Bourdon oriental : les reines peuvent survivre sous l'eau

Les bombes sont des pollinisateurs généralistes qui, tout comme les abeilles, jouent un rôle essentiel dans la pollinisation. Le Bombus impatiens, connu sous le nom de bourdon oriental commun, est une espèce de bourdon répandue en Amérique du Nord et essentielle pour la pollinisation de nombreuses plantes sauvages et cultivées. Actuellement, les causes du déclin de cette espèce sont nombreuses. L'une d'entre elles concerne l'utilisation d'insecticides, mais il faut également mentionner la perte d'habitat et, surtout, le changement climatique, qui, comme on le sait désormais, représente l'une des plus grandes menaces qui pèsent sur la planète et la biodiversité. Comprendre les habitudes, les besoins écologiques et les menaces qui pèsent sur cette espèce est essentiel pour promouvoir sa conservation et préserver l'équilibre des écosystèmes dans lesquels elle vit.

Dans les régions tempérées, de nombreux organismes doivent faire face à des conditions défavorables pendant les périodes inhospitalières, telles que l'hiver ou les saisons sèches. Pour cette raison, chacun a développé ses propres stratégies de survie, comme la synchronisation de son cycle de vie avec les changements saisonniers. Chez les insectes, par exemple, l'une des stratégies les plus courantes pour éviter les températures hivernales rigoureuses est la diapause. Pendant cette période, l'animal réduit son métabolisme respiratoire, cesse de s'alimenter et arrête de se développer. Chaque espèce a sa propre façon de gérer la diapause. Par exemple, chez les bombes (Bombus spp.), des reines non appariées sont produites par la colonie à la fin de l'été et s'accouplent avant d'hiverner sous terre pendant 6 à 9 mois. Ce sont les seuls individus qui survivent à l'hiver, tandis que les ouvrières et les mâles meurent avant l'arrivée des mois d'hiver.

Avec l'avènement du changement climatique, il convient toutefois d'accorder davantage d'attention à la manière dont les conditions climatiques inhospitalières affectent les êtres vivants. Il est notamment nécessaire d'étudier les adaptations potentielles et les mécanismes de résilience en réponse aux changements de température prévus et à l'escalade des phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les sécheresses et les inondations. Chez lesabeilles sauvages, certains effets délétères des températures hivernales plus chaudes sur les individus en diapause, y compris les reines de bourdons, ont déjà été signalés. Cependant, on manque de connaissances concernant les impacts potentiels des inondations sur les espèces souterraines en diapause. Étant donné l'importance des bourdons en tant que pollinisateurs et le déclin global de leurs populations, il devient crucial d'entreprendre des actions de recherche qui mettent en avant ce taxon.

Dans ce contexte d'inquiétude croissante face au changement climatique, une nouvelle étude offre une lueur d'espoir. Il semblerait que les reines dubourdon commun de l'Est (Bombus impatiens) possèdent l'étonnante capacité de survivre même sous l'eau. Cette découverte est non seulement fascinante, mais aussi extrêmement pertinente au niveau scientifique et adaptatif. Elle signifie que ces insectes pourraient être capables de résister aux inondations causées par le changement climatique, qui menaceraient autrement leur survie pendant la diapause hivernale. Leurs terriers peuvent en effet être soumis à des inondations soudaines, mais la résilience des reines du bumblebee offre une perspective encourageante pour l'avenir.

Ce qui est curieux dans cette découverte, c'est qu'elle est le fruit du hasard. L'auteur principal de l'étude, Sabrina Rondeau, raconte qu'elle étudiait l'effet des résidus de pesticides dans le sol sur les reines de bourdons qui s'enfouissent sous terre pendant l'hiver à proximité des paysages agricoles. À un moment donné, cependant, il a remarqué l'accumulation involontaire d'eau dans certains conteneurs qui abritaient les reines en diapause. Elle a tout de suite pensé au pire, mais à sa grande surprise, elle s'est aperçue que, contre toute attente, elles avaient survécu.

La chercheuse a alors voulu en avoir le cœur net. Elle a donc mené une nouvelle étude pour mieux comprendre comment ces insectes parvenaient à rester intacts. Plus précisément, 143 reines non appariées et en diapause ont été sélectionnées. Chaque reine a été placée dans un tube en plastique avec un couvercle perforé pour permettre la respiration et contenant de la terre humide. Les tubes ont ensuite été conservés dans une unité réfrigérée à l'abri de la lumière pendant une semaine. Ensuite, 126 tubes à essai ont été soumis à deux conditions différentes. Dans une moitié, on a laissé la reine flotter au-dessus de l'eau, tandis que dans l'autre moitié, on l'a poussée sous l'eau à l'aide d'un piston. Les 17 tubes restants ont été conservés comme groupe de contrôle. Pour chaque condition, un tiers des reines a été immergé dans l'eau pendant huit heures, un autre tiers pendant 24 heures et le reste pendant sept jours, simulant ainsi diverses situations d'inondation.

Les conclusions de l'étude ont répondu aux attentes et confirmé les hypothèses des chercheurs. 81% des reines de bourdons en hibernation, qui avaient été immergées dans l'eau, et 88% appartenant au groupe de contrôle ont non seulement survécu pendant sept jours, mais sont également restées en vie huit semaines après la fin de l'expérience, une fois qu'elles sont retournées dans des conditions sèches. En outre, les tests ont montré que les reines ayant un poids plus élevé avaient une plus grande probabilité de survie. Une telle découverte est plus unique que rare et n'a probablement jamais été mise en évidence auparavant, précisément parce qu'il s'agit de insectes qui s'abritent sous terre, et qu'il est donc difficile d'étudier leurs adaptations.

La réponse pourrait se trouver dans la façon dont ils respirent pendant la diapause. Pendant cette période, ces insectes pratiquent une respiration intermittente, appelée échange gazeux discontinu. Cela implique la fermeture des spiracles pendant de longues périodes alternant avec des échanges gazeux courts et intermittents. Cette stratégie réduit non seulement le risque de déshydratation et d'exposition à des défis environnementaux tels que l'hypoxie, mais limite également l'entrée d'eau à travers les spiracles lors de l'immersion. En outre, il faut tenir compte du fait que le diamètre des spiracles est extrêmement petit et que la cuticule est très hydrophobe, ce qui contribue à réduire encore davantage la pénétration de l'eau. Il est en outre plausible que, pendant l'ouverture des spiracles, les échanges gazeux cuticulaires et la présence de bulles d'air piégées agissent comme des écrasements physiques, satisfaisant la faible demande en oxygène associée à la diapause.

En fait, la "tolérance à la submersion" n'est pas une nouveauté pour le monde scientifique. On sait en effet que cette adaptation est très répandue chez de nombreux insectes vivant dans les plaines inondables. Dans ce contexte, toutefois, ce sont les œufs qui entrent en diapause. Il existe des études montrant que ce phénomène se produit chez les collemboles, les sauterelles et les cigales. En revanche, peu d'exemples de tolérance aux inondations sont disponibles parmi les espèces en diapause adulte, ce qui fait des reines de bourdons un cas plus unique que rare parmi les espèces tolérantes aux inondations documentées. En effet, des études antérieures ont montré que la plupart des insectes qui hibernent à l'âge adulte (par exemple de nombreux coléoptères terrestres) sont incapables de tolérer la submersion hivernale dans les plaines inondables et migrent plutôt vers des zones abritées pour échapper aux conditions défavorables.

Ces résultats mettent en évidence la capacité sans équivoque des reines en diapause de B. impatiens à survivre à toute inondation pendant au moins une semaine. Ceci apporte un soupir de soulagement à tous ceux qui étudient ou s'intéressent à cette espèce et qui s'inquiétaient des dommages que les effets du changement climatique pourraient lui causer. Cependant, nous ne pouvons pas considérer que le débat est clos. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer si cette capacité est commune à d'autres espèces de bumblebees, en évaluant à quel point ce trait est répandu. Cette découverte pourrait fournir des informations précieuses pour la conservation et la gestion des populations de bourdons, en offrant une meilleure compréhension des mécanismes d'adaptation de ces insectes aux défis environnementaux.