Une reine des abeilles peut être façonnée par bien plus que son fameux régime royal.
La cire de la chambre en forme de cacahuète où se développe la reine possède des propriétés physiques et chimiques distinctes qui aident à orienter son développement, rapportent des chercheurs le 3 juin. Nature. En analysant la composition de la chambre et les larves qu'elle abrite, l'équipe remet en question l'idée répandue selon laquelle la gelée royale seule – l'aliment qui sert à fabriquer la reine et qui est donnée aux larves sélectionnées – constitue une reine.
« La découverte est très intéressante et donne à réfléchir », déclare Thomas Seeley, biologiste à l'Université Cornell qui n'a pas participé aux travaux. « Pour moi, les cellules royales semblent depuis longtemps importantes, car les odeurs d'une reine en développement peuvent imprégner les parois de cire, les marquant comme des endroits très spéciaux que les ouvrières reconnaissent et n'endommagent pas accidentellement. »
Mais pour l'entomologiste Boris Baer, les cellules posaient une question née d'années d'observation de ses propres colonies. « Les abeilles consacrent tellement de temps et d'énergie à construire ces cellules que cela n'aurait guère de sens du point de vue de l'évolution s'il s'agissait de simples récipients alimentaires plus grands », explique Baer, de l'Université de Californie à Riverside. « La cellule elle-même pourrait-elle contribuer au développement de la reine ?
Baer et ses collègues ont étudié les abeilles occidentales (Apis mellifera) et les abeilles orientales (Apis cerana), comparant la cire des cellules royales et ouvrières, les ouvrières qui construisent les cellules et la façon dont les larves se comportent dans chaque environnement de cire.
Les premiers indices sont venus de la cire. Les analyses ont montré que la cire des cellules royales est plus douce, moins dense et chimiquement distincte de la cire des cellules ouvrières.
La découverte suivante a été une surprise, dit Baer. Les « infirmières royales » construisant des « crèches royales » pour leurs futures reines « passent plus de temps à [than worker cell builders] construisant ces cellules, fonctionnent plus chaud que les autres abeilles et présentent des modèles distincts de gènes [activity]», ce qui suggère qu’ils sont spécialement adaptés pour modifier la cire avec laquelle ils travaillent.
Mais la preuve la plus solide est venue lorsque l'équipe a laissé des larves destinées à la reine se développer sur de la gelée royale pendant quatre jours, puis a remplacé les capuchons de leurs cellules royales artificielles par de la cire provenant de cellules royales ou ouvrières. Jusqu'à environ deux tiers des larves sous la cire des cellules ouvrières sont mortes, contre environ un tiers sous la cire des cellules royales. Elles se sont également développées en pupes plus petites, tandis que les reines élevées sous la cire des cellules royales ressemblaient davantage à celles laissées intactes dans leurs cellules naturelles.
« Tout confortait la même conclusion », dit Baer. Les abeilles font plus que nourrir la reine : elles « la fabriquent activement ».
Le fonctionnement exact de cette ingénierie reste incertain. Kai Wang, apiologiste à l'Académie chinoise des sciences agricoles de Pékin, affirme que les odeurs chimiques distinctes que lui et l'équipe ont trouvées à l'intérieur des cellules sont particulièrement intrigantes. « Est-ce qu'ils influencent les sens en développement de la reine, la préparant à l'accouplement et à la vie après l'émergence ? » se demande-t-il. « Est-ce que certaines sont produites par la larve elle-même ? Et la future reine pourrait-elle communiquer activement avec les ouvriers qui construisent sa chambre ? »
Les chercheurs prévoient de retracer le moment où l'environnement de la cire exerce ses effets au cours du développement. Mais les implications vont au-delà du développement de la reine, dit Baer. « Ces superorganismes mobilisent des travailleurs spécialisés qui façonnent collectivement la prochaine génération », dit-il. « La division du travail chez les abeilles pourrait être beaucoup plus complexe que ce que nous avons admis jusqu'à présent. »