Immergez une reine bourdon en hibernation dans de l'eau froide pendant huit jours consécutifs, et elle ne meurt pas. Au lieu de cela, elle entre dans un étrange purgatoire physiologique, émettant de faibles niveaux de dioxyde de carbone tandis que ses tissus se gorgent tranquillement de lactate.
Pour une espèce dont la reine constitue l'unique pont biologique entre deux étés, cette endurance aquatique cachée est une bouée de sauvetage essentielle. La plupart des colonies de bourdons disparaissent en automne, ne laissant que les reines fécondées s'enfouir dans un sol peu profond pour attendre la fin de l'hiver. Avec des événements hivernaux erratiques de pluie sur neige et des inondations printanières soudaines de plus en plus fréquents, la capacité d'une reine à survivre dans un terrier inondé détermine si une population locale sera présente pour polliniser le paysage au printemps.
Le coût physiologique d'un terrier inondé
La découverte, publiée dans Proceedings of the Royal Society B, a commencé par un accident de laboratoire. La chercheuse Sabrina Rondeau menait une expérience sur les pesticides lorsque de la condensation a inondé de manière inattendue plusieurs tubes remplis de terre, submergeant totalement les reines en diapause à l'intérieur. Lorsqu'elles ont survécu, la recherche s'est orientée vers des inondations intentionnelles et contrôlées dans des chambres froides et sombres conçues pour imiter les terriers d'hiver.
Les données physiologiques montrent que ces insectes ne se contentent pas de s'éteindre lorsqu'ils sont immergés. Au contraire, ils maintiennent un taux minimal de respiration aérobie tout en s'appuyant fortement sur des voies anaérobies pour survivre au déficit en oxygène. L'accumulation de lactate qui en résulte n'est pas sans conséquence. Une fois retirées de l'eau, les reines ont montré une forte augmentation de leur taux métabolique pendant une durée allant jusqu'à trois jours, une facture énergétique qu'elles doivent payer pour avoir survécu à l'inondation.
Mécanismes manquants et limites du laboratoire
La manière exacte dont un insecte submergé parvient à effectuer des échanges gazeux sous l'eau reste irrésolue. Les chercheurs se sont concentrés sur les marqueurs chimiques métaboliques plutôt que sur le mécanisme physique, laissant ainsi planer le doute sur le fait que les reines comptent sur des films d'air microscopiques piégés, sur une modification du contrôle des spiracles ou sur une diffusion gazeuse cutanée.
Il existe également un écart important entre une inondation en laboratoire et une inondation naturelle. Le sol hivernal réel est une matrice complexe de températures fluctuantes, de chimie changeante et de communautés microbiennes affamées qui se disputent le moindre reste d'oxygène. L'étude a testé des taxons de bourdons spécifiques, ce qui rend le saut écologique massif si l'on suppose que ce trait est uniforme pour toutes les espèces de Bombus dans des climats variés.
L'utilisation des terres dépasse les marges biologiques
Une marge de sécurité physiologique n'est utile que si la reine possède un terrier au départ. Cette résilience en laboratoire recoupe directement les politiques agricoles et la gestion des terres, où les microhabitats d'hivernage traditionnels sont régulièrement pavés, labourés en profondeur ou compactés par des machines lourdes.
De plus, la capacité d'une reine à supporter des jours de stress anaérobie et à payer la facture métabolique qui s'ensuit dépend entièrement de ses réserves de graisse avant l'hiver. Si le butinage automnal est réduit par la perte d'habitat, ou si l'exposition aux pesticides perturbe son accumulation de lipides avant la diapause, cette endurance sous-marine peut rapidement s'effondrer.
L'évolution a doté la reine bourdon d'un tampon impressionnant contre un monde inondé. Mais un insecte capable de retenir son souffle pendant une semaine finit tout de même par avoir besoin d'un endroit sec où se poser.
Sources
- Proceedings of the Royal Society B
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