Axe 2. Santé des abeilles et risques toxicologiques

 - Détecter les risques toxicologiques abiotiques au niveau des individus : Effets et modes d'action

Participants : Luc Belzunces, Freddie-Jeanne Richard, Jean-Luc Brunet, Quentin Petitjean

Au cours de leur activité de récolte de nourriture, les abeilles sont exposées à un grand nombre de stresseurs chimiques (pesticides, polluants), biologiques (agents pathogènes et infectieux) et physiques (rayonnements ionisants, ondes électromagnétiques) présents dans leur environnement. Les stresseurs chimiques et biologiques peuvent être également rapportés à la ruche au sein de laquelle les individus pourront aussi être exposés.

Chaque source de stress est susceptible d’induire des effets dommageables (létaux ou non létaux) sur les abeilles. Cependant, les stresseurs peuvent interagir de façon isologue (association des stresseurs de même type, chimique, biologique ou physique) ou de façon hétérologue par exposition des individus à des stresseurs de différents types. Ainsi, nous nous intéressons aux effets des stresseurs et aux mécanismes qui ont conduit à ces effets, à des niveaux d’exposition que l’on retrouve dans l’environnement, en considérant les impacts physiologiques (fonctionnement cellulaire, reproduction, métabolisme, immunité, systèmes de défense…), comportementaux (activité de butinage, polyéthisme, mémoire apprentissage…) et populationnels. Nos recherches ont pour objectifs de caractériser les effets et les modes d’action des stresseurs (i) seuls, (ii) en association isologue (effet cocktail des polluants, effets de multi-infections, combinaisons de stresseurs physiques) ou (iii) en association hétérologue, avec une attention particulière sur les combinaisons binaires comme les interactions toxico-pathologiques, et les phénomènes de sensibilisation des individus à un stresseur par exposition préalable à un premier stresseur.

Projets : EXPLORA (2021-2024, Programme Ecophyto II+), BEERAD (2022-2025, ANR)

 - La neurophysiologie, le comportement et la toxicologie des abeilles : un continuum d’approches in vitro & in vivo

Participants : Claude Collet, Aklesso KADALA, Mercédès Charreton, Michel Pélissier, Emilien Rottier, Michel Pradier.

Les insectes sont soumis à des pressions anthropiques qui concourent à une baisse importante de leur abondance et de leur diversité, mise en lumière ces dernières années (Jactel et al 2021). Les abeilles, qu’elles soient domestiques (en particulier Apis mellifera) ou sauvages (cf les familles d’abeilles identifiées en France : Apidae, Megachilidae, Halictidae, Andrenidae, Colletidae, Melittidae), n’échappent pas à cette tendance (IPBES 2019, ENMHA 2017-2024). L’érosion de la biodiversité des insectes peut entraîner une grave fragilisation des écosystèmes et les insecticides ont une part importante dans ce déclin (Expertise Collective INRAE-Ifremer 2022, Expertise Collective INRA-Cemagref 2005).

Les recherches de l’unité Abeilles et Environnement portant sur la Neurophysiologie, le Comportement et la Toxicologie des abeilles s’inscrivent dans les objectifs scientifiques du Département INRAE Santé des Plantes et Environnement (‘Comprendre les impacts non désirables de la protection des cultures sur les pollinisateurs pour les minimiser’). Ces recherches concourent plus largement à l’O.S. 2.2 du document d’orientation INRAE 2030 : ‘Progression vers des agricultures sans pesticide de synthèse’).

Nous explorons les effets des insecticides neurotoxiques sur le comportement des abeilles exposées ainsi que les modes d’action de ces molécules au niveau cellulaire et moléculaire. Nos recherches impliquent de caractériser finement et de modéliser in silico le fonctionnement des canaux ioniques qui sous-tendent, chez les abeilles, l’activité des tissus vitaux tels que le cœur, les muscles et le système nerveux. Cela passe par une caractérisation de la pharmacologie de ces canaux ioniques, de leurs propriétés biophysiques et de leur implication dans le fonctionnement cellulaire, en accord avec les principes de la ‘Règle des 3R’ (Raffiner, Réduire, Remplacer). Ces recherches sont financées par l’Agence Nationale de la recherche, le Ministère de la Transition Ecologique et le département INRAE-SPE (ANR Bee-Channels, Ecophyto, ANR Synaptic-Bee). Nos publications résultent souvent de collaborations inter-institut (INRAE, INSERM, CNRS, Université de Montpellier et Paris-Saclay, Université de Laval, ITSAP…). La publication récente de notre livre ‘Les abeilles face au risque toxique’ (CNRS Editions) illustre l’interdisciplinarité que couvre ce consortium de recherche.

Projet de recherche en cours : SYNAPTIC-BEE (2021-2025) - The Apis mellifera channelome: an invaluable tool to study agroecosystems contaminants.

- Améliorer la détection des risques toxicologiques en conditions semi-contrôlées ou de plein champ

 Participants : Cédric Alaux,  Aimie Berger, Didier Crauser, Maryline Pioz, Freddie-Jeanne Richard

Dans le cadre réglementaire de l'évaluation des risques liés aux pesticides, les effets de ces derniers sur les abeilles sont évalués par des tests standards selon une approche progressive. Au niveau 1, les substances actives ou les produits formulés sont testés sur les abeilles à différents stades de leur vie (larves et adultes) en conditions contrôlées de laboratoire. Lorsque les résultats de cette première étape mettent en évidence un risque (sur la base du rapport exposition/toxicité), des essais en conditions semi-contrôlées ou de plein champ sont nécessaires (niveaux 2 et 3). Il est donc essentiel de compléter les études réalisées en conditions contrôlées par des études en conditions réelles, permettant de suivre à la fois l'exposition des abeilles, leur développement et leur survie. Nos objectifs, centrés ici sur l'abeille domestique, sont donc de i) documenter l'exposition des colonies aux pesticides dans différents contextes agricoles (ex. arboriculture, maraîchage ou grandes cultures), et ii) développer de nouvelles méthodes pour évaluer la toxicité des pesticides en conditions semi-contrôlées ou de plein champ, pour ensuite identifier les risques pour les abeilles et les colonies.

Projets : Beerisk (2023-2025, ANSES PNR EST), BGOOD (2019-2023, H2020), Poshbee (2018-2023, H2020), ToxPollen (2019-2021, CRD Anses)