Une seule abeille ouvrière s’est clonée des centaines de millions de fois

De récentes recherches ont montré que les ouvrières d’une sous-espèce d’abeille mellifère sud-africaine pouvaient se cloner, avec notamment un individu l’ayant fait des centaines de millions de fois au cours des trente dernières années.

« Chaque clone reste aussi sain génétiquement que sa génitrice »

Si la reproduction asexuée (parthénogenèse) n’est pas rare dans le monde des insectes, une progéniture génétiquement identique au parent l’est. Cela s’explique par le fait que, pendant le processus de reproduction, le matériel génétique se mélange dans un processus appelé recombinaison. Par conséquent, même s’il n’y a qu’un seul parent, sa progéniture se retrouve avec un patrimoine génétique légèrement différent.

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Cependant, des travaux publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society B ont montré que les ouvrières de l’abeille du Cap (Apis mellifera capensis), originaire du sud de l’Afrique du Sud, avaient développé la capacité inhabituelle de se cloner tout en évitant efficacement la recombinaison pendant le processus de reproduction.

« Normalement, la reproduction asexuée peut être mortelle chez les abeilles car environ un tiers des gènes deviennent consanguins et les larves ne survivent pas », explique Benjamin Oldroyd, chercheur à l’université de Sydney et auteur principal de l’étude. « Mais comme les abeilles ouvrières du Cap se clonent parfaitement, chaque clone reste aussi sain génétiquement que sa génitrice. Une lignée de clones se reproduit depuis 1990, le même individu étant copié des centaines de millions de fois. »

Des répliques menaçant la pérennité des colonies

Les clones peuvent toutefois s’avérer problématiques pour la santé de la colonie. En général, la reine est le seul individu qui se reproduit, tandis que les autres abeilles accomplissent leurs propres tâches pour maintenir la colonie en bonne santé. Si les ouvrières commencent à se cloner – ce qui peut arriver si la ruche est perturbée d’une manière ou d’une autre – cet équilibre délicat est détruit. Dans certains cas, l’un des clones peut même devenir la reine d’une ruche dysfonctionnelle.

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« Les ouvrières finissent par se contenter de pondre des œufs sans faire aucun travail », explique Oldroyd. « La colonie meurt, et [les ouvrières clonées] se propagent à la colonie suivante et le même schéma, qui décime chaque année environ 10 % des colonies sud-africaines, se reproduit. C’est comme un cancer social transmissible. »

Curieux de savoir comment les clones d’ouvrières maintenaient une intégrité génétique aussi forte sans consanguinité, Oldroyd et ses collègues ont comparé les génomes des abeilles ouvrières du Cap, des reines vierges du Cap et de leur progéniture. Les reines du Cap se reproduisent généralement de manière sexuée. Pour les forcer à se reproduire de manière asexuée, les scientifiques les ont équipées d’une bande de ruban adhésif chirurgical collée avec du vernis à ongles afin d’éviter qu’elles ne s’accouplent. Mais comme elles pouvaient toujours interagir avec les mâles pendant les vols d’accouplement, ces dernières ont pondu des œufs.

La recombinaison empêchée grâce à une mutation génétique

Les chercheurs ont établi les génotypes d’une reine et 25 de ses larves, ainsi que quatre ouvrières et 63 de leurs larves, et constaté que la progéniture asexuée de la reine présentait des niveaux de recombinaison génétique 100 fois supérieurs à ceux observés chez la progéniture clonée des abeilles ouvrières. En fait, la progéniture des abeilles ouvrières était essentiellement des copies parfaites de leur mère. Selon Oldroyd, de tels résultats suggèrent que les abeilles ouvrières du Cap ont développé une mutation qui empêche efficacement la recombinaison génétique pendant la reproduction.

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« Ces résultats sont surprenants », commente Kip Lacy, de l’université Rockefeller de New York, qui a étudié un comportement de clonage similaire chez la fourmi de feu tropicale (Solenopsis geminata). « Si la reine peut recourir au clonage chez S. geminata, ce n’est pas le cas des ouvrières. Mais même chez les reines fourmis, une recombinaison génétique intervient et finit par entraîner des problèmes de santé comme la stérilité. »

« Pour les abeilles du Cap, le clonage est parfaitement conforme à la théorie de l’évolution », estime Laurent Keller de l’université de Lausanne en Suisse. « L’évolution consiste simplement à sélectionner ce qui fonctionne bien à un moment donné. Et ces clones d’abeilles mellifères se portent très bien. »