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Bach Kim Nguyen et Eric Haubruge Unité d’Entomologie fonctionnelle et évolutive Gembloux Agro-Bio Tech Université de Liège 5030 Gembloux @mail: [email protected] Les pesticides sont-ils responsables de la disparition des abeilles? L’abeille domestique , un maillon important de l’agriculture L’abeille domestique , un maillon important de l’agriculture L’incidence de la pollinisation par les insectes est difficile à évaluer. Toutefois, dans nos régions, un tiers de notre alimentation est directement ou indirectement tributaire de l’activité des insectes pollinisateurs. Dans des pays comme la Belgique et la France, on a calculé que 20 % de la valeur de la production des cultures entomophiles (tournesol, arbres fruitiers, légumineuses, …) revient aux Apoidea. L’abeille domestique , un maillon important de l’agriculture Outre l’amélioration de la pollinisation de cultures, l’abeille domestique revêt de multiples intérêts dont le maintien de la diversité génétique, la production de miel, le rôle de bioindicateur et, en tant qu’être vivant, social de surcroît, elle constitue également un modèle biologique d’intérêt majeur. Quel est le taux de mortalité des colonies d’abeilles? Mean winter loss (%) 2009-2010 35 30 30 28 Mean winter loss (%) 26 26 24 25 21 20 20 15 10 5 0 19 18 17 15 15 15 9 7 4 20 9 7 7 Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques Tout semble avoir commencé en 1997 En France La mort des abeilles Le Gaucho – Le Régent Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques Le retour du « Printemps silencieux » Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques Les insecticides, le suspect numéro 1 !!!! L’imidaclopride, insecticide systémique, est produit et commercialisé par la société BAYER ® dans 140 pays et pour les protections de 70 cultures différentes Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques Insecticide Les insecticides ont pour cible principalement le système nerveux Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques « Appliquer le principe de précaution » Le gouvernement français a interdit sur tout le territoire français l’utilisation de deux insecticides (le GAUCHO et le REGENT) en culture de maïs et de tournesol; ces pesticides étant considérés comme responsable de la destruction des abeilles et de l’entomofaune (4 arrêtés législatifs successifs en 1999, 2002, 2004 et 2006 sur le Gaucho) Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques Et en Wallonie Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: état des lieux – Plusieurs types de symptômes sont observés ou décrits: • Mortalité • Troubles du développement • Troubles de la reproduction • Troubles de la reine • Perte de production de miel • Troubles du comportement Les causes dudépérissement des colonies d’abeilles domestiques: état des lieux Au niveau de la ruche Localisation des abeilles mortes variables L’étude multifactorielle des causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: état des lieux Au niveau de la ruche Ruches vides d’abeille ou amoncellement important d’abeilles sur le plancher Les causes dudépérissement des colonies d’abeilles domestiques: état des lieux 48 symptômes recensés au niveau de la colonie ou de l’individu • contradictoires ex: ruche vide d’abeille ou importante quantité d’abeilles mortes au fond de la ruche • abstraits ex: Comportement anormal Acariose Nosémose ABPV • conspécifiques ex: abeilles tremblantes abeilles rampantes CBPV SPV Intoxication Amibiase Dysentrie Les causes dudépérissement des colonies d’abeilles domestiques: état des lieux Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Evaluation de la situation Etude Etude monofactorielle multifactorielle Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Quantification de la mortalité 17 % On constate un taux de mortalité de 17% en 2004-2005 Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Identification de la période de mortalité J F M A M J J A S O N D J 2004 F M A 2005 7,14% 14,29% 78,57% 93 % de la mortalité est durant la période hivernale. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Etude monofactorielle Environment Pesticides Maladies • 16 sites • 16 sites • 84 sites • Observations de terrain • Collectes d’échantillons • Observations de terrain • Relevé de données cartogrphiques • Analyses de laboratoire • Analyses de laboratoire (HPLC-MS/MS, GC-MS/MS) (analyses microscopiques, microbiologiques et moléculaires) Les données sur l’environnement, les pesticides et les maladies sont traitées séparément Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Environnement Data of crop occupation (DGA) Km 33km Nous avons collecté toutes les données cartographique agricole (Rayon de 3 Km) entre 1999 et 2007 Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Environnement Mortality rates = 49,0470 - 0,0417871 Number of plots S = 26,8638 R-carré = 8,9 % R-carré(ajust) = 2,4 % Mortality rates (%) 90 3 km 80 Fobs=1,37 70 60 P=0,261 50 40 30 20 10 0 Mortality rates - winter 2004-2005 Number of plot 1 0 1112 2327,31 2 52 536 1463,19 3 4 760 1977,19 4 0 613 1553,68 5 0 796 1879,65 6 50 839 2418,59 90 7 55 664 1822,66 80 8 0 595 1785,6 9 25 513 1578,9 Agricultural area (ha) 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Number of plots 10 30 603 2495,53 11 17 439 1130,92 12 0 818 2227,31 13 0 429 1276,4 14 0 469 1351,61 15 84 458 991,87 16 48 401 836,49 Mortality rates = 47,2238 - 0,0144036 Agricultural area S = 27,0978 Mortality rates (%) Apiary R-carré = 7,3 % R-carré(ajust) = 0,7 % Fobs=1,106 70 P=0,311 60 50 40 30 20 10 0 1000 1500 2000 Agricultural area (ha) 2500 Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Environnement Existe-t-il une relation entre les hauts taux de mortalité et l’environnement agricole? Aucune corrélation n’a été identifiée entre le nombre de parcelles agricoles autour des ruchers et les taux de mortalités de colonies. (Fobs = 1,37; p = 0,261) Aucune corrélation n’a été identifiée entre la surface agricole totale autour des ruchers et les taux de mortalités de colonies. (Fobs = 1,106; p = 0,31) Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique 40 20 0 M o rta lity ra te 60 80 Environnement 0 10 20 Maximun of hives 30 40 Test of Ho: var1 and var2 are independent Prob > |t| = 0.0035 Il y a une corrélation entre les taux de mortalité et le nombre de colonies par rucher Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Pesticides Technique miel abeilles cire TOTAL Nombre total d’analyses LC-MS/MS 109 99 98 306 d’échantillons réels GC-MS/MS 89 105 95 289 198 204 193 595 Une méthode d’analyse a été développée. Elle est basée sur la séparation par chromatographie en phases gazeuse et liquide couplé à une détection avec un spectromètre de masse en tandem. 56 molécules peuvent être détectées dans trois matrices: le miel, la cire et les abeilles. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Pesticides Pesticide Technique de détection Miel Nombre total d’analyses Nombre d'échantillons de MIEL positifs % Concentration min max A - Rotenone LC-MSMS 109 22 20,2% 0,05ppb< x < 0,5ppb > 2ppb A - Coumaphos GC-MSMS 89 11 12,4% 124ppb > 400ppb F - Flusilazole LC-MSMS 109 8 7,3% 0,005ppb< x < 0,05ppb 0,005ppb< x < 0,05ppb I - Methiocarb sulfoxide LC-MSMS 109 8 7,3% 0,5< x < 5ppb 0,5< x < 5ppb F - Trifloxystrobin LC-MSMS 109 6 5,5% 0,05ppb< x < 0,5ppb 0,05ppb< x < 0,5ppb I - Imidacloprid LC-MSMS 109 5 4,6% 0,05ppb< x < 0,5ppb 0,05ppb< x < 0,5ppb A - Bromopropylate GC-MSMS 89 2 2,2% 5ppb< x < 50ppb 5ppb< x < 50ppb F - Bitertanol LC-MSMS 109 1 0,9% 0,12 ppb 0,12ppb I - Carbofuran LC-MSMS 109 1 0,9% > 0,6ppb > 0,6ppb I - Pirimicarb LC-MSMS 109 1 0,9% 0,04ppb< x < 0,1ppb 0,04ppb< x < 0,1ppb F - Vinclozolin GC-MSMS 89 1 1,1% > 40ppb > 40ppb 11 pesticides détectés Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Pesticides Abeilles Pesticides Technique de détection Cire Nombre total d'analyses Nombre d'échantillons positifs % Nombre total d'analyses Nombre d'achantillons positifs % A77 Bromopropylate GC-MSMS 105 0 0,0% 95 28 29,5% A52 Coumaphos GC-MSMS 105 1 1,0% 95 27 28,4% A24 Flusilazole LC-MSMS 99 0 0,0% 98 26 26,5% A70 Rotenone LC-MSMS 17 17,3% A37 Pirimicarb LC-MSMS 10 10,2% A73 Trifloxystrobin LC-MSMS 10 10,2% A25 Tau-Fluvalinate GC-MSMS 105 0 0,0% 95 9 9,5% A08 Bitertanol LC-MSMS 99 0 0,0% 98 4 4,1% A18 Difenoconazole LC-MSMS 99 0 0,0% 98 4 4,1% A04 Atrazine LC-MSMS 99 0 0,0% 98 3 3,1% A86 Lindane GC-MSMS 105 1 1,0% 95 2 2,1% A46 Vinclozolin GC-MSMS 105 0 0,0% 95 2 2,1% A43 Terbuthylazine LC-MSMS 99 0 0,0% 98 1 1,0% A72 Terbuthylazine-2hydroxy LC-MSMS 99 0 0,0% 98 1 1,0% A81 Chlorpyrifos GC-MSMS 105 0 0,0% 95 1 1,1% 99 0 0,0% 98 2 pesticides détectés dans les abeilles et 15 99 0 0,0% 98 dans la cire 99 0 0,0% 98 Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Lors des analyses réalisées sur les échantillons collectés lors de la saison 2004 – 2005, 79,17% des colonies contenaient au moins un pesticide. Au total, 18 pesticides différents ont été détectés dans les 16 ruchers. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de pesticides dans les ruches? Régression analyses Fobs P-value R² Pesticides 0,252 0,623 0,018 Insecticides 0,000 0,996 0,00 Acaricides 5,94 0,029 0,298 Fongicides 0,274 0,609 0,019 Herbicides 0,737 0,405 0,05 Molluscicides 1,778 0,204 0,113 Le nombre d’acaricides par rucher est un des facteurs à prendre en considération. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique De l’imidaclopride a été détectés dans deux ruchers mais aucune mortalité n’a été observé dans ces ruchers durant la saison 20042005 sur ces sites. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l’imidaclopride? Km 33km Data of crop occupation (DGA) Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l’imidaclopride? Rucher 1 Surface agricole totale Surface de maïs totale Surface totale de maïs traité à l’imidaclopride Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Rucher 1 Total agricultural area : 2327,31 ha (1112 plots) Total corn area : 426,81ha (219 plots) Total treated corn area : 4,54ha (4 plots) Rucher 2 Total agricultural area : 2421,3 ha (818 plots) Total corn area : 108,92 ha (54 plots) Total treated corn area : 23,25 ha (13 plots) 0% de mortalité Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l’imidaclopride? Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Rucher 3 Total agricultural area : 2418,59 ha (839 plots) Total corn area : 112,78 ha (47 plots) Total corn treated area: 0 ha (0 plots) Rucher 4 Total agricultural area : 1463,42 ha (536 plots) Total corn area : 151,52 ha (87 plots) Total corn treated area : 0 ha (0 parcelles) >49% de mortalité Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l’imidaclopride? Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l’imidaclopride? Max 1000 m Max 1500 m Max 1750 m Nous avons considérés 6 scénarios Max 2000 m Max 2500 m Max 3000 m Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Existe-t-il une relation entre les taux de mortalité élevés et la présence de culture de maïs traitée par enrobage de semence avec de l’imidaclopride? Table 2. Scenario Distance of pollen-collecting (expressed in meter) 1 < 1,000 Number of plots (ha) Treated 40 (58) Total 188 (412) Option Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha) 2 < 1,500 61 (98) 344 (732) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha) 3 < 1,750 70 (122) 441 (936) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha) 4 < 2,000 82 (129) 555 (1134) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha) 5 < 2,500 109 (193) 791 (1699) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha) 6 < 3,000 122 (226) 1027 (2235) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha) Legend: # for the Spearman's rank correlation (95% confidence interval) ; * statistically significant at P = 0.05 Test # Spearman's rank correlation = 0.76 (-0.92 to -0.41) Spearman's rank correlation = 0.47 (-0.79 to 0.05) Spearman's rank correlation = 0.73 (-0.93 to -0.47) Spearman's rank correlation = 0.50 (-0.81 to 0.01) Spearman's rank correlation = 0.75 (-0.91 to -0.38) Spearman's rank correlation = 0.49 (-0.80 to 0.02) Spearman's rank correlation = 0.75 (-0.91 to -0.38) Spearman's rank correlation = 0.55 (-0.83 to -0.06) Spearman's rank correlation = 0.61 (-0.86 to -0.14) Spearman's rank correlation = 0.53 (-0.82 to -0.02) Spearman's rank correlation = 0.57 (-0.84 to -0.08) Spearman's rank correlation = 0.50 (-0.81 to -0.01) P 0.0009 * 0.08 0.0013 * 0.0466 * 0.0009 * 0.05 * 0.0009 * 0.03 * 0.0121 * 0.036 * 0.02 * 0.046 * Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Nous avons trouvé dans les ruches: Varroa destructor Paenibacillus larvae Nosema apis Virus (SBV, DWV) Melissoccocus pluton Ascosphera apis Aspergillus flavus Galleria mellonela Achroia grisella Braula coeca Tyrophagus putrescentae, Trombidium sp. Fungi Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Varroa destructor Omniprésent Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique • 31 sites • Observations sur le terrain • Données cartographiques • Echantillonnage • Analyses chimiques (HPLC-MS/MS, GC-MS/MS), biomoléculaires, microscopiques et microbiologiques Environment Etude multifactoriel Pesticides Maladies Multifactorial analysis – multiple regression (Stepwise) Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Tous les facteurs étudiés par la voie monofactoriel sont inclus dans une analyse multifactorielle en régression (Stepwise Minitab 13.20). Cette analyse exploratoire permet d’étudier et de modéliser la relation entre une variable et plusieurs prédicteurs. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Step Constant Varroa – Deformed 39 Honeybees Valeur de T P Food quantity Valeur de T P American foulbrood Valeur de T P 1 25,17 2 20,55 43 3,38 0,002 3 16,50 47 3,94 0,000 4,53 0,000 35 2,19 0,037 39 2,58 0,016 40 2,22 0,035 L’analyse multifactorielle appliquée aux résultats obtenus en 2004 – 2005 a permis de mettre en évidence d’autres facteurs de risques: le manque de nourriture durant l’hivernage et la loque américaine au stade clinique. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Lors de l’analyse monofactorielle, plusieurs facteurs de risques ont été mis en évidence: • Le nombre de ruches par rucher • Le traitement contre Varroa destructor Et dans l’analyse multifactorielle nous avons identifié: •Varroa destructor • La quantité de nourriture durant l’hivernage • La loque américaine au stade clinique Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Poursuite de l’étude 2007 – 2008 -2009 Etude virale Etude du pollen Analyse chimique Qualité nutritive Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique • Over 97% of all apiaries tested had at least one virus • Only infection with ABPV had a significant effect - infected colonies were 14 times more likely to die than uninfected colonies. • We found clear evidence that co-infection with two or more viruses had a pronounced effect on colony survival. Les causes du dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: évaluation de la problématique Pesticides dans le pollen (2007 et 2008) Pesticide Nombre total d’analyses Nombre d’échantillons positifs % Coumaphos* A 81 3 3,7 Diflufenican* H 81 2 2,5 Difenoconazole F 81 2 2,5 Methiocarb sulfoxide* I 81 1 1,2 Roténone* A 81 1 1,2 Simazine* H 81 1 1,2 Diethofencarb F 81 1 1,2 Imidacloprid I 81 1 1,2 Vinclozolin F 81 1 1,2 Fluazifop-p-butyl H 81 1 1,2 Chlorpyriphos I 81 1 1,2 Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: les conclusions • L’imidacloprid (Gaucho ®) n’est pas responsable des mortalités observées en Belgique. • 79% des colonies suivies contenaient au moins un pesticide. Au total, 18 pesticides différents ont été détectés. • Le nombre d’acaricides détectés dans les ruchers présente un lien avec la surmortalité des colonies d’abeilles domestiques en Wallonie. Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: les conclusions • La varroa est le premier agent responsable de la mortalité. • Manque crucial de méthode de lutte contre la varroa • Proposition d’une stratégie de lutte – Un traitement longue durée – Un traitement ponctuel (hors couvain) fin de l’automne Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: les conclusions • Six virus, particulièrement dommageables à l’abeille, ont été détectés massivement dans les ruchers. • Leur abondance est corrélée à la mortalité des abeilles et à la charge en varroa. • L’impact de ces virus sur des abeilles affaiblies par la présence de varroas constitue une cause probable de mortalité massive d’abeilles. Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: les perspectives et les priorités • Mettre au point des méthodes de lutte intégrée contre les parasites • Mettre en place une stratégie de sélection des races d’abeilles • Mieux étudier les synergies entre les facteurs de risques • Mettre au point des tests toxicologiques au niveau de la colonie/société d’abeilles et non pas au niveau de l’individu • Limiter les interactions entre les pollinisateurs avec les pesticides Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: un grand nombre de pesticides dans les ruches… Pologne USA Espagne Belgique 15 pesticides I 11 pesticides H, F, I 8 pesticides F, I 121 pesticides H, F, I Turquie 10 pesticides I Portugal 8 pesticides I Jordanie 12 pesticides H, I Inde 10 pesticides I Brésil 14 pesticides H, F, I France Grèce 12 pesticides H, F, I 10 pesticides I Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: les causes mulitfactorielles se confirment… Pourcentage de mortalité des abeilles domestiques Insecticide - Fongicide Effets de synergie d'une association insecticide-fongicide : cas de la deltaméthrine (D.) et du prochloraze (P.1) pulvérisés soit séparément (I et II), soit l'un après l'autre (III et IV), soit en mélange (V). Doses utilisées : deltaméthrine : 0,125 g/ha, prochloraze : 25 g/ha. Belzunces L., Colin M., 1993. Abeilles et pesticides. Effets synergiques des traitements phytosanitaires chez l'abeille à des doses sublétales. L'Abeille et le Miel, n° spécial, avril 1993. Le dépérissement des colonies d’abeilles domestiques: les causes mulitfactorielles se confirment… Insecticide - Parasite Spores de Nosema. @INRA Alaux C., Brunet J.-L., Dussaubat C., Mondet F., Tchamitchan S., Cousin M., Brillard J., Baldy A., Belzunces L.P., Le Conte Y. Interactions betweenNosema microspores and a neonicotinoidweakenhoneybees (Apis mellifera). EnvironmentalMicrobiology, (2009) doi:10.1111/j.1462-2920.2009.02123.x Merci de votre attention Unité d’Entomologie fonctionnelle et évolutive • Eric Haubruge (Prof.) • Bach Kim Nguyen Laboratoire d’ Epidémiologie et analyse des risques • Claude Saegerman (Prof.) Centre d’Analyse des Résidus en Traces • Edwin De Pauw (Prof.) • Joëlle Widart • Catherine Pirard