Génétique et sélection en apiculture

Salut les amateurs d'abeille!

Ce petit sujet pour éclaircir le point très particulier de la reproduction chez les abeilles, pour ceux qui voudraient faire de la sélection pour conserver des qualités (race locale adaptée par exemple), ou production/recherche sur des hybrides.
J'essaierai d'être clair, même pour ceux qui ont tout oublié des cours de Biologie/S.V.T. mais si je manque à mon but, râlez!

Source : L'abeille de France et l'apiculteur N° 896, 897, 898, 899 et 900. Numéros d'octobre 2003 à février 2004.

Je vais diviser le sujet en deux points :
-Un premier post sur la génétique, générale et propre aux abeilles.
-Puis un second sur les race d'abeilles hybridables que l'on est susceptible de trouver, et leur biométrie.

• Tout d'abord concernant le mâle chez l'abeille, ou "faux-bourdon", et la transmission des gènes.

Il faut savoir que celui-ci est haploïde : nous autres humains (mâles comme femelles), sommes diploïdes, à savoir que nos cellules contiennent nos chromosomes en deux exemplaires. Les abeilles femelles (reine et ouvrières) sont également diploïdes.
Est haploïde, l'individu dont les cellules ne comportent qu'une seule série de chromosomes...
Ce qui se passe est simple : le faux bourdon est issu d'un oeuf non fécondé, et hérite donc intégralement du génotype de sa mère!

Lors de la fécondation d'une jeune reine par un faux-bourdon, le spermatozoïde est stoqué dans une spermothèque, et la reine effectuera la fécondation elle-même tout au long de sa vie (et tant qu'il restera des spermatozoïdes) les spermatozoïdes constituant une des deux séries de chromosomes nécessaires pour les oeufs fécondés, qui donnent invariablement des femelles.

Vous comprenez donc que cela revient à dire que le faux-bourdon est une sorte de clone de sa mère, et qu'en quelque-sorte une abeille est la fille de sa mère (jusque-là ça va) et de sa grand-mère paternelle (sic)...
Pour l'élevage des faux bourdons, on peut donc utiliser des reines fécondées par des faux bourdons inconnus : ceux-ci n'ont aucune influence.

Au sein d'une ruche, qu'est ce que cela donne quant à l'ensemble d'une population.

Les individus sont tous issus de la même mère, mais le coefficient de "parentalité" entre "soeur et soeur" est en moyenne de 50%. Toutefois, dans le détail, il s'agit de 75% (50% p+ 25% m) chez les individus ayant le même père, et seulement 25% pour les autres (0% p et 25% m).
Et si la reine est fécondée par des faux bourdons issus de sa propre mère, on obtient alors un croisement mère-fille! Ce qui est certain, c'est que la reine est habituellement fécondée par un nombre important de mâles, et que dans le cas où elle aurait été fécondée par peu d'individus ou des mâles venant d'un petit nombre de ruches, il peut se former des "familles" au sein de la ruche, regroupant les "soeurs" ayant une plus grande affinité génétique, "familles" engendrant une certaine agressivité.

Toutefois, compte-tenu du fait que les mâles apportent "potentiellement" un seul tiers de l'information génétique, il est reconnu que l'importance de la lignée maternelle est prépondérante dans la transmission des gènes.

• Autre élément du problème apportant un peu de complexité mais à prendre en compte dans la selection : le phénotype.

Il s'agit tout simplement de caractères morphologiques ou comportementaux, expression des gènes (de l'information génétique).
L'ensemble des gènes ne s'exprime pas dans le phénotype : certains restent latents (ex : des parents bruns ayant un enfant roux : le gène était latent)

Tous les gènes occupent une place particulière dans le chromosome, place que l'on nomme "locus" (pour faire original), et plusieurs gènes sont susceptible d'occuper ce locus, on les baptise alors "allèles" : par exemple l'allèle cheveux roux, l'allèle cheveux blonds, l'allèle cheveux bruns etc.
On a vu plus haut que les individus femelles sont diploïdes : ils ont deux séries de chromosomes. Lorsque deux locus de ces deux séries sont occupés par des allèles identiques, on parle d'individus homozygotes. Dans le cas contraire ils sont hétérozygotes.
Une reine pure sera homozygote, tandis que des hybrides, seront hétérozygotes.
Dans le cas de chromozomes hétérozygotes, intervient le concept de "dominance" : certains allèles sont dominants (s'expriment plus facilement dans le phénotype), et d'autres sont récessifs (ne s'expriment pas dans le phénotype).
Dans le cas des abeilles "noires" et "italiennes", les anneaux jaunes de l'italienne sont dominants, et les hybrides des deux races arborent facilement ces derniers.

Beaucoup de critères entrent en compte, quant on sait que les chromosomes de l'abeille sont composés de 16 paires (pour comparaison, 23 pour l'Homme)

• Concernant la sélection proprement dite

Dans la nature, la "sélection" naturelle s'effectue par brassage des population et la supplantation des colonies ayant des tares, par celles, exemptes de tares, qui se multiplient plus vite. Il n'y a pas de "disparitions" des colonies porteuses de tares, elles sont seulement "noyées" dans la masse des autres, ce qui fait qu'il n'y a pas de perte génétique.
Dans la sélection que nous opérons, il y a retranchement des colonies ne convenant pas à nos besoins. Ce furent principalement la productivité et les ruches "essaimeuses" ces deux derniers siècles, et plus récemment la résistance aux maladies, voir des comportements "hygiénistes" des abeilles pour lutter contre le varroa et d'autres parasites (cf ici pour ceux qui veulent vraiment creuser la question.). Cette sélection est toutefois plus pernicieuse car elle se base uniquement sur le phénotype et à grande échelle (reines inséminées artificiellement par exemple) elle appauvri le patrimoine génétique de l'abeille et sa capacité d'adaptation.

Deuxieme partie, concernant les caractéristiques morphologiques des abeilles.

Je rappelle que le phénotype (caractères morphologiques et comportementaux) ne permet pas d’appréhender le génotype dans sa totalité (à cause des gènes récessifs). Toutefois un certain nombre de caractères permettent de définir l'appartenance à des groupes.

Il s'agit de la couleur, de la pilosité du cinquième anneau, de la largeur du tomentum (bande feutrée) du quatrième anneau, de la longueur de la langue, et de l'index cubital.

Pour une idée générale rapide, les trois premiers sont suffisants, et pour une idée nette et précise, le dernier suffit, mais nécessite de récolter les ailes d'une centaine d'individus (méthode statistique oblige) vu que le phénotype varie toujours autour d'une moyenne qui, seule, nous intéresse.
Cet index cubital se mesure

source : mellifica

Pour les données, voir la page du wiki api qui donne un bon aperçu pour les quatres principales familles, ici, à savoir :
Apis mellifica subsp. mellifica : la "noire" (commune), avec beaucoup de variantes locales
Apis mellifica subsp. carnica : la carniolienne (localement commune)
Apis mellifica subsp. caucasica : la caucasienne (rare)
Apis mellifica subsp. ligustica : l'italienne (commune)

Ce qu'il faut bien retenir c'est que l'ont peut potentiellement trouver de tout dans une ruche, et qu'il ne faut pas s'arrêter à quelques individus, et établir le diagnostique loin des périodes d'essaimage (jeune reine encore avec les anciennes ouvrières, ou vieille reine remplacée par les ouvrières sans qu'on s'en soit rendu compte...)
En effet, comme vu dans la partie "génétique" il y a toujours plus ou moins une forte variation (due à une population hybride non homogénéisée comme peut l'être la race artificielle "buckfast"/"frère Adam"), qui sur des graphiques donneront des "nuages" plus ou moins étendus.

ex:

Tous les points d'index cubitaux situés dans la courbe bleue sont des "noires".
Tous les points d'index cubitaux situés dans la courbe rouge sont des "caucasiennes".
Tous les points d'index cubitaux situés dans la courbe rose sont potentiellement des hybrides de noire et de caucasienne (cf explication en dessous).

De par la vertu du saint esprit de la variation génétique, on constate qu'une zone grise apparaît, ou certains individus pourraient être soit des noires pures, soit des caucasiennespures, soit des hybrides. Une zone mauve traduisant les population potentiellement pures ou hybrides d'une des deux races. Et enfin une zone violette traduisant des hybrides sans conteste (zone très limitée, mon schéma exagérant largement pour les besoins de l'explication).
Une fois le nuage de point établi, en fonction des limites, on sait en présence de quoi on se trouve, sauf dans le cas ou les hybridations sont très poussées (je ne sais pas ce que donne la "Buckfast" là dedans).

Voila, Ceux qui ont des rectifications à apporter, des éléments sur les hybrides, ou tout autre chose... sont les très bienvenus!