Modelling the interplay between inadvertent social information use and a pesticide induced foraging bias in bumblebees' crop visitation

En utilisant un modèle individuel, cette étude démontre que l'utilisation d'informations sociales involontaires et les biais de butinage induits par les pesticides modifient les schémas spatiaux de visite des bourdons sans affecter la croissance de la colonie, soulignant ainsi l'importance d'intégrer ces mécanismes comportementaux dans les évaluations des risques liés aux pesticides.

L'essentiel

🐝 L'histoire des abeilles bourdons et de leurs "mauvaises habitudes"

Imaginez un grand jardin agricole rempli de champs de colza (une plante jaune très populaire pour l'huile). Au milieu, il y a une petite prairie sauvage, un vrai paradis naturel pour les abeilles bourdons. Mais les champs de colza sont souvent traités avec des pesticides (des produits chimiques pour tuer les insectes nuisibles).

Le chercheur de cette étude, Zoltán Tóth, s'est demandé : « Comment les abeilles décident-elles de visiter ces champs dangereux ? Est-ce qu'elles sont influencées par leurs copines ou par les produits chimiques eux-mêmes ? »

Pour répondre à cette question, il n'a pas pris de vraies abeilles, mais il a créé un monde virtuel (un simulateur informatique) où des milliers de colonies d'abeilles vivent et travaillent pendant 50 ans.

Voici les deux "super-pouvoirs" (ou plutôt, les deux problèmes) qu'il a testés dans son jeu vidéo :

1. Le pouvoir de la "Gueule de bois" sociale (L'Information Sociale Involontaire)

Dans la vraie vie, les abeilles sont très sociales. Si une abeille voit une autre abeille se poser sur une fleur, elle pense : « Tiens, elle y va, ça doit être bon ! » et elle la suit. C'est ce qu'on appelle l'information sociale involontaire.

• L'analogie : Imaginez que vous arrivez dans un nouveau restaurant. Vous ne connaissez pas le menu. Vous voyez une table pleine de gens qui mangent avec appétit. Vous vous dites : « Ça a l'air bon, je vais m'asseoir là aussi ! » Même si vous ne savez pas si la nourriture est vraiment délicieuse, vous suivez la foule.
• Dans le simulateur : Quand les abeilles utilisent cette astuce, elles se ruent vers les champs de colza (les champs jaunes) parce qu'elles voient d'autres abeilles y travailler. Elles visitent ces champs beaucoup plus souvent, même s'il y a une belle prairie juste à côté.

2. Le pouvoir de la "Brouille" chimique (Le Biais de Butinage)

Certaines études montrent que quand une abeille est exposée à des pesticides (comme l'acétamipride), son cerveau se brouille. Elle perd sa capacité à sentir la différence entre une fleur qui donne du bon nectar et une fleur qui n'en donne pas.

• L'analogie : Imaginez que vous avez mangé quelque chose de très épicé qui vous brûle les papilles. Vous ne pouvez plus distinguer le goût du sucre de celui du sel. Vous mangez donc au hasard, sans savoir ce que vous choisissez.
• Dans le simulateur : Les abeilles "droguées" par les pesticides ne savent plus choisir la meilleure fleur. Elles visitent les fleurs au hasard. Résultat ? Elles finissent par visiter les champs de colza (qui sont partout) beaucoup plus souvent que nécessaire, simplement parce qu'elles ne savent plus faire la différence avec la prairie sauvage.

🎲 Ce que le jeu vidéo a révélé

Le chercheur a mélangé ces deux situations dans son simulateur pour voir ce qui se passait :

1. Le changement de trajectoire : Que ce soit parce qu'elles suivent la foule (social) ou parce qu'elles sont confuses (pesticides), les abeilles visitent beaucoup plus souvent les champs de colza.
   • Si elles sont confuses, elles visitent les champs de colza lointains et proches comme des folles.
   • Si elles suivent la foule, elles vont surtout vers les champs proches.
2. Pas de super-pouvoir combiné : Curieusement, quand on met les deux problèmes ensemble (suivre la foule + être confus), ça ne fait pas pire que la somme des deux. Ils agissent chacun de leur côté, sans s'additionner pour créer un chaos total.
3. Le paradoxe de la survie : C'est la partie la plus surprenante ! Même si les abeilles passent plus de temps dans les champs dangereux, leur nombre total et leur croissance ne changent pas beaucoup dans le simulateur. Pourquoi ? Parce que la prairie sauvage est si riche qu'elle compense les erreurs. Les abeilles trouvent toujours assez à manger pour survivre.

🚨 Alors, pourquoi s'inquiéter ?

Si les abeilles survivent, quel est le problème ?

Le problème, c'est l'exposition aux produits chimiques.

• En allant plus souvent dans les champs de colza traités, les abeilles avalent plus de pesticides, même en petites quantités.
• Imaginez que vous buviez un peu de café tous les jours : ça va. Mais si vous buvez un café par heure, vous devenez nerveux, vous tremblez, et à long terme, votre santé se dégrade.
• Pour les abeilles, ces visites fréquentes aux champs traités augmentent le risque de maladies invisibles (sublétales) : elles peuvent devenir plus faibles, moins intelligentes, ou avoir plus de mal à se reproduire plus tard.

💡 La conclusion en une phrase

Cette étude nous dit que les abeilles ne sont pas de simples robots qui vont vers la meilleure fleur. Elles sont influencées par leurs copines et par les produits chimiques qui brouillent leur cerveau. Cela les pousse à visiter des endroits dangereux plus souvent, ce qui augmente leur risque de tomber malade, même si elles semblent en bonne santé au premier coup d'œil.

Leçon pour nous : Pour protéger les abeilles, il ne suffit pas de regarder si elles survivent. Il faut aussi comprendre comment elles prennent leurs décisions et s'assurer qu'elles ne sont pas piégées par leurs propres habitudes sociales ou par les produits chimiques.

Résumé technique

Titre de l'étude

Modélisation de l'interplay entre l'utilisation d'informations sociales involontaires et un biais de fourragement induit par les pesticides chez les bourdons (Bombus terrestris) lors de la visite de cultures.

1. Problématique

L'étude vise à comprendre comment deux facteurs comportementaux spécifiques influencent les taux de visite des patchs de cultures par les bourdons, et par conséquent, leur exposition aux pesticides :

• L'utilisation d'informations sociales involontaires (ISI) : Les abeilles utilisent les signaux émis par leurs congénères (présence, comportement routinier) pour localiser des ressources, sans nécessairement apprendre activement ou communiquer.
• Le biais de fourragement induit par les pesticides : Des études récentes montrent que l'exposition à des néonicotinoïdes (comme l'acétamipride) altère la capacité des bourdons à détecter les odeurs florales associées aux récompenses, les amenant à choisir des sources de nourriture de manière aléatoire ou suboptimale.

Le problème central est que les modèles actuels d'évaluation des risques des pesticides négligent souvent ces mécanismes comportementaux. Bien que l'on sache que les pesticides affectent la physiologie, l'impact de ces biais comportementaux sur la distribution spatiale des visites (et donc sur la probabilité d'exposition aux résidus de pesticides dans les cultures traitées) reste mal compris.

2. Méthodologie

L'auteur a utilisé et étendu un cadre de modélisation basé sur des individus (IBM) appelé BEE-STEWARD.

• Modèle de base : BEE-STEWARD intègre le cycle de vie complet des bourdons, la dynamique des colonies et les données paysagères. Il simule le comportement des fourrageuses basé sur l'efficacité énergétique (nectar) et le taux de collecte (pollen), en fonction de la distance à la colonie et de la qualité des ressources.
• Paysage simulé : Un paysage de 300 x 210 cellules contenant une prairie centrale (habitat de nidification et ressource permanente) et huit parcelles de colza (Brassica napus ou OSR) en fleurs. Quatre parcelles sont "proximales" (15 m de la prairie) et quatre "distantes" (186,9 m).
• Extensions du modèle :
  • Paramètre ISI : Les fourrageuses sont attirées par les patchs où des congénères sont déjà présents (règle de "copier la majorité"). Les nouveaux fourrageurs doivent d'abord découvrir les patchs par eux-mêmes avant d'être influencés.
  • Paramètre Biais de fourragement : Simule l'effet de l'acétamipride. Les abeilles exposées ne peuvent plus discriminer les patchs selon leur niveau de remplissage (récompense) et choisissent de manière aléatoire parmi les patchs fleuris disponibles. Ce biais est actif uniquement pendant la période de floraison du colza (jours 114 à 136).
• Protocole de simulation : 200 simulations au total (50 itérations x 4 combinaisons de paramètres : absence/présence d'ISI et absence/présence de biais). Les données ont été analysées sur la 10ème année (état d'équilibre).
• Analyse statistique : Utilisation de modèles linéaires généralisés (GLM) avec distribution bêta-binomiale pour les proportions de visites, et modèles linéaires (LM) pour les ressources collectées et les paramètres démographiques. Les effets sont mesurés par des rapports de cotes (Odds Ratios) et des intervalles de confiance à 95 %.

3. Contributions Clés

• Intégration de nouveaux mécanismes comportementaux : C'est l'une des premières études à intégrer simultanément l'ISI et un biais de fourragement induit par les pesticides dans un modèle de dynamique de population d'abeilles.
• Distinction Nectar vs Pollen : Le modèle révèle que les deux mécanismes affectent différemment la collecte de nectar et de pollen, en raison des algorithmes de décision distincts dans le modèle de base (efficacité énergétique pour le nectar vs taux de collecte pour le pollen).
• Approche de l'exposition indirecte : Au lieu de simuler les concentrations de pesticides (difficiles à quantifier), le modèle quantifie les schémas de visite qui déterminent le risque d'exposition.

4. Résultats Principaux

A. Taux de visite des patchs de colza (OSR) :

• Effet de l'ISI :
  • Augmente significativement les visites pour le nectar sur tous les patchs OSR (proximaux et distants).
  • Augmente les visites pour le pollen uniquement sur les patchs OSR proximaux.
• Effet du biais de fourragement :
  • Augmente massivement les visites pour le pollen sur tous les patchs OSR (proximaux et distants), l'effet étant particulièrement fort (environ 3,6 fois plus de visites sur les patchs proximaux par rapport à la base).
  • Augmente légèrement les visites pour le nectar sur les patchs proximaux.
• Interaction : Il n'y a pas d'effet interactif significatif entre l'ISI et le biais de fourragement. Leurs effets sont additifs mais ne se potentialisent pas mutuellement de manière complexe.

B. Collecte de ressources et démographie :

• Ressources totales : Malgré les changements majeurs dans la répartition des visites, la quantité totale de nectar et de pollen collectée par la colonie n'a pas changé de manière significative.
• Démographie : Les paramètres de croissance de la colonie (nombre d'ouvriers, nombre de colonies) et la fitness (nombre de reines hibernantes) sont restés stables et non affectés par les changements de comportement.

5. Signification et Implications

• Risque d'exposition aux pesticides : Bien que la croissance de la colonie ne semble pas affectée à court terme dans ce modèle, le changement de comportement déplace les fourrageuses vers les cultures traitées (colza). Cela augmente leur risque d'exposition aux pesticides, car elles visitent plus fréquemment les patchs où les résidus sont présents.
• Effets sublétaux : Cette exposition accrue peut faciliter l'émergence d'effets sublétaux (altération de la cognition, immunité, reproduction) qui ne sont pas capturés par les mesures de survie immédiate ou de croissance de la colonie dans ce modèle spécifique.
• Évaluation des risques : Les cadres d'évaluation des risques des pesticides actuels doivent intégrer ces voies comportementales (ISI et biais cognitifs) pour mieux prédire l'exposition réelle des pollinisateurs.
• Gestion des paysages : La structure du paysage (présence d'habitats semi-naturels riches comme la prairie centrale) peut atténuer l'impact de ces biais en offrant des alternatives, suggérant que la conservation d'habitats diversifiés est cruciale.

En conclusion, l'étude démontre que des mécanismes comportementaux subtils, souvent ignorés, peuvent modifier radicalement la distribution spatiale des visites des pollinisateurs, augmentant leur exposition aux agrochimiques sans nécessairement réduire immédiatement la productivité de la colonie, créant ainsi un risque latent pour la santé des populations à long terme.