Bumble bees dans la colonie de laboratoire. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Recherchez des informations sur «l'automédication», et vous trouverez probablement des descriptions de la myriade de façons dont nous, les humains, utilisons des drogues pour résoudre des problèmes. En fait, la consommation de molécules biologiquement actives - dont beaucoup viennent des plantes - pour changer notre corps et notre esprit semble être un trait humain par excellence.

Mais les plantes occupent une place prépondérante dans le régime alimentaire de nombreux animaux. Une croissance corps de la recherche suggère que certains animaux peuvent tirer des avantages médicinaux de la chimie des plantes, et peut-être même rechercher ces produits chimiques lorsqu'ils sont malades. Les chimpanzés mangent certaines feuilles qui ont propriétés anti-parasites. éléphants enceintes ont été observées manger du matériel végétal des arbres que les humains utilisent pour induire le travail. Vous avez peut-être même vu votre chien ou votre chat manger de l'herbe - ce qui ne lui procure aucune nutrition - dans ce que l'on croit être un effort d'auto-traitement des nausées en provoquant des vomissements.

Dans mes recherches, j'ai examiné comment les bourdons sont affectés par ces types de composés biologiquement actifs. Avec mes collègues, j'ai découvert que certaines substances chimiques végétales naturellement présentes dans le nectar et le pollen peuvent profiter aux abeilles infectées par des agents pathogènes. Les abeilles peuvent même changer leur comportement de butinage lorsqu'elles sont infectées afin de maximiser la collecte de ces produits chimiques. Est-ce que les produits chimiques végétaux présents naturellement dans les fleurs pourraient constituer une solution au déclin inquiétant des abeilles sauvages et gérées?

Pourquoi les plantes rendent ces produits chimiques?

En plus des composés végétaux font pour mener à bien les tâches «primaires» de la photosynthèse, la croissance et la reproduction, les plantes synthétisent également dits composés de métabolites secondaires. Ces molécules ont beaucoup de buts, mais le chef d'entre eux est la défense. Ces produits chimiques rendent les feuilles et autres tissus désagréables ou toxiques pour les herbivores qui seraient autrement Chomp loin.

Merci beaucoup études de coévolution centre sur les interactions plantes-herbivores médiées par la chimie des plantes. Une «course aux armements» entre les plantes et les herbivores s'est déroulée sur de longues périodes, les herbivores s'adaptant pour tolérer et même se spécialiser dans les plantes toxiques, tandis que les plantes semblent avoir développé de nouvelles toxines pour devancer leurs consommateurs.

Pour les larves de monarque, l'asclépiade commune est à la fois une armoire de cuisine et une armoire à pharmacie. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Les herbivores peuvent éprouver des avantages, des coûts ou une combinaison des deux quand ils consomment des métabolites secondaires de plante. Par exemple, les larves de papillons monarques sont des herbivores spécialisés des asclépiades, qui contiennent des stéroïdes toxiques appelés cardénolides. Alors que les monarques se concentrer sélectivement les cardénolides dans leur propre corps comme défense contre les prédateurs tels que les oiseaux, ils peuvent aussi souffrir d'un ralentissement du taux de croissance et d'un risque accru de mortalité en conséquence de l'exposition à ces composés toxiques.

Fait intéressant, les métabolites secondaires ne se trouvent pas seulement dans les feuilles. Ils sont également présents dans les tissus dont la fonction apparente est d'attirer plutôt que de repousser - y compris les fruits et les fleurs. Par exemple, on sait depuis longtemps que le nectar floral contient généralement des métabolites secondaires, y compris des acides aminés non protéiques, des alcaloïdes, des composés phénoliques, des glycosides et des terpénoïdes. Pourtant, on sait très peu de comment ou si ces produits chimiques affectent les pollinisateurs tels que les abeilles.

Les métabolites secondaires pourraient-ils influencer les interactions des plantes avec les pollinisateurs, tout comme ils affectent les interactions avec les consommateurs herbivores de tissus foliaires? Comme les autres herbivores, les abeilles pourraient-elles également bénéficier de la consommation de ces composés végétaux? La consommation de métabolites secondaires pourrait-elle aider les abeilles à faire face aux parasites et aux agents pathogènes impliqués dans le déclin des abeilles sauvages et gérées?

Les composés végétaux réduisent les parasites chez les abeilles

Avec des collègues dans les laboratoires de Rebecca Irwin à Dartmouth College et Lynn Adler à l'Université du Massachusetts, Amherst, j'ai étudié ces questions dans un nouvelle étude. Nous avons découvert qu'une gamme structurellement diversifiée de composés de métabolites secondaires présents dans le nectar floral peut réduire la charge parasitaire chez les bourdons.

Dans un laboratoire, nous avons infecté le Bourdon fébrile (Bombus impatiens) avec un parasite protozoaire de l'intestin, Crithidia bombi, qui est connu pour réduire la longévité de bumble bee et le succès reproducteur. Ensuite, nous avons nourri quotidiennement les abeilles d'un régime de nectar témoin contenant uniquement du saccharose ou contenant l'un des huit composés de métabolites secondaires présents naturellement dans le nectar des plantes visitées par les bourdons à l'état sauvage.

Après une semaine, nous avons compté des cellules de parasites dans les tripes d'abeilles. Dans l'ensemble, un régime alimentaire contenant des métabolites secondaires a fortement réduit la charge de maladie d'une abeille. La moitié des composés ont eu un effet statistiquement significatif par eux-mêmes. Le composé ayant le plus fort effet était l'anabasine alcaloïde du tabac, qui réduisait la charge parasitaire de plus de 80%; les autres composés qui protégeaient les abeilles contre les parasites comprenaient un autre alcaloïde de tabac, la nicotine, le thymol terpénoïde, trouvé dans le nectar des tilleuls, et le catalpol, un glycoside iridoïde trouvé dans le nectar de tortue, plante marécageuse de l'est de l'Amérique du Nord.

Nous nous attendions à ce que les abeilles encourent des coûts lorsqu'elles consommaient ces composés. Mais nous avons constaté qu'aucun de ces produits chimiques n'avait d'effet sur la longévité des abeilles. L'anabasine, le composé ayant le plus fort effet antiparasitaire, a imposé un coût de reproduction, augmentant le nombre de jours nécessaires à la maturation et à la ponte des abeilles. Malgré ce retard, cependant, il n'y avait aucune différence dans la production reproductrice finale dans notre expérience.

Cette recherche démontre clairement que les abeilles sauvages peuvent bénéficier quand elles consomment les métabolites secondaires naturellement présents dans le nectar floral. Et l'exposition à vie des abeilles à ces composés est probablement encore plus grande, puisqu'ils les consomment aussi dans le pollen et comme larve.

Dans d'autres recherches, nous avons découvert des preuves que certains des composés ayant une fonction antiparasitaire sont recherchés par les abeilles lorsqu'elles ont des parasites, mais pas lorsqu'elles sont en bonne santé. Au moins dans certains contextes - y compris une expérience sur le terrain avec des abeilles sauvages naturellement infectées Crithidia bombi - les bourdons font des choix d'alimentation en réponse au statut parasitaire, semblables aux autres animaux qui s'automédicamentent.

Une prescription pour les populations d'abeilles qui luttent?

Alors qu'en est-il des applications pratiques: cette recherche pourrait-elle être utilisée pour aider les populations d'abeilles en déclin? Nous ne le savons pas encore. Cependant, nos résultats suggèrent des questions intéressantes sur la gestion du paysage, le jardinage des habitats des pollinisateurs et les pratiques agricoles.

Dans les travaux futurs, nous prévoyons d'examiner si la plantation de plantes particulières autour des ruchers et des fermes permettrait d'améliorer la santé des populations d'abeilles. Les plantes indigènes sont-elles des sources importantes de composés médicinaux pour les abeilles avec lesquelles elles partagent de longues histoires évolutives? Les exploitations qui dépendent des pollinisateurs d'abeilles sauvages pour la fourniture du «service écosystémique» de la pollinisation peuvent-elles être mieux gérées pour soutenir la santé des abeilles?

La livraison de métabolites secondaires de nectar et de pollen à des abeilles malades n'est probablement pas le seul outil nécessaire pour promouvoir la durabilité à long terme de ces animaux importants sur le plan écologique et économique. Mais il semble que cela pourrait être au moins une partie de la solution. L'agriculture peut être bouclée, reconnaissant que pour bénéficier d'un service écosystémique fourni par des animaux sauvages, nous devons tenir compte de leurs besoins en matière d'habitat.

Cet article a été publié initialement le The Conversation.
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À propos de l’auteur

Leif Richardson est chercheur postdoctoral de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture de l'USDA à Université du Vermont. Il travaille sur des interactions multispécifiques centrées sur les plantes et leurs pollinisateurs, en particulier les abeilles. Il étudie comment les pollinisateurs d'abeilles sauvages de la myrtille commerciale sont affectés par la chimie des plantes et comment les interactions des plantes avec les champignons mycorhiziens affectent la santé des abeilles. Un autre intérêt de recherche consiste à utiliser des données de spécimens de musée pour étudier les tendances de déclin des espèces de bourdons d'Amérique du Nord et d'Europe. Visitez son site web: www.leifrichardson.org/

Livre co-écrit par Leif Richardson:

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