Effects of environmental stressors on male fertility in relation to the fecundity of honeybee queen (Apis mellifera.L)
Effets des stresseurs environnementaux sur la reproduction de l’abeille domestique (Apis mellifera L.) : action par une exposition des mâles
Résumé
In a context of honey bee decline, an impoverishment of queen quality, resulting in abnormal brood production and early queen renewal, has been observed worldwide. Hence, the assumption was made that fertility impairment of drones exposed to environmental stressors could explain the queen failure observed in apiaries. In order to test this assumption, original approaches to rear drones were developed in laboratory and semi-field conditions. These approaches enabled to show that the systemic insecticide Fipronil, the pathogen microsporidia Nosema ceranae and their combination disrupt drone physiology in different ways, including an impairment of the semen quality. In addition, results have highlighted the high sensitivity of the reproductive function of drone to all of these stress factors. The instrumental insemination of young queens with semen of drones exposed to Fipronil has shown a decrease in the reproductive potential of queens that resulted from a lower number and viability of spermatozoa stored in their spermatheca. Consequently, considering that the spermathecal content determines the egg-laying ability and the lifespan of queens, the risk of queen failure and colony dysfunction is higher. Thus, reproductive disorders, linked to a fertility decline of drones continuously exposed to numerous environmental stressors, could explain, at least in part, the phenomenon of honey bee decline. Thereby, an assessment of the reproductive toxicity of pollutants, including pesticides, to which drones are potentially exposed, should be considered in a future regulatory framework. In this way, the innovative methods and approaches developed in the frame of this work could represent pertinent bases to elaborate new toxicological tests that could be used in the registration procedure of pesticides.
Effets de stresseurs environnementaux sur la fertilite des males chez l'abeille domestique apis mellifera l. en relation avec la fécondite de la reine. Dans un contexte de déclin des colonies d’abeilles mellifères, un appauvrissement de la qualité des reines, se traduisant par une production anormale de couvain et des renouvellements prématurés de reines, a été rapporté par les apiculteurs du monde entier. Partant de ce constat, l’hypothèse avait été émise qu’une atteinte de la fertilité des mâles (faux-bourdons), exposés aux stresseurs environnementaux, pouvait être responsable des défaillances observées chez les reines au sein des ruchers. Dans le but de vérifier cette hypothèse, des approches novatrices pour élever des faux-bourdons, en conditions contrôlées de laboratoire et en conditions semi-contrôlées, ont été développées. Les approches mises en oeuvre ont permis de démontrer que l’insecticide systémique Fipronil, la microsporidie pathogène Nosema ceranae et leur association avaient la capacité de générer des perturbations physiologiques de différents types chez les faux-bourdons incluant des altérations de la qualité des semences. De plus, les effets obtenus après les expositions à ces stresseurs ont montré que la fonction de reproduction de ces individus était particulièrement sensible à l’ensemble des stresseurs étudiés. L’insémination instrumentale de jeunes reines, avec des semences de mâles exposés au Fipronil, a mis en lumière une baisse de leur potentiel reproducteur résultant d’une diminution non seulement du nombre mais aussi de la viabilité des spermatozoïdes stockés dans la spermathèque. Considérant que le contenu de la spermathèque conditionne leur capacité à pondre et leur longévité, ces reines sont donc plus disposées à présenter des signes de défaillance pouvant se répercuter sur le fonctionnement général de leur colonie. Ainsi, les troubles de la reproduction induits par une baisse de la fertilité des mâles, exposés à une multitude de stresseurs environnementaux, pourraient en partie expliquer le déclin des colonies d’abeilles. De ce fait, une évaluation des effets reprotoxiques des substances auxquelles les mâles sont potentiellement exposés, pourrait être envisagée dans un cadre règlementaire à venir. Ainsi, les méthodes et les approches innovantes développées dans le cadre de ce travail pourraient représenter des bases pertinentes pour élaborer de nouveaux tests toxicologiques qui pourraient être utilisés dans la procédure d’enregistrement des pesticides.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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