La QMP est-elle la phéromone centrale de la colonie d’abeilles

Résumé : Chez les insectes sociaux, la reine est essentielle pour le fonctionnement et l’homéostasie de la colonie. La reine est un élément indispensable de la colonie, elle permet à celle-ci de se renouveler grâce à la ponte de 1500 à 2000 œufs par jour, mais produit également des phéromones permettant la régulation de la société grâce notamment à la QMP (produite dans les glandes mandibulaires). Bien que la QMP ait des effets pléiotropiques sur la régulation de la colonie, cette phéromone n’induit que des effets partiels sur le comportement et la physiologie des ouvrières en comparaison des effets induit par la reine elle-même. Ainsi, la reine semble posséder d’autres composés phéromonaux supplémentaires. Nous avons testé l’hypothèse d’une redondance phéromonale chez les reines d’abeilles, leur permettant d’avoir plusieurs phéromones pour le même signal. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons comparé l’influence des reines avec ou sans glandes mandibulaires sur le comportement et la physiologie des ouvrières. Les glandes mandibulaires des reines ont été chirurgicalement excisées. Le comportement et la physiologie des ouvrières en présence de reines opérées et de reines intactes ont été étudiés en cagettes et ruches vitrées, comparativement à des abeilles sans reine. Le développement des ovaires des ouvrières, la construction de cire et le phénomène de cour ont été mesurés. Et, pour la première fois, les profils chimiques des reines démandibulées et des reines intactes ont été analysés et comparés. Nous n’avons pas détecté de 9-ODA, principal composé de la QMP, chez les reines démandibulées. Par contre nous avons trouvé chez ces reines du 9HDA en quantité moindre que chez des reines intactes et les mêmes quantités de HOB. Malgré une différence de production des composés de la QMP, les reines démandibulées contrôlent le comportement (construction de cire et phénomène de cour) et la physiologie (inhibition des ovaires) des ouvrières aussi efficacement que les reines intactes.

Nous avons démontré que la reine utilise d’autres phéromones aussi puissantes que la QMP afin de contrôler la colonie et notamment sa reproduction. Les reines semblent avoir plusieurs composés actifs ayant des fonctions similaires dans la colonie (redondance des phéromones). La colonie possède une syntaxe particulière utilisant plusieurs composés, lui conférant un avantage dans son développement. In honey bees, even though some workers can lay eggs, the queen produces most of the eggs and is the progenitor of several thousand bees in a colony. In addition she provides central information that regulates colony homeostasis, growth and reproduction (Winston, 1987). “Queen substance”, (E)-9-oxodec-2-enoic acid (9-ODA) is a queen pheromone produced in the mandibular glands and that was the first identified honey bee pheromone with functional roles in the colony (Barbier, Lederer, 1960). Later, in 1988 Slessor et al. discovered four other compounds from the mandibular glands that act synergistically with 9-ODA: both enantiomers of 9-hydroxydec-2-enoic acid (9-HDA), methyl p-hydroxybenzoate (HOB) and 4-hydroxy-3-methoxyphenylethanol (HVA). These five chemicals constitute QMP, which strongly attracts young workers and stimulates queen tending (feeding, licking and antennating the queen). When these young workers subsequently interact with other bees, the QMP is dispersed throughout the colony by antennation, cuticular contacts and trophallaxis between the workers (Naumann, 1991). In 2003, Keeling et al. discovered four other compounds that synergize with QMP for retinue behavior, in particular in bees that do not respond strongly to QMP with retinue behavior (Keeling et al., 2003). The other main function of QMP is the inhibition of worker ovary activation (Hoover et al., 2003). Reproductive control is essential to colony stability and functionality since reproductive workers do not work as efficiently as normal worker bees (Dampney et al., 2004). QMP also controls comb construction by stimulating quantitative and qualitative worker-sized cell construction (Ledoux et al., 2001). It inhibits the construction of drone and queen cells (Winston et al., 1989) until colony growth results in a less efficient QMP distribution (Winston et al., 1991). New QMP functions are still being discovered; for example, besides mediating worker behavioral maturation (Pankiw et al., 1998a), QMP also increases resistance to starvation (Fischer, Grozinger, 2008) and affects olfactory learning and memory (Vergoz et al., 2007). QMP is thus integrated into colony life as a powerful and central systemic regulator. However, QMP does not control the full gamut of behavioral and physiological responses that result from the presence of a queen. For example, Velthuis and Van Es (Velthuis, 1970b; Velthuis, Van Es, 1964), found that queens from which mandibular glands were removed still retained their regulatory functions. Their experiments demonstrated that the mandibular glands are not essential for inhibition of queen cell construction, retinue behavior and inhibition of worker ovary activation.