Etude de l'impact de produits phytopharmaceutiques sur la survie et l'apprentissage associatif chez l'abeille domestique (Apis mellifera L. )
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is a contribution to the evaluation of the lethal and sublethal toxicity of pesticides in the honeybee. In particular, we have studied the biological effects on associative learning, which is a critical phase of the foraging behaviour. Imidacloprid was the main neurotoxic insecticide tested. In a first part, acute toxicity tests showed that imidacloprid and its two main metabolites induced a high toxicity. Moreover, oral chronic toxicity of imidacloprid was demonstrated. We present a modelling approach of survival data in caged bees under chronic exposure to pesticides. It is based on a Cox model which takes into accountthe fact that bees are not dying independently one from the other. In a second part, bees surviving sub-chronic treatment with imidacloprid and 5-hydroxy-imidacloprid have reduced learning performances during the olfactory conditioning of the Proboscis Extension Response (PER). Our study revealed that bees have a higher sensitivity to imidacloprid during summer (Lowest Observed Effect Concentration = 12 ppb) than during winter (LOEC = 48 ppb). In order to identify the neurobiological action of imidacloprid, its impact was evaluated on the brain cytochrome oxidase activity, a marker of neuronal metabolism, and on the capacities of storage and retention of the information. In imidacloprid-treated honeybees, a modification of the oxidative metabolism in the mushroom bodies and an impairment of the mid-term memory were found. In a third part, we compared the effects of imidacloprid and deltamethrin on olfactory learning performances in both semi-field and laboratory conditions. Olfactory learnt discrimination task in free-flying foragers and olfactory conditioning of PER in restrained foragers revealed the impact of imidacloprid on learning performances, but not of deltamethrin.
Abstract FR:
Le travail présenté dans ce mémoire est une contribution à l'évaluation de la toxicité létale et sublétale des pesticides chez l'abeille domestique. Nous avons plus particulièrement étudié les effets sur les processus d'apprentissage associatif, qui représentent une phase critique du comportement de butinage. Un effort tout particulier a porté sur l'évaluation de l'impact de l'imidaclopride, un insecticide neurotoxique. Dans une première partie, nous montrons que l'imidaclopride et ses deux principaux métabolites sont hautement toxiques après une exposition aigue͏̈ en laboratoire. La toxicité chronique de l'imidaclopride a également été montrée. Par ailleurs, nous présentons une approche statistique originale pour analyser les données de survie, basée sur le modèle de Cox. Son principal avantage réside dans l'intégration d'un effet de la taille du groupe sur la probabilité de mourir d'un individu. Dans une deuxième partie, nous avons recherché des effets comportementaux en utilisant une procédure de conditionnement olfactif d'extension du proboscis. Pour l'imidaclopride, les performances d'apprentissage des abeilles traitées sont diminuées, et les abeilles prélevées en été (Lowest Observed Effect Concentration = 12 ppb) se sont révélées plus sensibles que celles prélevées en hiver (LOEC = 48 ppb). L'ingestion d'imidaclopride a induit une modification du métabolisme neuronal dans les corps pédonculés, ainsi qu'un effet délétère sur la mémoire à moyen terme. Dans une troisième partie, nous avons comparé les effets sublétaux de l'imidaclopride et de la deltaméthrine sur les performances d'apprentissage olfactif en laboratoire et en conditions semi-naturelles. Nous avons démontré que les performances d'apprentissage enregistrées d'une part chez les butineuses en vol libre (tâche de discrimination olfactive), et d'autre part chez les butineuses maintenues en contention (conditionnement de l'extension du proboscis), révèlent une toxicité sublétale pour l'imidaclopride, mais pas pour la deltaméthrine.