Dans le cadre de la série de webinaires proposée par l’UNAF, ce mercredi 29 avril avait lieu un webinaire à propos des dernières découvertes scientifiques concernant l’apprentissage et la mémoire olfactive des abeilles mellifères.
L’orateur était Martin Giurfa, un neuro-biologiste et neuro-éthologiste ayant réalisé de nombreux travaux sur les mécanismes neuronaux de la cognition chez les invertébrés, dont notamment la compréhension des principes de base de l’apprentissage et de la mémoire des abeilles mellifères.
Chapitre 1 : Les composants d’une conscience chez l’abeille
De quoi est capable le cerveau d’une abeille? Présente-t-il l’équivalent d’une conscience? Plus spécifiquement, l’abeille est-elle capable d’une attention consciente? Pour répondre à ces questions, il est nécessaire de replonger dans les fondamentaux, à savoir le conditionnement Pavlovien. Yvan Pavlov est un scientifique réputé pour son conditionnement par association : un chien associe le son de cloche à l’arrivée de la viande et salive lorsqu’il entend le son d’une cloche (Figure 1).
Plus précisément, ce conditionnement peut être réalisé avec deux variantes : le conditionnement avec délai où les deux stimuli se chevauchent et le conditionnement de trace où les stimuli sont séparés par un intervalle de temps (Figure 2).
Suite à une expérience réalisée en 1998, on suppose que le conditionnement de trace nécessite une attention consciente, c’est-à-dire la capacité de se concentrer durant une période et de savoir faire un lien entre deux évènements différés.
Vous souhaitez en savoir plus sur cette expérience ?
Voici un lien vers l’étude de Clark & Squire.
Pour savoir si l’attention consciente existe chez les abeilles et si elle est nécessaire pour un conditionnement de trace, le biologiste Giurfa et son équipe ont réalisé une expérience : le conditionnement olfactif d’extension du proboscis, ciblant l’association d’une odeur à une arrivée de sucre. Pour cela, les abeilles ont été immobilisées et numérotées. Ensuite, un canon à odeur a projeté une odeur vers les abeilles. À chaque émission de cette odeur, les abeilles recevaient de l’eau sucrée et étendaient, en réaction, leur proboscis pour la consommer. Après plusieurs répétitions, les abeilles étendaient leur proboscis dès leur perception de l’odeur projetée – elles avaient donc associé l’odeur au sucre.
Dans le cadre du conditionnement avec délai, les stimuli odeur – sucre étaient réalisés de manière presque simultanée tandis que dans le cadre du conditionnement de trace, l’eau sucrée n’arrivait qu’après un certain temps après l’odeur (Figure 2).
Les résultats ont été mis en graphique, permettant l’apprentissage de l’association « perception de l’odeur – réception du sucre » lié au conditionnement avec délai (Figure 3 – courbe bleue) et l’apprentissage lié au conditionnement de trace (Figure 3 – courbe orange). Les deux courbes suivent une tendance similaire, signifiant que les abeilles semblent apprendre l’association peu importe le conditionnement. Cependant, la courbe d’apprentissage relative au conditionnement de trace est plus basse, reflétant une difficulté d’apprentissage par ce type de conditionnement.
Par ailleurs, en cas de distraction (un contact bref à l’aide d’une plume), l’expérience a permis de conclure que : lors du conditionnement avec délai, les deux groupes (avec ou sans distraction) ont présenté un apprentissage similaire. Par contre, lors du conditionnement de trace, la distraction semble empêcher l’apprentissage de manière significative.
Conclusions du chapitre 1
1° Les abeilles semblent pouvoir développer une attention consciente ;
2° Les abeilles apprennent l’association odeur-sucre avec les deux types de conditionnement mais, le conditionnement avec délai semble plus efficace ;
3° En cas de distraction, le conditionnement avec délai reste efficace tandis que l’apprentissage par le conditionnement de trace est altéré.
Chapitre 2 : Les structures associées à la mémoire olfactive de l’abeille
On sait désormais que les signaux olfactifs traversent plusieurs zones du cerveau de l’abeille avant d’arriver dans les corps pédonculés. Ces structures, également appelées « corps de champignons », seraient directement associées à la mémoire olfactive des abeilles et présenteraient une multimodalité : les corps pédonculés sont subdivisés en plusieurs parties, chacune associée à la réception d’un type d’information (Figure 4, parties olfactives en jaune, visuelles en orange et mécano-sensorielles en brun).
Plus précisément, ces corps pédonculés présentent des microstructures, appelées « microglomérules » de petite taille (3 microns) contenant les neurones émetteurs et récepteurs de l’information (Figure 5).
en rouge, les neurones donnant l’information et en vers, les neurones recevant l’information.
Pour déterminer l’implication des microglomérules dans l’apprentissage du conditionnement et la mémoire olfactive, une autre expérience a été menée : les mêmes conditionnements réalisés précédemment (association « perception de l’odeur – extension du proboscis ») ont été effectués, et l’expérience a ensuite été répétée après un délai de 3 jours, afin d’identifier une éventuelle mémoire du conditionnement.
avec délai (en orange) ou de trace (en bleu)
Les résultats indiquent que le groupe ayant reçu le conditionnement avec délai présentait une mémoire de l’association (Figure 6 – courbe orange) tandis que le groupe ayant reçu le conditionnement de trace ne présentait pas de mémoire de l’association (Figure 6 – courbe bleue). Plus encore, chez les abeilles présentant une mémoire de l’association olfactive, la densité des microglomérules dans les régions olfactives était plus élevée (Figure 7).
avec délai (en rouge) ou de trace (en blanc)
Vous souhaitez en savoir plus sur cette expérience ?
Voici un lien vers l’étude d’Hourcade et al. 2010.
Conclusions du chapitre 2
L’augmentation de la densité de microglomérules traduit la formation de nouvelles synapses, signifiant que le cerveau des abeilles présente une certaine plasticité. Ainsi, en cas de conditionnement avec délai, le cerveau des abeilles semble plus réactif : la région olfactive est modifiée suite à la formation d’une mémoire, qui se traduit par l’apparition de nouveaux microglomérules et l’augmentation de la densité totale des microglomérules.
Chapitre 3 : l’impact des pesticides sur la mémoire de l’abeille
Les expériences présentées précédemment indiquent que les corps pédonculés et les microglomérules qu’ils contiennent sont des structures clés permettant le stockage des souvenirs olfactifs. Mais qu’arrive-t-il à ces microstructures lorsque les abeilles sont traitées, à l’état larvaire, avec des doses sublétales de pesticides ? Ces traitements affectent-ils leur mémoire olfactive et si oui, de quelle manière ?
Une expérience a été menée afin d’étudier l’impact de la substance active « Imidaclopride » sur des larves de 1 jour non operculées, exposées à différentes doses sublétales (1 ppb, 100 ppb et 500 ppb) pendant 4 jours. Les larves traitées ont été maintenues dans un incubateur jusqu’à leur âge adulte (20 jours) et leurs microglomérules ont ensuite été analysés. La Figure 8 illustre l’impact de l’exposition à l’Imidaclopride par rapport à l’intensité de fluorescence : au plus la dose de substance active augmente, au plus la densité de microglomérules semble diminuer.
Plus précisément, la densité des microglomérules a été estimée de sorte qu’une dose de 1 ppb engendre une légère baisse peu significative de la densité tandis qu’une dose de 100 ppb engendre une baisse de 40% de la densité des microglomérules et une dose de 500 pb engendre une baisse de 60% de cette densité (Figure 9).
Ainsi, ces résultats confirment une réduction de la densité des microglomérules lors d’un traitement à l’Imidaclopride. Au vu du rôle indentifié des microglomérules dans l’apprentissage des abeilles, on peut facilement imaginer les conséquences d’une telle exposition sur les capacités de mémoire olfactive chez les abeilles. Ainsi, certes, les doses sublétales de pesticide ne tuent pas mais, elles induisent des atrophies au niveau des corps pédonculés chez les abeilles.
Conclusion générale
Comme expliqué au Chapitre 1, au-delà de leurs capacités d’apprentissage, les abeilles engagent l’équivalent d’une attention consciente lors d’un conditionnement de trace. Selon le chercheur Giurfa, la notion de conscience en tant qu’attribut exclusif à l’humain doit donc être révisée.
Au sein du Chapitre 2, les expériences menées indiquent qu’un apprentissage olfactif permet d’établir une mémoire olfactive sur le long terme. Le cerveau des abeilles semble donc plastique car il varie avec l’expérience. Cette mémoire olfactive est située dans les corps pédonculés du cerveau des abeilles et la structure de ces corps peut être fortement impactée par des traitements pesticides, comme illustré au Chapitre 3.
Grâce à ce type de recherche, les connaissances sur les mécanismes d’apprentissage chez l’abeille ne cessent d’évoluer. Et comme Martin Giurfa l’a mentionné : « Le cerveau des abeilles nous apprend beaucoup de choses sur le nôtre et surtout, mérite respect et protection. »
Restez à l’affut, ce webinaire sera prochainement diffusé sur Youtube !
Source des illustrations : Webinaire du 29 avril 2026, organisé par l’UNAF