Alors qu’on pensait pendant des décennies qu’il suffisait de nourrir des larves d’abeilles ordinaires avec de la gelée royale pour en faire des reines, une étude révèle que le processus est en réalité bien plus complexe. Mis à part l’alimentation, les reines bénéficient d’alvéoles hautement spécialisées édifiées par des ouvrières « constructrices de cellules royales » spécifiquement dédiées à leurs soins, un groupe fonctionnel d’ouvrières jusqu’ici non identifié.
Chez les abeilles (Apis mellifera L.), les reines et les ouvrières débutent leur développement de manière très similaire, c’est-à-dire en naissant d’œufs identiques. Cependant, les reines grandissent beaucoup plus vite et vivent plus longtemps que les ouvrières. De plus, si ces dernières sont stériles, les reines, elles, peuvent se reproduire, pondre et sont responsables de la production de nouvelles abeilles pour la colonie.
Les chercheurs attribuent depuis longtemps ces différences à l’alimentation des reines, dont les larves sont nourries exclusivement avec de la gelée royale, une substance particulièrement riche en nutriments. Des composants spécifiques, tels que la royalactine, ont été proposés comme précurseurs moléculaires clés du développement des reines.
Des travaux récents remettent cependant cette idée en question, suggérant notamment que l’alimentation à elle seule ne pourrait expliquer les différences entre les castes d’abeilles. Dans une étude parue le 3 juin dans la revue Nature, un groupe international de chercheurs renforce cette contre-hypothèse en démontrant que le développement des reines d’abeilles est lié à un ensemble de processus plus complexe qu’on ne le pensait.
« L’idée de départ était relativement simple : on prenait un œuf, on le plaçait dans une cellule royale, on le nourrissait de gelée royale, et on obtenait une reine », explique Boris Baer, entomologiste et directeur du Centre de recherche intégrative sur les abeilles (CIBER) de l’Université de Californie à Riverside, dont le laboratoire a contribué à ces travaux. « Nous avons découvert qu’il existe tout un mécanisme derrière ce processus. Il est bien plus sophistiqué que nous l’imaginions. »
Des alvéoles aux propriétés physico-chimiques distinctes
L’équipe de l’étude a combiné l’imagerie thermique au suivi comportemental, à la science des matériaux et aux analyses chimiques afin de déterminer les différences entre les abeilles en tenant à la fois compte de leurs physiologies et de leurs environnements. Le premier constat a été que les cellules royales abritant les futures reines sont nettement différentes des nurseries abritant les ouvrières ordinaires.
Contrairement aux alvéoles hexagonales classiques, les cellules des reines, en forme de cacahuète, sont fabriquées à partir d’une cire aux propriétés physico-chimiques spécifiques, les rendant moins denses, plus souples et mieux adaptées au maintien de la chaleur et de l’humidité nécessaires au développement des larves. Le matériau diffère également par sa composition en acides gras et en signaux chimiques, créant ce que les chercheurs qualifient d’« environnement de développement spécialisé ».
Afin de déterminer l’influence de cet environnement spécifique sur les larves, les chercheurs ont élevé des reines en développement dans des cellules fabriquées soit à partir de cire royale, soit à partir de cire d’ouvrières. Celles élevées dans de la cire ordinaire avaient une espérance de vie plus courte et étaient plus petites que la normale, même avec un régime alimentaire adapté aux reines.
Une reine abeille nouvellement éclose sortant de sa cellule. © Yu Fang / Académie chinoise des sciences agricoles
Une physiologie adaptée à la prise en charge des reines
L’équipe a également constaté que ces cellules royales sont construites par une catégorie spécifique d’ouvrières baptisées « constructrices de cellules royales ». Elles sont généralement plus jeunes que les ouvrières ordinaires et maintiennent une température corporelle élevée ainsi qu’une physiologie modifiée pour prendre soin des futures reines.
Cette chaleur supplémentaire semble contribuer à accélérer le développement des reines, ces dernières atteignant leur maturité en 16 jours environ, contre 21 jours pour les ouvrières. Ces ouvrières spécialisées semblent aussi capables de modifier et d’enrichir les matériaux destinés aux cellules royales en activant différents processus biologiques liés à la production de cire.
« Ces travaux mettent en lumière la grande complexité des sociétés d’insectes », affirme Baer. « Les colonies d’abeilles ne sont pas de simples regroupements d’individus. Elles fonctionnent comme des systèmes biologiques intégrés, capables de façonner leur propre environnement. »
Un schéma similaire serait observé chez les abeilles mellifères asiatiques et européennes, suggérant qu’il pourrait s’agir d’une stratégie profondément ancrée dans leur évolution. Mis à part la compréhension des sociétés d’insectes, ces observations pourraient aussi contribuer à comprendre comment l’environnement et les groupes sociaux façonnent la biologie en général.
