Thèse l'Axe Microbiote-Cuticule chez Apis Mellifera Plasticité Reconnaissance Sociale et la Résistance à la Dessiccation H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : CRCA - Centre de Recherches sur la Cognition Animale Direction de la thèse : Jean-marc DEVAUD ORCID 0000000298732204 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 Chez l'abeille domestique (Apis mellifera), la cohésion sociale repose sur un système de reconnaissance rigoureux, indispensable à la colonie. À l'entrée du nid, les ouvrières gardiennes inspectent chaque individu pour évaluer sa signature chimique. Si la littérature considère classiquement que cette discrimination s'opère principalement par l'évaluation tactile des hydrocarbures cuticulaires (CHC), plusieurs contradictions viennent nuancer ce postulat. Il est par exemple établi que les jeunes abeilles bénéficient d'une meilleure acceptation que les butineuses, alors même que leurs profils de CHC s'avèrent paradoxalement beaucoup plus variables. Ces incohérences suggèrent que la fraction cuticulaire seule ne suffit pas à expliquer l'intégralité du processus de reconnaissance, et soulèvent l'hypothèse d'une synergie incontournable avec la perception olfactive à courte distance des composés organiques volatils (COV). Isoler les médiateurs exacts de cette discrimination en clarifiant le rôle et l'interdépendance de chaque fraction constitue l'un des enjeux prioritaires de ce projet.
Pour décrypter l'origine de cette signature chimique complexe, le projet s'appuie sur le concept d'holobionte, postulant que le microbiote intestinal régule l'expression phénotypique de son hôte. Si l'implication des symbiotes dans la santé de l'abeille est aujourd'hui avérée, leur rôle dans la synthèse de l'empreinte chimique reste largement controversé. Certaines études récentes présentent en effet des résultats contradictoires quant à l'influence réelle du microbiote sur l'établissement des profils de CHC. Notre hypothèse centrale est que ces discordances découlent en grande partie des différences inhérentes aux méthodologies d'analyse chimique employées d'une étude à l'autre. En uniformisant et en affinant ces approches analytiques, l'objectif est de définir avec précision si, et dans quelle mesure, le microbiote intestinal orchestre spécifiquement la régulation des CHC et/ou l'émission des COV.
Pour éprouver la robustesse de cet axe microbiote-cuticule, le stress thermique sera mobilisé non pas comme une contrainte absolue, mais comme un levier expérimental destiné à étudier la plasticité de l'holobionte. L'élévation des températures permettra d'évaluer si la perturbation induit une véritable dysbiose microbienne, ou si elle déclenche au contraire une adaptation physiologique et protectrice des profils de CHC, dont la fonction primaire est d'assurer une barrière contre la dessiccation. Cette dynamique sera explorée en intégrant l'hétérogénéité comportementale de la colonie. L'approche ciblera à la fois les butineuses, directement exposées aux chaleurs extrêmes lors du vol, et les ouvrières dévolues aux tâches internes, soumises au stress par l'adaptation de leur comportement pour refroidir la ruche. Afin d'ancrer ces résultats moléculaires dans la réalité biologique de la colonie, le projet intégrera une dimension éthologique. En évaluant de manière rigoureuse et disjointe la modulation des différentes fractions chimiques (CHC et COV) en lien avec la dynamique du microbiote, les variations observées seront directement éprouvées via des tests comportementaux. Il s'agira de quantifier concrètement les réactions d'acceptation, de rejet ou d'agression entre congénères pour mesurer l'impact de ces perturbations phénotypiques sur les interactions sociales. Par cette approche intégrative, ce projet ambitionne de lever les verrous actuels sur l'olfaction et la reconnaissance, éclairant le fonctionnement intime de l'holobionte et révélant son impact simultané sur la résistance individuelle à la dessiccation et sur le maintien de la cohésion sociale.
Ce projet part du constat que le paradigme de la reconnaissance sociale basé exclusivement sur les hydrocarbures cuticulaires mérite d'être élargi. En cherchant à préciser le rôle encore discuté du microbiote dans l'émission de l'empreinte chimique, particulièrement lors d'une exposition à un stress thermique, ce travail ambitionne d'apporter un nouvel éclairage sur la manière dont l'abeille préserve simultanément sa survie individuelle et la structure de la colonie. L'objectif principal de ce projet est d'étudier le rôle du microbiote intestinal dans l'établissement de la signature chimique de l'abeille (Apis mellifera), et d'évaluer si le stress thermique module cet axe microbiote-cuticule. Cette démarche permettra de déterminer les répercussions d'une telle variation sur la résistance individuelle à la dessiccation, tout en décryptant l'implication spécifique des indices olfactifs à courte portée (CHC) et à longue portée (COV) dans les mécanismes de reconnaissance garantissant la cohésion sociale.
Objectif 1 : Établissement du lien basal entre microbiote et signature chimique
Il s'agira de caractériser finement l'influence du microbiote intestinal sur l'empreinte chimique de l'abeille dans des conditions physiologiques normales. Cet axe visera à corréler la composition du microbiote avec les profils d'hydrocarbures cuticulaires (CHC) et l'émission de composés organiques volatils (COV), en s'appuyant sur la comparaison entre des abeilles au microbiote naturel et des modèles d'abeilles axéniques ou gnotobiotiques.
Objectif 2 : Impact du stress thermique sur la dynamique de l'holobionte et son chimiotype
L'objectif sera d'évaluer les conséquences de différents scénarios d'augmentation des températures sur l'holobionte apicole. Cet axe mesurera simultanément la dysbiose induite (altération de la diversité et de l'abondance du microbiote intestinal) et les variations de la signature chimique (modifications quantitatives et qualitatives des CHC et COV). L'impact direct de l'altération du chimiotype sur la capacité de survie individuelle, notamment la tolérance à la dessiccation, sera également évalué.
Objectif 3 : Conséquences sur la cohésion sociale et mécanismes de reconnaissance
Ce dernier axe vise d'abord à caractériser finement les mécanismes de reconnaissance intraspécifique, en discriminant expérimentalement l'implication des indices olfactifs volatils (COV) de celle des indices tactiles cuticulaires (CHC). À l'aide de tests comportementaux ciblés d'acceptation et/ou d'agressivité, le projet évaluera ensuite si les modulations de cette signature chimique (potentiellement induites par le stress thermique et les variations du microbiote) affectent l'évaluation des ouvrières gardiennes. L'enjeu sera de déterminer dans quelle mesure une dérégulation de l'axe microbiote-cuticule est susceptible d'altérer la perception sensorielle et, à terme, de compromettre la cohésion de la colonie.