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Une abeille s’est clonée des millions de fois au cours des trois dernières décennies.
Lorsque les ruches de l’abeille des plaines africaines (Apis mellifera scutella) s’effondrent, c’est à cause d’une menace intérieure invisible : l’armée de clones immortels d’une sous-espèce d’abeille rivale, en pleine expansion.

Cette armée est possible parce que les ouvrières de la sous-espèce rivale – l’abeille du Cap (Apis mellifera capensis) d’Afrique du Sud – peuvent créer des copies parfaites d’elles-mêmes, un individu l’ayant fait des millions de fois au cours des trois dernières décennies. Grâce à cette capacité de clonage perpétuel, les abeilles du Cap se faufilent dans les ruches de leurs rivales des plaines et produisent copie après copie (sans avoir besoin d’une reine). Pire encore, ces clones sont des pique-assiettes, qui refusent de faire le moindre travail.

Une nouvelle étude a révélé les fondements génétiques de cette étrange et formidable adaptation. Contrairement à la plupart des animaux, et même à leur propre reine, les ouvrières ne remanient pas l’ADN des œufs qu’elles pondent. Cela permet aux ouvrières de recréer systématiquement une copie parfaite d’elles-mêmes – un clone – à chaque fois qu’elles se reproduisent. Selon les chercheurs, l’évitement de ce processus de remaniement de l’ADN ne ressemble à rien de ce qu’ils ont jamais vu.

« C’est incroyable. C’est aussi incroyablement dysfonctionnel », a déclaré à Live Science l’auteur principal Benjamin Oldroyd, professeur de génétique comportementale à l’université de Sydney, en faisant référence au fait qu’un remaniement est normalement nécessaire pour maintenir les chromosomes ensemble pendant le processus de fabrication des œufs. « Pourtant, d’une manière ou d’une autre, ils ont réussi à le faire [à pondre des œufs]. C’est insensé ; je n’ai jamais entendu parler d’une telle chose auparavant, nulle part ».

Les ouvrières d’abeilles et d’autres insectes sociaux ont la capacité de se reproduire via une forme de reproduction asexuée appelée parthénogenèse thélytoque, dans laquelle les femelles produisent une progéniture femelle à partir d’œufs non fécondés. Chaque fois qu’elle crée une progéniture, l’abeille ouvrière monoparentale réplique les chromosomes qu’elle a reçus de ses parents (une reine et un bourdon mâle) en quatre. Ensuite, elle prend le matériel génétique des quatre chromosomes, le remanie et crée quatre chromosomes avec cet ADN mélangé par un processus appelé recombinaison. Ce remaniement garantit que, même avec un seul parent, la future progéniture sera génétiquement distincte.

Cependant, comme seuls deux chromosomes sur les quatre sont choisis et qu’aucun nouveau matériel génétique n’est introduit par un partenaire sexuel, cela entraîne une perte moyenne d’un tiers de la diversité génétique à chaque fois que le remaniement est effectué, ou à chaque génération, a expliqué M. Oldroyd. Après seulement quelques générations de reproduction parthénogénétique, la perte accumulée de matériel génétique conduit à des niveaux de diversité génétique suffisamment faibles pour être létaux.

La plupart des insectes sociaux dépendent donc d’une reine qui se reproduit sexuellement en leur nom. En retour, les ouvriers génétiquement diversifiés maintiennent la santé de la colonie et protègent le nid de leurs frères et sœurs et cousins étroitement apparentés.

« C’est comme dans une société humaine, nous avons cette tension entre ce qui est bon pour l’individu et ce qui est bon pour la société, et nous arrivons à toutes ces normes sociales qui nous permettent de fonctionner », a déclaré Oldroyd. « Dans les sociétés d’abeilles domestiques, l’une des choses qui a évolué pour supprimer le comportement égoïste est que les ouvrières ne peuvent généralement pas pondre d’œufs. »

Cela est surtout vrai pour l’abeille du Cap, qui dans l’ensemble respecte les règles habituelles de la reproduction des insectes sociaux, selon Oldroyd. Mais les ouvrières de l’abeille du Cap ont une mutation génétique qui leur permet de pondre des œufs parthénogénétiques avec l’ensemble du matériel génétique des quatre chromosomes (elles ne rejettent donc aucun de ces chromosomes d’une manière ou d’une autre). Grâce à cette capacité, ils peuvent éviter la perte immédiate de diversité génétique causée par le processus de remaniement. Cela leur permet de se cloner quand ils le souhaitent pendant des décennies, même si le clonage à beaucoup plus long terme conduit à une population qui, dans l’ensemble, n’a pas de diversité génétique.

Cette superpuissance du clonage place les colonies sur un point d’équilibre beaucoup plus fin entre individualisme et socialité. Et si elles basculent, elles risquent de s’éteindre, selon les chercheurs.

Pour comprendre comment les clones peuvent créer des millions de copies d’eux-mêmes tout en restant fonctionnels, Oldroyd et son équipe ont comparé les génomes des ouvrières de l’abeille Cape à ceux de leur reine et de sa progéniture.

Après avoir forcé la reine du Cap à se reproduire de manière asexuée en l’équipant d’un ruban chirurgical qui l’empêchait de s’accoupler, l’équipe a examiné certaines séquences d’ADN de la reine du Cap et des 25 larves qu’elle a produites. Elle a ensuite fait de même pour quatre ouvrières d’abeilles du Cap et leurs 63 larves.

L’équipe a découvert que la progéniture de la reine, qui s’est reproduite de manière asexuée, présentait des niveaux de recombinaison (mélange d’ADN) 100 fois supérieurs à ceux de la progéniture clonée des ouvrières, génétiquement identique. Sans le risque d’une perte d’un tiers du matériel génétique causé par le processus de remaniement asexué, les ouvrières sont libres de créer continuellement des copies parfaites d’elles-mêmes.

La capacité des ouvrières à se cloner à volonté place leurs colonies dans une position beaucoup plus précaire, surtout lorsque la reine part ou meurt et que l’ancien ordre social s’effondre. Au lieu de dépenser de l’énergie pour remettre la colonie sur pied, les ouvrières se consacreront à des projets égoïstes – comme trouver des moyens de placer leurs clones à des postes de pouvoir.

« Si vous enlevez la reine, par exemple, au lieu d’élever une nouvelle reine comme le feraient d’autres espèces d’abeilles, ces abeilles vont commencer à pondre des œufs elles-mêmes », explique M. Oldroyd. « Il existe également des cellules, appelées cellules royales, où la reine pond les œufs contenant les futures reines. Il est parfaitement possible qu’une ouvrière vienne d’une autre colonie ou que l’une des ouvrières de cette colonie vienne remplacer l’œuf de la reine par un de ses clones. De cette façon, elles peuvent être génétiquement réincarnées en reine. »

Mais une lignée d’ouvrières du Cap a poussé ce comportement de parasitage social encore plus loin, au point de ne plus avoir besoin de reine, et de n’exister qu’en s’appropriant les ruches de l’abeille domestique des plaines africaines. Les membres d’une branche unique de clones d’abeilles du Cap se faufilent dans les ruches d’abeilles des plaines africaines, qui sont généralement utilisées à des fins agricoles, et pondent autant d’œufs qu’ils peuvent, que les abeilles des plaines africaines prennent pour les leurs et élèvent.

Les larves parasites du clone de l’abeille du Cap participent à cette ruse, envoyant même des signaux à leurs hôtes malheureux pour qu’ils les nourrissent autant que possible. Ce comportement de coucou leur permet de faire croître leur corps et leurs ovaires presque à la taille de ceux d’une reine.

« Les clones de l’abeille du Cap ne font aucun travail à l’intérieur de ces ruches parce qu’ils sont devenus reproducteurs », a déclaré Oldroyd. « Ils se pavanent avec une attitude du genre ‘Ouais, tu vas travailler pour moi’. Cela conduit très rapidement à l’effondrement de la ruche. En tant qu’individus, ces clones sont assez dysfonctionnels, donc on pourrait s’attendre à ce qu’ils s’épuisent. Mais à cet égard, ils ressemblent beaucoup aux cellules d’une tumeur : peu importe que chaque clone soit sain, tant qu’il y en a suffisamment pour exploiter l’hôte. »

Les ouvrières de l’abeille du Cap qui prennent part à ce comportement parasitaire sont les descendants génétiquement identiques d’une seule ouvrière qui vivait en 1990, selon Oldroyd. Cette seule lignée de clones est responsable de l’effondrement de 10 % des colonies d’abeilles des plaines africaines chaque année.

Maintenant que les chercheurs ont compris comment les ouvrières peuvent accomplir leur étrange tour de clonage, ils veulent comprendre comment les reines peuvent activer le gène qui permet la recombinaison et comment les ouvrières peuvent le désactiver. Ils veulent également étudier les ruches des plaines africaines parasitées par les ouvrières de l’abeille du Cap, afin de comprendre ce qui déclenche l’effondrement des ruches.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.livescience.com/

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