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Mutualisme abeilles-fleurs et applications agronomiques
Benoît Merlo
1
Apiculteur-éleveurEtudiant ingénieur 5ème année
ISARA-Lyon1
Plan
Benoît Merlo
1. Introduction
2. Un mutualisme sacré
a. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
b. Difficultés
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
a. Abeilles et cultures
b. Comment favoriser les auxiliaires pollinisateurs ?
4. Conclusion
22
1.Introduction
3Benoît Merlo
Un service éco-systémique
«Ô combien complexes et imprévisibles sont les mécanismes de contrôle exercés entre eux par les êtres organiques contraints de lutter les uns contre les autres »
Charles Darwin, L’Origine des espèces
Les services que procurent les écosystèmes sont les bénéfices que les humains tirent de
ceux-ci. (MEA, 2005)
3
1.Introduction
4Benoît Merlo4
!
1.Introduction
Benoît Merlo
! La!biodiversité!assure!:!!
Fertilité(• Stabilité,!structure!du!sol!
(minéralisation!• Disponibilité!en!eau!(meilleur!
stockage!de!l’eau)!• Biodisponiblité!des!éléments!
nutritifs!!Régulation(• Pollinisation!!• Microclimat!(plus!d’eau!et!moins!
de!déssèchement)!• Contrôle!des!ravageurs!• Contrôle!des!espèces!invasives!!Santé(des(animaux(domestiques(!!
!Agroécosystème!
! Avantages!pour!l’agriculteur!!
Production!primaire:!!6!Rendement!!6!Stabilité!:!contrôle!des!êtres!vivants!!!6!Stabilité!:!contrôle!du!climat!6!Stabilité!:!production!fourragère!!Production!animale:!!6!Rendement!!6!Qualité!fourrages!!6!Qualité!produits!animaux!!(Autres!produits!commerciaux)!!!
! Intérêts!pour!la!société!!
Eau!(énergie,!irrigation,!crues...)!Qualité!des!eaux!!Régulation!du!climat!!Régulation!des!incendies!Conservation!biodiversité!!Valeurs!culturelles!&!esthétiques!!
!
!
!
Modifié, d’après Zhang et al., 2007. IN : Le Roux et al., (éditeurs), 2008, Agriculture et biodiversité.
Valoriser les synergies. Expertise scientifique collective, rapport, INRA (France)
! Schéma conceptuel de l’organisation des services des agroécosystèmes!
55
6Benoît Merlo
(MEA, 2005)
Etat des services écosystémiques de régulation
1. Introduction
6
7Benoît Merlo
2.Un mutualisme sacré
«L’abeille et la fleur, c’est comme l’eau et le poisson : c’est indissociable». Jean Louveaux
7
8Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Végétaux spermatophytes = pinophytes et angiospermes.
Angiospermes Animaux
Graine entourée d’une «petite chemise».Plantes à fleurs
Apparition il y a -150 000 millions d’années.Radiation évolutive constante vers la diversité actuelle : 250 000 espèces à travers le monde.
Production de pollen et de nectar afin d’attirer les pollinisateurs.
8
9Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Source : www2.cnrs.fr/.../image/ pollen_de_tournesol.jpg
Le pollen
9
10Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Objectifs :1. Pour les végétaux, la pollinisation permet leur reproduction sexuée.2. Les insectes butineurs ont besoin des ressources qui leur sont offertes pour vivre : pollen et nectar.
Le mutualisme est une interaction entre deux ou plusieurs espèces, dans laquelle celles-ci tirent toutes profit de cette relation qui est obligatoire pour les deux espèces (bénéfice réciproques).
10
Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Graine
Fruit
1111
12Benoît Merlo
EntomogameAnémogame
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Les vecteurs de pollinisation
80 %
Dans des endroits lointains :
• La chiroptérogamie• L’ornithogamie...
Bombus terrestris
Osmia cornuta
Triticum aestivum
12
13Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
(Buchmann & Nabhan, 1996)
13
14Benoît Merlo
Type d’abeille : Apis melliferaHelianthus
annuus
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Monolectique : Colletes hederae
Oligolectique : Bombus sp.
Polylectique : Apis mellifera, Bombus sp.
14
15Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Systématique
L’abeille domestique (Apis mellifera) ne correspond qu’à 0,001% des abeilles en France !!!
15
16Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Abeilles à langues courtes et à langues longues.80% des abeilles nichent dans le sol.
Apidés + mégachilidés+ ...
Andrenidés + Halictidés+ ...
Fleurs à corolles courtes Fleurs à corolles longues
Solitaires Solitaires, eusociales
16
17Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
(Fluri, Pickhardt, Cottier & Charrière, 2001)
Les couleurs des fleurs (corolle et signaux optiques) sont couplées à l’émission d’odeurs attractives : les synomones !
Digitalis grandiflora
Lamium purpureum
17
2. Un Mutualisme sacréa. Généralités, quels végétaux, quelles abeilles ?
Benoît Merlo
Apis mellifera
(modifié d’après Pouvreau, 2004)18
18
19Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Difficultés ?
Espèces
Conditions climatiques
Activité variable Hygrométrie
Température
Concurrence...
16 à 26°C
Tout n’est pas tout rose !
(Pouvreau, 2004)
19
20Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Difficultés ?
Dioïque MonoïqueZea maïs
Actinidia deliciosa
+ +( ( ))
HermaphroditePrunus cerasus
20
21Benoît MerloBenoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Difficultés ?
Auto-incompatibilité
Protandrie, Protogynie, incompatibilité sporophytique et gamétophytique
Allogamie
Auto-fécondation
Plantes cléistogames (pois, magnolia, etc.)
Autogamie
21
22Benoît Merlo
2. Un Mutualisme sacréa. Difficultés ?
Le cas de la pollinisation vibratile !
(Fluri et al., 2001)
Famille des solanacées
Tomates, aubergines, poivrons, etc.
22
23Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
23
24Benoît Merlo
Level of dependance on animal-mediated pollination
FAO, 2004
(Klein, 2006)
(Aizen, 2009)
= 107 cultures
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
a. Abeilles et cultures
153 milliards d’euros(Gallai et al., 2008)
24
25Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
a. Abeilles et cultures
«La présence des pollinisateurs limite les variations des composantes du rendement et homogénéise la
production».
• Avantage qualitatif : meilleure qualité de l’huile• Maturation plus rapide des siliques et un nombre de graines supérieur
(Lerin, 1982)
Cas du colza
25
26Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
a. Abeilles et cultures
Pourquoi les abeilles ?
• Equipées de poils adéquats
• Fidélité à une espèce lors d’une sortie
• Transport d’un pollen viable
• Nourriture exclusive : pollen et nectar
26
27Benoît Merlo
Ovule = graine
Ovaire = fruit
RésultatsNombre de graine
Qualité germinative
ConservationCaractéristiques organoleptiques (Marceau, 1998)
(Vaissière, 2008)
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
a. Abeilles et cultures
27
40030020010000
10
20
30
Nombre d’akènes fécondés
Masse de la fraise (g)
37 akènes, 8 g déchet
445 akènes , 37 g Extra
Effet du niveau de pollinisation sur la taille d'une fraise «Gariguette»
Ensaché sous tulle Pollinisation
libre
(Vaissière, 2008)
Benoît Merlo 2828
1600120080040000
40
80
120
160
NOMBRE DE GRAINES D'UN FRUIT
MASSE D'UN FRUIT (g)
Y = 20.25 + 2.71 √X
r = 0.806*** ; n = 185
^
2
POLLINISATION Ú QUALITECHEZ LE KIWI
(Vaissière, 2008)
29Benoît Merlo29
30Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
b. Comment favoriser les insectes auxiliaires ?
900m
700m
600m
300m
0m
0 375 750 1125 1500Eloi
gnem
ent p
ar ra
ppor
t aux
col
onie
s d’
abei
lles
Rendement en kg/ha
(Mantiger, 1998)
Cas du pommier
30
31Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
a. Abeilles et cultures
(Fontaine, 2006)
Effets des différents traitements de pollinisation sur le recrutement des communautés végétales expérimentales
31
32Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
b. Comment favoriser les insectes auxiliaires ?
Culture Nombre de colonies d’abeilles domestiques par hectare
Pomme 2 ou plusPoire 1 à 5
Cerise 2 à 3Amande 5 à 8
Groseille noire 6Concombre jusqu’à 10
Courge 2 à 4Luzerne 4 à 8Colza 2 à 6
Tournesol à 4(Crane & Walker, 1984)
32
33Benoît Merlo
3. Importance de la pollinisation pour l’agriculture
b. Comment favoriser les insectes auxiliaires ?
Installation de nichoirs (abeilles sauvages) :
Raisonnement à l’échelle paysagère :Créer des corridors écologiques afin de permettre aux méta-populations d’échanger (Nicholls et al., 2003).Les abeilles permettent de relever la fragmentation des habitats (les mâles deviennent diploïdes).
Favorise la pollinisation dans les vergers (Albrecht, 2002) en favorisant la diversité des abeilles (succès reproducteur supérieur).
33
34Benoît Merlo
4. Conclusion
34
Benoît Merlo
4. Conclusion
Disparition massive de toute l’entomofaune pollinisatrice à hauteur de 40% (ALARM, 2004)
Les colonies d’abeilles domestiques régressent et la pose de ruches devient payante ! (50 à 200
euros par colonies dans le Rhône)
84% des espèces cultivées dépend de la pollinisation par les insectes.
34% en tonnage
3535
Benoît Merlo
4. Conclusion
36
Causes principales :
• Fragmentation des habitats
• Diminution des ressources liée à l’intensification de l’agriculture
• Problèmes de maladies
• L’usage de produits phytosanitaires...
36
37Benoît Merlo
...........................................................56.............................................................
Tableau 1. Statut et préférences des espèces de bourdons d'Europeen régression ou en expansion.
Espèces Habitat Origine fleurs favorites
En expansion
Bombus pascuorum Forêt Euro-sibérienne Toutes
Bombus bohemicus Forêt Euro-sibérienne Compositae EricaceaeRosaceae
Bombus sylvestris Forêt Euro-sibérienne Compositae EricaceaeRosaceae
Bombus hypnorum Forêt Euro-sibérienne Rosaceae EricaceaeCompositae
Bombus pratorum Forêt Euro-sibérienne Ericaceae LabiataeRosaceae
Bombus monticola Montagne Boreo-montagnarde Toutes
Bombus schrencki Taïga Euro-sibérienne Non connues
Bombus semenoviellus Taïga Euro-sibérienne Non connues
En régression
Bombus barbutellus Forêt Euro-sibérienne Rosaceae Compositae
Bombus humilis Lisière Euro-sibérienne LeguminosaeBoraginaceae
Bombus rupestris Lisière Euro-sibérienne CompositaeLeguminosae
Bombus sylvarum Lisière Euro-sibérienne LeguminosaeBoraginaceae Labiatae
Bombus vestalis Lisière Euro-méditerranéenne LeguminosaeCompositae
Bombus wurflenii Montagne Boreo-montagnarde Leguminosae EricaceaeScrophulariaceae
Bombus confusus Ouvert Medio-européenne LeguminosaeCompositae
Bombus cullumanus Ouvert Atlantique LeguminosaeCompositae
Bombus distinguendus Ouvert Euro-sibérienne LeguminosaeCompositae
Bombus jonellus Ouvert Euro-sibérienne Ericaceae CompositaeRosaceae
Bombus muscorum Ouvert Euro-méditerranéenne LeguminosaeCompositaeBoraginaceae
Bombus pomorum Ouvert Medio-européenne LeguminosaeScrophulariaceae
Bombus ruderatus Ouvert Atlantique LeguminosaeCompositae
Bombus subterraneus Ouvert Euro-sibérienne LeguminosaeScrophulariaceae
Bombus veteranus Ouvert Euro-sibérienne Compositae LabiataeLeguminosae
(Rasmont, 2005)
Gain de l’habitat forestier ? Espèces plus résistantes au déséquilibre de
l’anthropisation ? Recul ?
4. Conclusion
37
38Benoît Merlo...........................................................
56.............................................................
Tableau 1. Statut et préférences des espèces de bourdons d'Europeen régression ou en expansion.
Espèces Habitat Origine fleurs favorites
En expansion
Bombus pascuorum Forêt Euro-sibérienne Toutes
Bombus bohemicus Forêt Euro-sibérienne Compositae EricaceaeRosaceae
Bombus sylvestris Forêt Euro-sibérienne Compositae EricaceaeRosaceae
Bombus hypnorum Forêt Euro-sibérienne Rosaceae EricaceaeCompositae
Bombus pratorum Forêt Euro-sibérienne Ericaceae LabiataeRosaceae
Bombus monticola Montagne Boreo-montagnarde Toutes
Bombus schrencki Taïga Euro-sibérienne Non connues
Bombus semenoviellus Taïga Euro-sibérienne Non connues
En régression
Bombus barbutellus Forêt Euro-sibérienne Rosaceae Compositae
Bombus humilis Lisière Euro-sibérienne LeguminosaeBoraginaceae
Bombus rupestris Lisière Euro-sibérienne CompositaeLeguminosae
Bombus sylvarum Lisière Euro-sibérienne LeguminosaeBoraginaceae Labiatae
Bombus vestalis Lisière Euro-méditerranéenne LeguminosaeCompositae
Bombus wurflenii Montagne Boreo-montagnarde Leguminosae EricaceaeScrophulariaceae
Bombus confusus Ouvert Medio-européenne LeguminosaeCompositae
Bombus cullumanus Ouvert Atlantique LeguminosaeCompositae
Bombus distinguendus Ouvert Euro-sibérienne LeguminosaeCompositae
Bombus jonellus Ouvert Euro-sibérienne Ericaceae CompositaeRosaceae
Bombus muscorum Ouvert Euro-méditerranéenne LeguminosaeCompositaeBoraginaceae
Bombus pomorum Ouvert Medio-européenne LeguminosaeScrophulariaceae
Bombus ruderatus Ouvert Atlantique LeguminosaeCompositae
Bombus subterraneus Ouvert Euro-sibérienne LeguminosaeScrophulariaceae
Bombus veteranus Ouvert Euro-sibérienne Compositae LabiataeLeguminosae
4. Conclusion
(Rasmont, 2005)
38
39Benoît Merlo
«LES ABEILLES SONT DES CATALYSEURS DE BIODIVERSITÉ».
(LOUVEAUX, 1986)
4. Conclusion
En vous remerciant de votre attention
39