurs sources de nourriture détermine la diversité des ressources disponibles et le succès de l'alimentation des animaux. Ceux qui se nourrissent du nectar des fleurs, tels que les abeilles mellifères (Apis mellifera), rencontrent une gamme de profondeurs de corolle et de concentrations de sucre. Le nectar des fleurs constitue la principale source d'énergie et d'eau pour les abeilles mellifères, qui sont des pollinisateurs dominants dans le monde entier.

Les conditions climatiques régionales contribuent à la production de nectar en différentes quantités et concentrations par les plantes, et l'évaporation et l'alimentation des pollinisateurs laissent souvent les réservoirs de nectar des fleurs en dessous de leur capacité. Ainsi, la capacité des abeilles mellifères à se nourrir "de manière rentable" dans des conditions de ressources naturellement variables est avantageuse.

Une équipe internationale de recherche a étudié les mécanismes d'alimentation des abeilles mellifères et a rapporté comment ces abeilles passent de l'aspiration à laper le nectar pour en tirer le maximum de bénéfices sur des fleurs de tailles variées et des concentrations de sucre différentes. L'étude de l'équipe, intitulée "Les abeilles mellifères passent d'un mécanisme à l'autre pour boire efficacement le nectar profond", est publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS).

Des recherches antérieures ont étudié les comportements alimentaires d'aspiration et de lapping chez les abeilles mellifères, mais cet article note que les études précédentes ont inclus une "condition artificielle de réserves de nectar virtuellement illimitées. De si grands bassins de nectar sont rares dans les fleurs qu'elles visitent dans la nature".

Dans cette étude, l'équipe montre que, lors de l'alimentation, la distance entre les pièces buccales des abeilles mellifères et le nectar, ainsi que la concentration de sucre dans le nectar, sont des facteurs déterminants pour savoir si les abeilles le récoltent par aspiration ou en le lapant.

La structure de la mécanique d'alimentation des abeilles mellifères se compose d'une longue et fine trompe comportant une paire de palpes labiaux à l'intérieur d'une paire de gales allongées (lobes). Cette structure sert de tube alimentaire, et la glossa poilue (langue) de l'abeille se trouve à l'intérieur.

Pour cette étude, les chercheurs ont préalablement affamé les abeilles mellifères, les ont nourries avec des solutions de saccharose à 10%, 30% et 50% p/p contenues dans des tubes capillaires, et ont utilisé la vidéographie à haute vitesse pour enregistrer le comportement alimentaire des abeilles avec chaque solution. Un colorant bleu, sans effet nutritionnel, a été ajouté à chaque solution pour un contraste visuel, et les abeilles l'ont bien toléré.

Avec une concentration de 10% p/p, les abeilles ont enfoncé leur trompe profondément dans la solution et ont étendu leur langue au-delà des tubes de la trompe pour aspirer le liquide jusqu'à ce qu'elles ne puissent plus atteindre la menisque.

Avec une concentration de 30% p/p - une concentration approximative couramment trouvée dans la nature, selon les recherches - les abeilles ont commencé par lapider rapidement la solution, ralentissant à mesure que le niveau de liquide diminuait, puis ont progressivement opté pour l'aspiration jusqu'à ce que le liquide soit hors de leur portée.

Avec une concentration de 50% p/p, les abeilles ont lapé la solution, commençant rapidement et ralentissant à mesure que le liquide diminuait, sans passer à l'aspiration du tout. Notamment, les abeilles ont montré une diminution moins importante de la fréquence de lapping à 50% p/p que lors de leur transition vers l'aspiration à 30% p/p.

Les chercheurs concluent que le lapping à courte distance aide les abeilles mellifères à collecter de manière optimale le nectar pour remplir la capacité maximale de leur langue, mais le lapping à longue distance serait moins efficace que l'aspiration en raison de plus de temps nécessaire pour remplir le tube capillaire. La diminution de la fréquence de lapping observée avec les nectars les plus épais testés indique une adaptation pour une montée capillaire nécessaire à une saturation maximale de la langue.

En résumé, indépendamment de la profondeur du nectar, lapper est une meilleure stratégie pour les abeilles mellifères collectant des nectars à concentration élevée en sucre, et l'aspiration est plus rapide pour ceux ayant des concentrations plus faibles en sucre.

The team also believes that the feeding mechanism switching behavior may be a unique ability among this species. Noting a previous study published in Soft Matter in which bumble bees (Bombus terrestris) did not switch between feeding behaviors with nectars of varying viscosities, the team in this study also used a solution of 10% w/w with bumble bees to test whether this would change according to their distance from the liquid, but it did not; the bumble bees only exhibited lapping.

Furthermore, previous research with orchid bees (Euglossini) has shown that they mainly use their long proboscides to procure nectar via suction, but that they have exhibited both suction and lapping with small amounts (films) of nectar. However, there is currently no evidence to show that orchid bees make this switch based on corolla depth or nectar properties.

The research team included members from China's Sun Yat-Sen University School of Aeronautics and Astronautics and School of Advanced Manufacturing, The University of Washington Department of Biology and Burke Museum of Natural History and Culture in the U.S., South Africa's University of Pretoria Department of Zoology and Entomology; Belgium's Université libre de Bruxelles, Nonlinear Physical Chemistry Unit and Université de Mons, Laboratoire InFlux; and Kiel University's Department of Zoology in Germany.

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences , Soft Matter

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