Suite et fin du premier article « A Chypre, les abeilles étouffent les frelons trop curieux (1/2) » avec notes et compléments
Le précédent article expliquait les stratégies d' »emballement » et de « cuisson » qu’utilisent les abeilles asiatiques (A. cerana) face au frelon géant japonais (V. mandarinia), tactiques que ne peuvent utiliser les européennes (A. mellifera) face à ce même géant. A Chypre, la race locale de l’abeille européenne (Apis mellifera cypria) ne peut utiliser cette technique contre son principal prédateur, le frelon oriental (Vespa orientalis), parce que les températures létales respectives des unes et des autres sont ici trop proches et que, de toute façon, les abeilles ne pourraient pas monter si haut en température. Elles ont donc inventé une stratégie plus élaborée, en combinant DEUX techniques, en emballant et en chauffant MAIS AUSSI en étouffant l’éclaireur par recouvrement et fermeture des stigmates. C’est l’asphyxia-balling, un nouveau comportement de défense, jusque là inconnu dans le règne animal.
La respiration chez les insectes
On avait remarqué que lorsque les abeilles se rassemblent pour immobiliser le frelon, elles se concentrent d’abord sur l’abdomen c’est-à-dire la partie du corps du frelon qui fournit le « pompage» dont dépend la respiration. (Ce n’est pas le cas pour tous les insectes ; certains, comme la libellule, utilisent presque exclusivement leur thorax pour assurer le pompage). Ce pompage produit l’aspiration et l’expiration de l’air par les stigmates. Ces orifices d’entrée et de sortie de l’air, disposés par paires sur les côtés de l’abdomen mais aussi du thorax, permettent à l’air de circuler dans les trachées puis les trachéoles dont le fin réseau amène directement l’oxygène dans toutes les parties du corps. On se souvient que les insectes n’utilisent pas de poumons. Leur hémolymphe n’est pas le sang des mammifères qui transporte oxygène et gaz carbonique entre les poumons et les cellules. L’hémolymphe des insectes ne véhicule que les nutriments. Les conséquences que cet état de fait entraîne sur la taille maximale des insectes en fonction du pourcentage d’oxygène dans l’air selon les époques ont été abordées dans ce blog sous le titre « les insectes sont de petites bêtes.. »
Les particularités respiratoires du frelon oriental
Le frelon contracte son abdomen pour expirer et le relâche pour inspirer par un simple effet de pression négative. Mais les frelons ont cette particularité que leurs stigmates sont recouverts par les tergites durant la phase d’expiration. En bloquant l’abdomen à son minimum de développement, (ce que fait le frelon quand il expire avant de relâcher les muscles de son abdomen pour inspirer), les abeilles empêchent toute inspiration suivante.
Pour bien comprendre et vérifier il a fallu conduire diverses expériences pour mesurer l’amplitude et la fréquence de la respiration de plusieurs frelons dans des conditions normales et des conditions de simulation d’emballement. En bouchant progressivement les tergites l’un après l’autre, et donc les orifices d’arrivée d’air qui sont dessous, on peut mesurer le ralentissement de cette respiration.
A l’inverse si on maintient ouverts les orifices de respirations sous les tergites, par l’insertion de petites cales de plastique qui vont empêcher la fermeture de ces tergites malgré l’emballage par le pack des abeilles, on empêche l’étouffement du frelon. On constate alors que la chaleur dégagée par l’emballement va bien finir par tuer le frelon mais aussi que le temps nécessaire pour ce faire a été doublé.
Un mode de défense élaboré
C’est probablement la combinaison de deux facteurs qui va tuer le frelon : la température dégagée par l’emballement et le fait d’empêcher mécaniquement sa respiration. Chez les insectes une hausse de température entraîne une perte supplémentaire d’eau de l’hémolymphe par évaporation. Si cette perte d’eau n’est pas compensée, le pourcentage de CO2 dans l’hémolymphe augmente et contribue à l’asphyxie du frelon. Le blocage des orifices de respiration complète ce début d’étouffement chimique par un étouffement mécanique plus rapide.
« L’Asphyxia-balling »
En résumé, les abeilles chypriotes ne pourraient pas tuer leur frelon par la technique du thermo-balling puisqu’elles ont pratiquement la même température létale (50°C). Pour survivre aux attaques, elles ont repéré le « talon d’Achille » du frelon, c’est-à-dire les orifices de respiration, et développé une nouvelle stratégie, d’étouffement. Cette méthode, jusque là inconnue, est probablement très rare dans le règne animal.
Cette découverte constitue donc une avancée méritoire. Elle ouvre peut-être de nouvelles pistes de recherche. Elle montre une fois de plus l’étendue de la biodiversité et combien nous sous estimons parfois les possibilités d’adaptation mais aussi la multiplicité et la richesse des comportements de ces super-organismes que forment les insectes sociaux et leurs divers écotypes. Proficiat !
Sources :
- Alexandros Papachristoforou, Agnès Rortais, Georgia Zafeiriou, George Théophilidès, Lionel Garnery, Andreas Thrasyvoulou & Gérard Arnold : « Smothered to death : hornets asphyxiated by honeybees » – Current Biology, Vol. 17, livraison 18 (18 sept 2007)
Compléments :
- La photo de couverture de Current Biology montrant l’étouffement d’un frelon est © Emmanouil Filippou 2007. On peut la retrouver avec d’autres sur les abeilles et les frelons chypriotes sur le site www.greecephotobank.com
- Les photos montrant le calage des tergites avec des petites cales plastiques pour mesurer par différence l’impact de l’étouffement mécanique sur la durée totale de mise à mort du frelon oriental sont extraites d’un blog (en grec) qui vaut le déplacement : http://the-drone.blogspot.com. J’ignore qui en est l’auteur et qui en a les droits.
- On retrouvera, sur le blog des belles histoires de l’Oncle Simonpierre, diverses VIDÉOS concernant le frelon géant asiatique Vespa mandarinia japonica dont nous parlons aussi dans cet article :
060 Japanese giant hornet scout killed by Asian bees
073 Hornets from Hell - Comme nous l’avons déjà fait avec chacune de ces vidéos, précisons à nouveau que le « frelon asiatique » qui envahit actuellement l’hexagone et l’Europe continentale à partir de l’Aquitaine, Vespa velutina nigrithorax, d’origine chinoise, est encore une autre espèce de frelon. C’est un prédateur particulièrement redoutable pour les abeilles mellifères à cause de la taille de ses colonies et il est difficile à détruire à cause de diverses particularités de ses comportements en matière d’essaimage, de défense, d’hivernage, de hauteur de nidification, etc. L’évolution de nos abeilles mellifères européennes ne leur a pas fourni de stratégie de défense contre lui.
- Cela étant, le frelon oriental vient, quant à lui, de débarquer en Grande Bretagne, dans des fruits en provenance d’Israël, selon le site de la Bees, Wasps and Ants Recording Society. Va-t-il survivre et se développer? Va-t-il prendre la niche écologique de la Vespa crabro vexator Harris 1776, la version locale du frelon européen ? (Cf www.bwars.com et également www.vespa-crabro.de)
Une première version de ce texte avait été publiée dans Abeilles & fleurs N° 687 d’octobre 2007