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Jul 07, 2023

Conséquences de l'infection à Nosema apis pour les abeilles mâles et leur fertilité

Scientific Reports volume 5, Numéro d'article : 10565 (2015) Citer cet article 5743 Accès 30 Citations 21 Détails d'Altmetric Metrics Les reines des abeilles, des fourmis et des guêpes eusociales ne s'accouplent que pendant une période très

Scientific Reports volume 5, Numéro d'article : 10565 (2015) Citer cet article

5743 Accès

30 citations

21 Altmétrique

Détails des métriques

Les reines des abeilles eusociales, des fourmis et des guêpes ne s'accouplent que pendant une très courte période au début de leur vie et les mâles produisent donc des éjaculats constitués d'un grand nombre de spermatozoïdes de haute qualité. Une sélection aussi extrême pour une fécondité élevée a conduit les mâles à investir peu dans leur survie somatique, y compris dans leur système immunitaire. Cependant, si les mâles sensibles sont incapables de protéger leurs tissus reproducteurs contre les infections, ils compromettent la condition physique de la reine s'ils transfèrent des agents pathogènes pendant l'accouplement. Nous avons utilisé l'abeille domestique Apis mellifera et étudié l'évolution de l'infection par l'agent pathogène sexuellement transmissible Nosema apis. Nous avons prédit que les mâles des abeilles domestiques sont sensibles mais protègent leurs tissus reproducteurs des infections. Nous avons étudié les effets des infections à N. apis sur l'intestin moyen, les glandes accessoires et les testicules accessoires et quantifié les conséquences de l'infection sur la survie et la fécondité des mâles. Nous avons constaté que N. apis est capable d'infecter les mâles et que, à mesure que les infections progressent, cela a un impact significatif sur la fertilité et la survie des mâles plus âgés. Même si nous confirmons que les mâles sont capables de minimiser les infections de leurs tissus reproducteurs par N. apis, le parasite est présent dans les éjaculats des mâles plus âgés. Par conséquent, N. apis a développé des voies alternatives pour réussir à infecter les éjaculats et à se transmettre sexuellement.

La biologie de l'accouplement des fourmis, des abeilles et des guêpes eusociales est vraiment spectaculaire car les femelles reproductrices (reines) ne s'accouplent que pendant une très brève période au début de leur vie, lorsqu'elles acquièrent et stockent une réserve de sperme pour toute une vie1,2,3. Comme les reines ne reconstituent jamais leur sperme plus tard dans leur vie, l’utilisation et l’économie du sperme ont été poussées à des extrêmes inimitables chez les espèces qui maintiennent des colonies comptant des millions d’ouvrières3,4,5,6 et/ou survivent sur le terrain pendant des décennies4,7,8. Pour fournir aux reines un nombre suffisant de spermatozoïdes, les mâles insectes sociaux ont développé des éjaculats contenant un grand nombre de spermatozoïdes d'une qualité exceptionnellement élevée. La production et le maintien de tels éjaculats avant l’accouplement entraînent des coûts substantiels pour les insectes mâles eusociaux5,10. On pense donc qu’ils fonctionnent à leurs limites physiologiques, où la moindre perturbation ou altération de leur environnement peut compromettre leur fertilité11. De plus, pour maximiser leur potentiel reproductif, il a été constaté que ces mâles n’investissent que très peu dans leur survie somatique5,10.

L’immunité des insectes sociaux mâles est également affectée par leur génétique, car ils proviennent d’œufs non fécondés et sont des animaux haploïdes, ce qui, selon certaines hypothèses, augmente encore leur sensibilité aux parasites12. Il est donc particulièrement intéressant d’étudier les défis immunitaires résultant d’infections parasitaires chez les insectes mâles eusociaux. Des travaux empiriques ont confirmé que les réponses immunitaires des insectes sociaux mâles sont systématiquement inférieures à celles des ouvrières, par exemple chez les fourmis coupeuses de feuilles13, les fourmis des bois14 ou les bourdons15. On pense que la susceptibilité des mâles insectes sociaux au parasitisme a entraîné un certain nombre d'adaptations du cycle de vie, qui réduisent le risque d'infection d'un mâle : par exemple, ils ont une durée de vie courte, sont entièrement dépendants des travailleurs et ne fournissent aucune aide pour leur colonie. Cependant, les insectes sociaux sont connus pour héberger une gamme de parasites, qui se propagent facilement à travers leurs colonies composées d'un grand nombre d'individus apparentés, notamment des mâles. La susceptibilité des mâles pourrait donc réduire la capacité d'une colonie à contrôler les infections et compromettre davantage la condition physique de la colonie, surtout si de telles infections réduisent la fécondité, l'espérance de vie ou la compétitivité des mâles. Enfin, la susceptibilité masculine pourrait également permettre à des agents pathogènes de se propager dans leur corps et éventuellement d’infecter leurs organes reproducteurs. Dans un tel cas, les agents pathogènes sexuellement transmissibles pourraient alors engendrer des coûts transgénérationnels. Cependant, les maladies sexuellement transmissibles et leurs conséquences n’ont pas été étudiées de manière très détaillée chez les insectes sociaux18,19,20. Nous émettons ici l’hypothèse que les insectes sociaux mâles devraient minimiser le risque de propagation d’une maladie aux reines en protégeant leurs tissus reproducteurs des infections parasitaires.