Je tiens à remercier le Professeur Pierre RASMONT de m'avoir accueilli au Laboratoire de Zoologie. Un sincère merci à Pierre-Laurent pour m'avoir accompagné à plusieurs reprises lors de missions de vendanges.
Introduction
Généralités
Interactions plantes-abeilles
- Syndrome de pollinisation
- Composition chimique des pollens
Par conséquent, la présence de composés secondaires dans les grains de pollen peut être une stratégie pour limiter la collecte de pollen par les abeilles (Marcolino de Assis Junior et al., 2011). Par conséquent, la plupart des analyses chimiques du pollen sont basées sur le pollen collecté par les abeilles.
Physiologie des abeilles
- Métabolisme stérolique
- Les stérols
- Les phytostérols
- Métabolisme stérolique des abeilles
- Métabolisme protéique
Parallèlement, les abeilles récoltent préférentiellement le nectar contenant des acides aminés (Alm et al., 1990). La valeur nutritionnelle du pollen est principalement jugée par sa teneur en protéines brutes (Day et al., 1990).
Spécialisation alimentaire
- Adaptations et contraintes à la spécialisation alimentaire
- Morphologie
- Ethologie
- Physiologie
Une étude précédente (Vanderplanck, 2009) avait déjà déterminé la composition en stérols du pollen de Salix caprea de la station Blaton. Effet de la maturation ovarienne sur les profils de stérols d'Andrena vaga (Panzer) (Hymenoptera, Apoidea, Andrenidae).
Modèles biologiques
- Andrena vaga (Panzer, 1799)
- Le genre Salix L
Conservation
Il est donc essentiel de comprendre l'écologie de base des abeilles afin de prédire comment elles réagissent aux changements environnementaux et comment ces changements peuvent être atténués (Murray et al., 2009). La taille effective de la population, et donc la vulnérabilité, d'une espèce dépend non seulement du nombre de nids, mais aussi de la façon dont la colonie a été fondée, du nombre d'individus reproducteurs et du biais de reproduction parmi les individus (Murray et al., 2009) .
Objectifs
Matériel et méthodes
Echantillonnage et conservation du matériel biologique
- Sélection des sites de collecte
- Description des sites de collecte
- La Grande Bruyère de Blaton (S01)
- La forêt domaniale de Flines-les-Mortagne (S02)
- La forêt de Malassis (S03)
- Le lac des Herbières à Tertre (S04)
- Le village d’Aristi en Grèce (S05)
- Le Plateau des Tailles (S06)
- L’étang du Bois-Joalland à Saint-Nazaire (S07)
- Le Grand Large de Mons (S08)
- L’ancien fort de Bavière à Koolkerke (S01)
- Pollen
- Pollen floral collecté manuellement
- Pollen collecté par les femelles d’abeilles
- Adultes
La forêt domaniale de Flines-les-Mortagne, protégée par Natura 2000, est l'un des massifs boisés de la région Nord-Pas-de-Calais. C'est une forêt de plaine, qui est l'un des grands éléments naturels du vaste ensemble écologique de la plaine alluviale de l'Escaut. Ce site a été choisi car il se trouve à l'extrême sud de la chaîne d'Andrena vaga.
Le Plateau des Tailles est situé au sud-est de la Wallonie, au cœur des Ardennes, sur le territoire des communes de Manhay, La Roche, Houffalize, Vielsalm, Lierneux (province de Luxembourg). Le Plateau des Tailles fait partie d'une série de zones d'altitude qui forment l'épine dorsale du massif ardennais : Hautes Fagnes, Spadoises Fagnes, Plateau de Saint-Hubert, Massif de la Croix-Scaille. Le barrage de Bois-Joalland, situé dans le quartier de l'Immaculée, a été creusé par l'armée américaine pendant la Première Guerre mondiale.
Le relief de la commune de Mons est influencé par la vallée de la Haine. Le climat de la région de Mons est un climat océanique tempéré comme pour toute la partie occidentale de la Belgique (Fig. 23). Koolkerke fait partie de la ville belge de Bruges, située en région flamande dans la province de Flandre occidentale.
Analyses palynologiques
Analyses stéroliques micro-quantitatives
- Préparation des échantillons
- Analyse des échantillons
La fraction insaponifiable est extraite par épuisement par trois rinçages effectués avec 5 ml d'éther diéthylique chacun. La fraction insaponifiable est ensuite nettoyée par trois rinçages avec 5 ml d'eau milli-Q pour éliminer l'essentiel du savon résiduel. Pour purifier les stérols, l'échantillon est placé sur une plaque de verre recouverte d'une fine couche de silice qui agit comme un absorbant.
L'échantillon est déposé linéairement sur la largeur de la plaque à l'aide d'un capillaire fixé sur un support de chromatographie préparative. Au cours de cette chromatographie sur couche mince, les stérols sont séparés des autres composants de la fraction. Leur visualisation n'est possible qu'après une réaction chimique sur la plaque après élution (méthode de détection post-chromatographique).
Le réactif utilisé est une solution de 2',7'-dichlorofluorescéine éthanolique à 0,2% dispersée de façon homogène sur toute la plaque. Une fois les bandes d'intérêt localisées sur la plaque (standard interne stérols et bétuline), elles sont soigneusement isolées en grattant la zone sur la plaque de silice. L'extrait chloroformique contenant les stérols et l'étalon interne purifié est ensuite filtré (élimination des particules de silice en suspension) et évaporé à sec sous azote.
Analyses protéiques
- Préparation des échantillons
- Analyse des échantillons
- Quantification
Le tube est ensuite vortexé et placé à -20°C pendant une nuit pour assurer la purification des protéines par précipitation. Après cette incubation, l'échantillon est centrifugé et le surnageant est éliminé délicatement en prenant soin de ne pas enlever le culot protéique. Les dernières traces de phénol ainsi que les autres contaminants restants sont éliminés à l'aide de deux bains successifs : un premier bain de méthanol froid (100%) et un second bain d'acétone glacée (80%).
L'échantillon est laissé sécher brièvement à l'air puis repris dans du tampon chlorhydrate de guanidine 4M pour redissoudre les protéines purifiées. Le réactif BCA utilisé pour la réaction avec les liaisons peptidiques des protéines est constitué du réactif A (acide bicinchoninique) et du réactif B (sulfate de cuivre) (B:A, 1:50). Le complexe résultant est de couleur violette dont l'intensité est proportionnelle à la concentration en protéines dans l'échantillon.
Quatre courbes d'étalonnage quadratiques sont construites dans ce panel en utilisant une dilution à 1 mg/ml de l'étalon de BSA dans un tampon de chlorhydrate de guanidine 4 M. Étant donné que le pollen est analysé en triple et que le programme effectue 3 mesures, 9 valeurs sont données pour l'échantillon de pollen. Sur la base de ces 9 mesures, la concentration moyenne en protéines du lot de pollen est déterminée.
Analyses des acides aminés totaux
- Préparation des échantillons
- Analyse des échantillons
Analyses statistiques
- Données brutes
- Analyse de la variance
- Analyses multivariées
- Positionnement multidimensionnel non métrique (nMDS)
- Analyse multivariée de la variance par test de permutation
- Analyse des composés indicateurs
Dans le domaine de la biologie en général, les différents échantillons sont souvent caractérisés par un grand nombre de variables. En raison du degré élevé de concordance entre les matrices de données chimiques et les matrices de données sur les communautés écologiques, des méthodes d'analyse multivariée, généralement utilisées pour les données sur les communautés écologiques, ont été appliquées. Le positionnement multidimensionnel non métrique est souvent utilisé dans le domaine de la visualisation d'informations et permet à la fois de trouver une relation non paramétrique entre les disparités de données et de localiser chaque objet dans un espace de faible dimension.
Il s'agit d'une méthode d'ordonnancement basée sur des matrices de distance entre objets (matrice de distance de Bray-Curtis). La distance spatiale entre les points sur le graphique peut être interprétée comme une différence relative de compositions chimiques : les points les plus proches sont plus similaires tandis que les points les plus éloignés montrent plus de différences. Une analyse de variance multivariée par test de permutation (PerMANOVA ; Permutational Multivariate Analysis of Variance) a été réalisée pour tester l'hypothèse nulle d'absence de différence entre les compositions chimiques des différents échantillons étudiés.
Comme les analyses de variance conventionnelles, perMANOVA calcule la statistique F basée sur les valeurs de différence intra- et inter-cluster. Le test utilise la distance de Bray-Curtis entre échantillons ainsi qu'une permutation des données pour générer la p-value nécessaire à l'interprétation du test en détectant une différence significative ou non. Cette analyse, couramment utilisée avec les données d'espèces, peut être appliquée de la même manière aux données chimiques.
Résultats
Analyses palynologiques
Analyses chimiques
- Analyses stéroliques
- Femelles d’Andrena vaga
- Ressources alimentaires
- Global
- Analyses protéiques
- Ressources alimentaires
- Contenu protéique du pollen floral versus pollen scopal
- Analyses des acides aminés totaux
Le pollen de scopal contenant le moins d'érythrodiol est celui de la station Tertre S04 (21,51 %). Concernant le β-sitostérol, le pourcentage le plus élevé est observé pour le pollen de scopal de la station Flines S et le pourcentage le plus faible pour le pollen de scopal de la station Blaton S01 (29,76%). Pour le ∆5-avenastérol, le pollen de scopal de la station Tertre S04 est le plus riche (29,57 %).
La plus petite quantité de ∆5-avenastérol se trouve dans le pollen de scopal collecté à la station Aristi S04 (19,21%). La teneur totale en stérols varie de 11801,20 µg/g de matière lyophilisée pour le pollen de scopal de la station Blaton S01 à 22917,57 µg/g de matière lyophilisée pour le pollen de scopal de la station Tertre S04. Pour le pollen de scopal de la station Arisiti S05 en Grèce, la quantité de pollen collectée n'a été suffisante que pour effectuer une seule analyse (n=1).
Le point représentant l'échantillon de la station Aristi n'est pas au centre par rapport aux autres échantillons. L'échantillon de Salix caprea de la station Blaton S01 a le pourcentage de protéines le plus élevé (18,42%). Les deux autres échantillons, Salix caprea collectés aux stations Flines S02 et Paris S03, ont des taux de protéines similaires (Tableau 7).
Discussion
- L’oligolectisme d’Andrena vaga
- Qualité nutritionnelle
- Variabilité interspécifique
- Variabilité intraspécifique
- Spécialisation alimentaire et interaction
- Conservation
L'analyse de la teneur en protéines de différents échantillons de Salix a permis de démontrer que la concentration en protéines est très variable au sein de ce genre. La concentration de protéines brutes varie en fonction de l'emplacement de la plante dans Salix caprea. Les changements sont plus importants que ceux observés dans le cas de la composition en stérols ou en acides aminés.
Une explication de l'absence d'interactions entre Andrena vago et Salix atrocinerea pourrait provenir du très faible niveau de protéines brutes. Pour que l'interaction entre Andrena vaga et l'espèce de saule soit stable, cette dernière doit avoir un niveau de protéines qui répond aux besoins des abeilles. Rien n'indique que les espèces d'abeilles généralistes collectent préférentiellement du pollen riche en protéines (Roulston & Cane, 2000).
Au contraire, Andrena vaga, espèce spécialiste, peut fréquenter préférentiellement les espèces de saules à haute teneur en protéines. Au niveau protéique, le pollen de scopal a un pourcentage de protéines plus faible que le pollen de fleurs de la même station. L'expansion d'une espèce de saule à faible teneur en protéines, et donc de moindre qualité nutritionnelle, peut jouer un rôle dans la conservation d'Andrena vaga.
Conclusion
Perspectives
Bibliographie
The evolution of a pollen diet: host selection and diet breadth of Andrena bees (Hymenoptera: Andrenidae). Morphological specializations in Central European bees for the uptake of pollen from flowers with anthers hidden in narrow corolla tubes (Hymenoptera, Apoidea). A specialized pollen harvesting device in western Palaearctic bees of the genus Megachile (Hymenoptera, Apoidea, Megachilidae).
Narrow floral specialization in two European bee species of the genus Colletes (Hymenoptera: Apoidea: Colletidae). Pollen hosts of western palaearctic bees of the genus Colletes (Hymenoptera: Colletidae): the Asteraceae paradox. Analysis of pollen and nectar from Arbutus unedo as food for Bombus terrestris (hymenoptera, Apidae).
The effect of pollen protein concentration on body size in the sweat bee Lasioglossum zephyrum (Hymenoptera: Apiformes). Biochemistry and microbiology of pollen collected by honey bees (Apis mellifera L.) from almond, Prunus dulcis. Comparison of the chromatographic properties of sterols, select additional steroids and triterpenoids: Gravity Flow Liquid Chromatography, Thin Layer Chromatography, Gas-Liquid Chromatography and High-Performance Liquid Chromatography.
Annexes
Annexe 1 : liste des stations
Annexe 2 : liste des échantillons
Annexe 3 : liste des spécimens de collections
