Abeilles mellifères : au cœur de la ruche, l'une des meilleures équipes
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Ce qui rend l'abeille mellifère si particulière
On connaît plus de 20 000 espèces d'abeilles, mais seul un petit groupe correspond aux véritables abeilles mellifères. Elles appartiennent au genre Apis, au sein des Apidae, la plus grande famille d'abeilles. Les scientifiques ne reconnaissent qu'une dizaine d'espèces actuelles d'Apis, et le genre est très probablement apparu en Asie du Sud et du Sud-Est, où vivent encore aujourd'hui la plupart de ses espèces.
Trois caractéristiques distinguent les abeilles mellifères de presque toutes les autres abeilles. D'abord, elles sont eusociales : elles vivent en grandes colonies permanentes, avec une division du travail si stricte qu'une abeille seule ne peut pas survivre longtemps. Ensuite, elles construisent des nids durables, faits de rayons de cellules de cire à six côtés. Enfin, elles stockent leurs surplus de nourriture sous forme de miel, ce qui permet à la colonie de traverser des hivers froids ou des saisons sèches sans fleurs. C'est précisément cette réserve de nourriture sucrée et riche en énergie qui fait des nids d'abeilles la cible de tant d'animaux, des ours et des ratels jusqu'aux chasseurs de miel humains.
L'espèce la plus connue est l'abeille mellifère occidentale (Apis mellifera), originaire d'Europe, d'Afrique et d'Asie occidentale, aujourd'hui élevée par des apiculteurs sur tous les continents sauf l'Antarctique. Parmi ses proches parentes figurent l'abeille asiatique (Apis cerana), l'abeille géante (Apis dorsata), qui suspend d'immenses rayons uniques à des falaises et à de grands arbres, et la minuscule abeille naine (Apis florea), dont le rayon, grand comme la paume d'une main, est souvent construit autour d'une fine branche.
La vie dans la colonie
En été, une colonie d'abeilles mellifères occidentales en bonne santé peut compter des dizaines de milliers d'individus. Pourtant, toutes appartiennent à trois types seulement, appelés castes, chacun avec son propre corps et sa propre fonction.
La reine
Chaque colonie possède normalement une seule reine, mère de presque toutes les abeilles de la ruche. Elle est plus longue que les ouvrières, avec un abdomen allongé conçu pour la ponte. Au plus fort de la saison, elle peut pondre plus de mille œufs par jour. Malgré son titre, la reine ne donne pas d'ordres. Son influence est surtout chimique : elle libère un mélange d'odeurs appelé phéromone royale, qui se répand dans la colonie au fil des contacts et des échanges de nourriture entre abeilles. Ce signal indique aux ouvrières qu'une reine en bonne santé est présente et les empêche d'élever de nouvelles reines. Une reine peut vivre plusieurs années, bien plus longtemps que n'importe quelle ouvrière.
Les ouvrières
Les ouvrières sont des femelles, mais elles ne pondent normalement pas. Elles font tout le reste : nettoyer, nourrir le couvain, bâtir les rayons, garder l'entrée, refroidir et chauffer le nid, récolter nourriture et eau. Fait remarquable, une ouvrière change de métier en vieillissant. Les jeunes ouvrières restent à l'intérieur pour nettoyer les cellules et nourrir les larves. Celles d'âge moyen produisent la cire, construisent les rayons et transforment la nourriture. Ce n'est qu'à la dernière étape de sa vie qu'une ouvrière devient butineuse et s'envole visiter les fleurs. En été, cette vie bien remplie ne dure qu'environ cinq à six semaines, alors que les ouvrières nées en automne peuvent survivre plusieurs mois pour faire passer l'hiver à la colonie.
Les faux bourdons
Les faux bourdons sont les mâles. Plus grands et plus trapus que les ouvrières, ils possèdent d'énormes yeux qui se rejoignent au sommet de la tête et les aident à repérer une reine en vol. Les faux bourdons n'ont pas de dard, ne récoltent pas de nourriture et ne savent même pas bien se nourrir seuls. Leur unique rôle est de s'accoupler avec de jeunes reines d'autres colonies. Quand vient l'automne et que la nourriture se raréfie, les ouvrières chassent de la ruche les faux bourdons restants.
De l'œuf à l'adulte
Les abeilles mellifères se développent par métamorphose complète : œuf, larve, nymphe et adulte. Chaque abeille commence sa vie sous la forme d'un minuscule œuf dressé au fond d'une cellule de cire. Au bout d'environ trois jours en sort une larve blanche et sans pattes, que les ouvrières nourrissent de très nombreuses fois par jour.
Ce que mange une larve femelle décide de son avenir. Toutes les jeunes larves reçoivent d'abord de la gelée royale, une sécrétion riche en protéines produite par des glandes situées dans la tête des nourrices. Les larves destinées à devenir ouvrières passent bientôt à une alimentation qui comprend du miel et du pollen. Une larve choisie pour devenir reine est élevée dans une cellule spéciale, plus grande, et nourrie de gelée royale pendant tout son développement. Un même œuf peut donc donner une ouvrière ou une reine, selon la seule nourriture et les seuls soins reçus.
Le sexe d'une abeille est déterminé autrement. Les œufs fécondés donnent des femelles (ouvrières ou reines), tandis que les œufs non fécondés donnent des mâles. Ce système s'appelle l'haplodiploïdie : les faux bourdons ont une mère, mais pas de père.
La durée du développement varie selon la caste. Une reine a besoin d'environ 16 jours de l'œuf à l'adulte, une ouvrière d'environ 21 jours et un faux bourdon d'environ 24 jours. Lorsqu'une larve a fini sa croissance, les ouvrières ferment sa cellule par un opercule de cire ; à l'intérieur, l'abeille se transforme en nymphe, puis en adulte, qui découpe l'opercule pour sortir.
Quelques jours après sa naissance, une jeune reine quitte la ruche pour ses vols nuptiaux. Haut dans le ciel, dans des lieux où se rassemblent les mâles de nombreuses colonies, elle s'accouple avec plusieurs faux bourdons, qui meurent peu après l'accouplement. Elle conserve leur sperme dans un organe spécial et l'utilise pour le reste de sa vie, sans jamais avoir besoin de s'accoupler à nouveau.
La cire et l'hexagone parfait
Les abeilles mellifères fabriquent elles-mêmes leur matériau de construction. Les ouvrières d'un certain âge possèdent quatre paires de glandes cirières sous l'abdomen, qui libèrent de petites écailles de cire très fines. Les abeilles mâchent et façonnent ces écailles avec leurs mandibules, puis les mettent en place. Produire de la cire coûte beaucoup d'énergie, et les abeilles doivent pour cela consommer une grande quantité de miel.
Le rayon se compose de deux couches de cellules hexagonales, adossées l'une à l'autre et suspendues verticalement. Les mêmes cellules servent de berceaux aux abeilles en croissance et de pots pour stocker le miel et le pollen. L'hexagone n'a rien d'un hasard. Parmi les formes capables de couvrir une surface plane sans laisser de vide, l'hexagone délimite une surface donnée avec la plus faible longueur totale de parois : il économise donc la cire. Les mathématiciens s'en doutaient depuis longtemps, et en 1999 le mathématicien américain Thomas Hales a publié une démonstration de ce que l'on appelle la conjecture du nid d'abeilles.
Comment le nectar devient du miel
Le miel commence sous forme de nectar, un liquide aqueux et sucré que les fleurs produisent pour attirer les pollinisateurs. La butineuse aspire le nectar avec sa longue langue en forme de tube et le rapporte dans un estomac spécial, le jabot, distinct de l'estomac qui lui sert à digérer sa propre nourriture.
De retour à la ruche, elle transmet le nectar de bouche à bouche à de plus jeunes abeilles d'intérieur. Au cours de ce processus, des enzymes produites par les abeilles, en particulier l'invertase, décomposent le saccharose en deux sucres plus simples, le glucose et le fructose. Les abeilles d'intérieur étalent ensuite le liquide en fines couches dans les cellules, et la colonie le ventile avec ses ailes, créant des courants d'air qui font évaporer une grande partie de l'eau. Lorsque le miel est assez épais, en général avec moins d'un cinquième de son poids en eau, les abeilles ferment la cellule avec un opercule de cire.
Le résultat est un aliment que les microbes ont beaucoup de mal à altérer : il contient tant de sucre et si peu d'eau que les bactéries et les moisissures ne peuvent pas s'y développer, et il est en outre légèrement acide. Des archéologues ont trouvé dans des tombes de l'Égypte ancienne du miel qui avait traversé des milliers d'années.
Produire du miel demande un effort énorme. Une seule ouvrière ne produit au cours de toute sa vie qu'environ un douzième de cuillère à café de miel : chaque pot représente donc le travail d'un très grand nombre d'abeilles et d'innombrables visites de fleurs. Les abeilles récoltent aussi du pollen, qui leur apporte des protéines et qu'elles rapportent tassé dans de petites corbeilles sur leurs pattes arrière, ainsi que de la propolis, un mélange collant de résines végétales qui sert à boucher les fentes du nid et à tenir les germes à distance.
La danse frétillante : un langage en mouvement
L'une des découvertes les plus célèbres sur le comportement animal est que les abeilles mellifères peuvent s'indiquer mutuellement où trouver de la nourriture. Le scientifique autrichien Karl von Frisch a passé des décennies à décoder cette communication, et en 1973 il a partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine pour ses travaux sur le comportement animal.
Lorsqu'une butineuse trouve un riche massif de fleurs loin de la ruche, elle revient et exécute la danse frétillante sur la surface verticale du rayon, dans l'obscurité du nid. Elle avance en ligne droite en agitant l'abdomen de gauche à droite, puis fait une boucle pour revenir au point de départ et recommence, souvent de nombreuses fois.
- Direction : l'angle de la course frétillante par rapport à la verticale du rayon indique l'angle entre la nourriture et la direction du soleil. Une course vers le haut signifie « vole vers le soleil » ; une course orientée droit vers le bas signifie « vole dos au soleil ».
- Distance : plus la partie frétillante dure longtemps, plus la nourriture est éloignée.
- Qualité : une butineuse qui a trouvé une source particulièrement bonne danse avec plus d'énergie et répète sa danse plus souvent, recrutant ainsi davantage de compagnes.
Pour une nourriture proche de la ruche, les abeilles utilisent une danse en rond plus simple, qui invite les autres à chercher aux alentours. Les suiveuses apprennent aussi le parfum des fleurs sur le corps de la danseuse. Les abeilles tiennent même compte du déplacement du soleil dans le ciel au cours de la journée, un exploit impressionnant pour un insecte dont le cerveau est plus petit qu'un grain de riz.
Sens, vol et défense
Voir le monde autrement
Les abeilles mellifères ont cinq yeux : deux grands yeux composés formés de milliers de minuscules unités, et trois petits yeux simples, les ocelles, au sommet de la tête. Les abeilles distinguent mal le rouge, mais elles voient la lumière ultraviolette, invisible pour nous. Beaucoup de fleurs portent des motifs ultraviolets, parfois appelés guides à nectar, qui orientent les abeilles vers le nectar. Les abeilles perçoivent aussi la répartition de la lumière polarisée dans le ciel, ce qui les aide à trouver la direction du soleil même lorsqu'il est caché derrière les nuages.
La fameuse piqûre
Seules les femelles peuvent piquer, car le dard est un organe de ponte transformé. Le dard d'une ouvrière porte des barbes orientées vers l'arrière. Lorsqu'elle pique un mammifère, les barbes s'accrochent dans la peau élastique et, quand l'abeille s'éloigne, le dard s'arrache de son corps avec la poche à venin : elle en meurt. En revanche, lorsqu'elle pique d'autres insectes, elle peut généralement retirer son dard. La reine possède un dard plus lisse et s'en sert surtout contre des reines rivales. Une abeille qui pique libère en outre une phéromone d'alarme à l'odeur légèrement bananée, qui pousse d'autres gardiennes à se joindre à la défense.
Chauffer et rafraîchir le nid
Les abeilles mellifères contrôlent la température de leur logis avec une précision étonnante. La zone où se développent les jeunes abeilles est maintenue à environ 34 à 35 °C. Par temps chaud, les ouvrières ventilent avec leurs ailes et répandent des gouttelettes d'eau pour rafraîchir la ruche par évaporation. En hiver, elles forment une grappe serrée et font frissonner leurs muscles de vol pour produire de la chaleur, en consommant peu à peu le miel stocké comme carburant. Contrairement à beaucoup d'insectes, une colonie d'abeilles mellifères n'hiberne pas : elle reste active tout l'hiver.
Les abeilles japonaises, une forme de l'abeille asiatique, utilisent cette chaleur comme une arme. Lorsqu'un frelon géant pénètre dans leur nid, des centaines d'abeilles l'enveloppent en une boule serrée et font vibrer leurs muscles, portant la température à l'intérieur de la boule à environ 46 °C. Le frelon ne survit pas à cette chaleur, alors que les abeilles la supportent.
L'essaimage : comment les colonies se reproduisent
Une abeille naît dans une ruche, mais une colonie entière « naît » par l'essaimage. Au printemps, lorsqu'une colonie devient trop nombreuse, les ouvrières élèvent de nouvelles reines. Avant que la première d'entre elles n'émerge, la vieille reine s'en va avec une grande partie des ouvrières, souvent environ la moitié des abeilles, voire davantage. L'essaim se pose provisoirement sur une branche ou une autre surface et forme une grappe suspendue, tandis que les abeilles restées dans l'ancien nid poursuivent leur vie avec une nouvelle reine.
Depuis la grappe, quelques centaines d'éclaireuses expérimentées partent inspecter de nouveaux logis possibles, comme des arbres creux. Chaque éclaireuse annonce sa trouvaille par des danses, et les meilleurs emplacements attirent de plus en plus de partisanes. Le biologiste américain Thomas Seeley, qui a étudié ce processus pendant de nombreuses années, a montré que l'essaim prend sa décision dès qu'un nombre suffisant d'éclaireuses se rassemble sur un même site, une sorte de vote collectif qu'il a décrit dans son livre Honeybee Democracy. L'essaim tout entier s'envole alors vers le logis choisi.
Les abeilles mellifères et les humains
De la chasse au miel à l'apiculture
Les humains recherchent le miel depuis la préhistoire. Une peinture rupestre des Cuevas de la Araña, près de Valence en Espagne, dont l'âge est estimé à environ 8 000 ans, montre une personne qui grimpe pour récolter le miel d'un nid sauvage tandis que des abeilles volent autour d'elle. Certains des plus anciens miels jamais découverts proviennent de Géorgie : des archéologues ont trouvé des résidus de miel dans des récipients en terre cuite d'une sépulture vieille d'environ 5 000 ans, près de Borjomi.
Les anciens Égyptiens élevaient des abeilles dans des tubes d'argile ou de limon et ont représenté l'apiculture sur des reliefs de temples il y a plus de 4 000 ans. Le miel était leur principal édulcorant, et la cire d'abeille servait en médecine, dans l'art et pour la momification. À Tel Rehov, en Israël, des archéologues ont découvert les vestiges d'un rucher vieux d'environ 3 000 ans, avec des rangées de ruches en argile.
La ruche moderne
Pendant la plus grande partie de l'histoire, on récoltait le miel en cassant ou en détruisant les rayons. Tout a changé en 1851, lorsque le pasteur américain Lorenzo Langstroth a conçu une ruche à cadres de bois mobiles. Son idée décisive était l'espace abeille : un intervalle d'un peu moins d'un centimètre que les abeilles laissent libre comme passage au lieu de le combler avec des rayons ou de la propolis. En ménageant exactement cet espace autour de chaque cadre, les apiculteurs pouvaient sortir les rayons, inspecter la colonie et récolter le miel sans nuire aux abeilles. La plupart des ruches modernes reposent encore sur sa conception.
L'abeille mellifère occidentale a été répandue dans le monde entier par l'être humain. Elle n'est pas originaire des Amériques, de l'Australie ni de la Nouvelle-Zélande, et ce sont des colons européens qui l'ont introduite en Amérique du Nord au XVIIe siècle. En 1956, des abeilles d'Afrique ont été amenées au Brésil pour des expériences de sélection, et certaines se sont échappées. Leurs descendantes, appelées abeilles africanisées, se sont répandues dans une grande partie de l'Amérique du Sud et de l'Amérique centrale, jusqu'au sud des États-Unis. Elles sont connues pour défendre leur nid avec bien plus de vigueur que les abeilles européennes.
La pollinisation et les menaces qui pèsent sur les abeilles
Le miel est peut-être le produit le plus célèbre des abeilles, mais leur plus grand cadeau est la pollinisation. Lorsqu'une butineuse passe de fleur en fleur, des grains de pollen se collent aux poils ramifiés de son corps et sont transportés jusqu'à la fleur suivante, ce qui permet aux plantes de produire graines et fruits. Les abeilles mellifères sont particulièrement utiles aux agriculteurs, car on peut déplacer les colonies là où l'on en a besoin. Pommes, cerises, myrtilles, melons, tournesols et bien d'autres cultures profitent de leurs visites. Les vergers d'amandiers de Californie dépendent tant des abeilles mellifères que, chaque printemps, des apiculteurs y transportent par camion des ruches venues de tous les États-Unis.
Les abeilles mellifères ne sont toutefois pas les seules pollinisatrices. Les bourdons, les abeilles solitaires, les mouches, les papillons et d'autres animaux pollinisent aussi les cultures et les plantes sauvages, et certaines plantes sont mieux pollinisées par eux que par les abeilles mellifères.
Ces dernières décennies, des apiculteurs de nombreux pays ont signalé de fortes pertes de colonies. Plusieurs problèmes agissent souvent ensemble :
- Le varroa (Varroa destructor), un acarien parasite qui vivait à l'origine sur l'abeille asiatique, est passé à l'abeille mellifère occidentale et s'est répandu dans la plus grande partie du monde. Il se nourrit des abeilles, transmet des virus et est considéré comme l'une des plus grandes menaces pour l'apiculture.
- Les pesticides, notamment un groupe d'insecticides appelés néonicotinoïdes, peuvent nuire à la capacité des abeilles à s'orienter et à butiner. L'Union européenne a restreint l'utilisation en plein air de plusieurs d'entre eux.
- La disparition des fleurs, due aux grandes monocultures, à l'urbanisation et à des paysages trop entretenus et pauvres en fleurs, laisse aux abeilles une nourriture moins variée.
- Des maladies comme la loque, causée par des bactéries, et les infections par des champignons microscopiques du genre Nosema affaiblissent les colonies.
En 2006, des apiculteurs américains ont commencé à signaler un problème déroutant, baptisé plus tard syndrome d'effondrement des colonies : la plupart des ouvrières disparaissaient de ruches apparemment saines, laissant derrière elles la reine et les réserves. Les scientifiques n'ont pas pu le rattacher à une cause unique, et l'on pense aujourd'hui en général qu'il résulte d'une combinaison de facteurs de stress comme ceux énumérés ci-dessus.
Faits surprenants sur les abeilles mellifères
- Une abeille mellifère bat des ailes environ 200 fois par seconde, ce qui produit son bourdonnement familier.
- Le ratel, que l'on appelle aussi blaireau à miel, doit ce nom à son goût pour les nids d'abeilles. Dans certaines régions d'Afrique, un oiseau appelé grand indicateur guide les humains jusqu'aux nids d'abeilles sauvages, puis se nourrit de la cire et des larves laissées sur place.
- Les abeilles utilisent une odeur particulière émise par une glande proche de l'extrémité de l'abdomen, la phéromone de Nasonov, pour guider leurs compagnes vers l'entrée de la ruche ou vers un nouveau logis. On peut parfois voir des ouvrières postées à l'entrée, l'abdomen relevé, ventiler cette odeur dans l'air.
- Il ne faut jamais donner de miel aux bébés de moins d'un an, car il peut contenir des spores de bactéries que leur système digestif, encore immature, ne peut pas gérer.
- La cire d'abeille sert depuis des milliers d'années à fabriquer des bougies, des sceaux, des encaustiques et des moules pour la fonte de sculptures en bronze, et elle est encore utilisée aujourd'hui dans les cosmétiques et l'alimentation.
- Les ouvrières tiennent la ruche remarquablement propre : elles évacuent les abeilles mortes, et les abeilles en bonne santé évitent de faire leurs besoins dans le nid, attendant pour cela un vol à l'extérieur.
De son langage dansé à son architecture de cire, en passant par son rôle dans l'alimentation du monde, l'abeille mellifère montre jusqu'où la coopération peut mener un minuscule animal. Chaque ouvrière ne vit que quelques semaines, mais ensemble, la colonie se comporte presque comme un organisme unique, capable de vivre des années, de se préparer à l'hiver et de choisir son propre logis.
