Instinct intestinal: comment les actions des abeilles sont influencées par des créatures encore plus petites
L’influence des microbes vivant dans l’intestin sur la neurophysiologie et le comportement de leurs hôtes est connue. Alors que les microbiomes des mammifères et leurs effets ont été étudiés de près ces dernières années, on en sait beaucoup moins sur l’axe microbiote intestinal-cerveau chez les insectes, même ceux jugés économiquement importants. Pour combler cette lacune, le projet BRAIN a étudié les interactions entre les microbes vivant dans l’intestin des abeilles et les effets de ces interactions. «Les microbes intestinaux peuvent avoir un effet direct sur le cerveau et peuvent également moduler le comportement des hôtes», explique Joanito Liberti, coordinateur du projet, «mais peu d’études ont été réalisées sur leurs effets sur le comportement social.»
Élevées à la main
Ce n’est pas la première fois que Joanito Liberti étudie les insectes: il a précédemment utilisé des données d’expression génétique pour prédire comment l’insémination a changé la neurophysiologie des abeilles, et a publié une analyse comparative des symbiotes bactériens chez les fourmis. Joanito Liberti a choisi les abeilles, car ces insectes hautement sociaux peuvent servir de modèle aux sociétés humaines. En outre, les abeilles se prêtent facilement à l’étude des bactéries intestinales. «Nous pouvons facilement produire des abeilles sans microbiome intestinal», explique Joanito Liberti, «en prenant les pupes et en les incubant loin de la ruche. Habituellement, les adultes nouvellement émergés l’acquièrent en interagissant avec d’autres ouvrières.» Parce que les microbiomes des abeilles sont bien documentés, tous les symbiotes peuvent être cultivés in vitro, et les adultes nouvellement émergés inoculés avec un mélange de ces microbes dans leur nourriture. Par ailleurs, en suivant cette approche, les différences dues à la génétique et à l’âge peuvent être éludées, car les abeilles sont toutes du même âge et proviennent des mêmes ruches.
Des tableaux d’abeilles
Pour étudier les effets de ces microbes, Joanito Liberti a analysé l’expression des gènes dans le cerveau des abeilles avec et sans microbiome. «Il existe de légères différences qui semblent avoir un sens en ce qui concerne les gènes impliqués et l’endroit du cerveau où ces effets se produisent», ajoute-t-il. Les travaux ont été réalisés à l’Université de Lausanne en Suisse. Pour mieux comprendre comment ces changements dans l’expression des gènes ont modifié le comportement des abeilles, les individus ont été marqués avec de minuscules étiquettes carrées, semblables à des codes QR de 1,6 mm de diamètre, collées sur le thorax. Une caméra infrarouge a ensuite été utilisée pour suivre les abeilles pendant leurs déplacements dans les nichoirs tests. Cette caméra a enregistré la fréquence à laquelle elles interagissaient avec d’autres abeilles, pendant combien de temps et avec quels individus, et la manière dont elles se déplaçaient dans les nichoirs. «Cela a produit une énorme quantité de données, plusieurs téraoctets en réalité», explique Joanito Liberti. Ces données sont toujours en cours d’analyse. «C’était un environnement vraiment génial, mon poste me permettait de travailler avec deux départements employant de nombreux collègues, deux excellents conseillers et beaucoup de nouveaux collaborateurs.» Joanito Liberti explique que son objectif est maintenant de publier les résultats du travail expérimental, avant de rechercher de nouveaux financements pour poursuivre les prochaines étapes de sa carrière.
Une collaboration étroite
La recherche a été réalisée avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie. «Sans cela, je ne serais pas là, cela m’a donné l’opportunité de passer de Copenhague à la Suisse en participant à des groupes de recherche à la pointe absolue de leur domaine, ce qui a été une bonne étape pour ma carrière», remarque Joanito Liberti.
Mots‑clés
BRAIN, abeille, intestin, neurophysiologie, QR, comportement, social, insectes, microbiome, téraoctet
