Janice Murray au laboratoire.Crédit : Morgan Morris
Une nouvelle méthode de mesure de la vitesse de déplacement des spermatozoïdes des abeilles mellifères aidera les chercheurs à suivre leur santé reproductive.
La nouvelle technique, mise au point par le Groupe de Spermatologie Comparée de l'Université du Cap occidental (UWC) en Afrique du Sud, combine l'analyse des spermatozoïdes assistée par ordinateur (CASA) et la microscopie à fluorescence. Si les systèmes CASA automatisés ont permis de mesurer la mobilité des spermatozoïdes chez l'homme et d'autres espèces, ils n'ont jamais fonctionné avec les spermatozoïdes d'abeilles, explique Janice Murray, l'étudiante en doctorat qui a mis au point cette nouvelle approche au cours de ses recherches de maîtrise à l'UWC.
La mobilité des spermatozoïdes détermine leur capacité à se déplacer dans l'appareil reproducteur femelle pour atteindre et féconder un ovule. La faible mobilité des spermatozoïdes est de plus en plus souvent liée à l'échec des colonies, ou au syndrome d'effondrement des colonies (CCD), parmi les populations d'abeilles du monde entier. CASA utilise la tête des spermatozoïdes comme point de référence pour mesurer leur vitesse de nage et leur comportement cinématique (mouvement des spermatozoïdes). Janice Murray a décrit ces travaux sur l'abeille domestique du Cap (Apis mellifera capensis) dans un article récent cosigné avec ses encadrants, Gerhard van der Horst et Retha Kotzé du Département de Biosciences Médicales de l'UWC, et Mike Allsopp du Conseil Sud-Africain de la Recherche Agricole (ARC).
M. Murray souligne que la structure du spermatozoïde d'abeille est différente de celle du spermatozoïde humain, par exemple, avec sa tête proéminente et sa queue courte. "Dans le cas du spermatozoïde d'abeille, on peut à peine distinguer la tête de la queue, tant le spermatozoïde est étroit et petit. L'équipe a combiné un système CASA avec la microscopie à fluorescence, où des colorants chimiques sont utilisés pour mettre en évidence les structures d'intérêt et sont observés sous des microscopes spécialisés.
Murray a coloré spécifiquement la tête du spermatozoïde qui, sous un puissant microscope à fluorescence, peut être facilement distinguée de sa queue. Grâce à cette approche, l'équipe a pu examiner les indicateurs de la fonctionnalité des spermatozoïdes.
"Ces données peuvent être utiles pour déterminer l'effet des facteurs de stress, y compris les facteurs environnementaux tels que les ravageurs ou les pesticides, sur la capacité de fécondation des spermatozoïdes de l'abeille mellifère", explique M. Kotzé.
"En analysant ces paramètres, le sperme de l'abeille mellifère peut servir de bioindicateur potentiel qui fournit des informations sur les effets létaux et sublétaux des facteurs de stress sur la performance et la santé d'une colonie. La technique présente également des avantages prometteurs pour la recherche sur d'autres insectes afin de mieux comprendre la fonction de leurs spermatozoïdes, ajoute-t-elle.
Pour la deuxième partie de son travail de maîtrise, qui n'a pas encore été publiée, , Mme Murray a utilisé la technique pour étudier la manière dont la qualité du sperme est affectée par les acaricides, les substances chimiques utilisées pour lutter contre l'infection par l'acarien parasite vorace connu sous le nom de Varroa destructor, qui a été détecté pour la première fois en Afrique du Sud en 1997.
L'abeille du Cap. Crédit : Julie Anne Workman - CC BY-SA 3.0
Les abeilles sud-africaines se sont révélées plus résistantes au Varroa, explique Murray. Bien que les bourdons fournisseurs de sperme subissent des dommages évidents, tels que des déformations des ailes, les abeilles mellifères du Cap ne meurent pas en grand nombre.
"Nous supposons pour l'instant que nos abeilles sont plus fortes parce qu'elles semblent avoir acquis une immunité naturelle contre l'acarien en l'absence de traitement acaricide", explique-t-elle.
