publié en français
par le Syndicat National d’Apiculture, Paris, 1990. épuisé. |
par Jos Guth
Luxembourg |
L’insémination instrumentale consiste au transfert du sperme dans les organes génétiques de la reine. Ce procédé biotechnique exige des connaissances biologiques et demande des moyens d’aide technique.
Des essais de transmission du sperme sans appareillage spécial n’ont donné aucun résultat. Une évolution positive se démontrait seulement en 1927 lors d’une insémination réussie par Watsons. Il réussit à transmettre du sperme avec un micro manipulateur, seringue et loupe binoculaire. Sans aucun doute grâce aux travaux préparatoires de Watsons la base pour d’autres évolutions était amorcée. Nolan (1937) perfectionnait l’appareillage dans des points essentiels et créa une installation à forte ressemblance avec les modèles actuels. Cependant les résultats d’insémination ont laissé beaucoup à désirer. Les particularités de la reproduction devaient être éclaircies et c’est Laidlaw (1944) qui en fit la remarque. Ce dernier démontra la constitution particulière du vagin chez les reines d’abeilles. En effet, il n’est pas en ligne droite mais présente un coude dénommé clapet vaginal. La prise en considération des nouvelles connaissances a permis à Mackensen et Roberts (1948) le succès de l’insémination en série. La publication de leurs résultats et orientations pratiques ont retenu une grande attention et ont été une incitation pour beaucoup d’expérimentateurs.
On remarque notamment la commande techniquement dispendieuse de la propulsion à crémaillère, munie de 7 dents, élaborée par Laidlaw (1949, 1957). L’appareil confectionné en 1948 d’après les expériences faites au fil des ans permet par rapport à la commande de la seringue, le réglage précis pour la fixation de la reine comme pour ceux des crochets. Le tout est placé sur une bille et permet à l’égard du système Nolan resp. Mackensen des possibilités avantageuses de réglage.
A mettre en évidence la normalisation de l’appareil d’insémination soumise par Schneider et décrite par Ruttner dans l’ouvrage "Insémination artificielle de la reine d’abeilles" (Apimondia 1975) aux matériaux conformes d’usages commerciaux. L’intérêt technique de cet appareil standard étant la possibilité d’élargissement du modèle d’exécution le plus simple aboutissant à la perfection d’après le principe du jeu de construction sans avoir à changer les mesures de base.
Les avantages constructifs de l’appareil standard sont:
La faiblesse technique existant dans le guidage des manches de crochets a été amélioré par Schley (1982-1984). La position plus oblique du tube de contention préconisée par Schafferhans (1987) et le soulèvement de la chambre d’aiguillon pendant le processus de l’insémination ont contribué à l’amélioration de la méthode. Le crochet perforé Schley se base sur cette initiation. On peut dire que ces évolutions ont engagé une nouvelle phase. L’ouverture de l’orifice vaginal et l’introduction de la pointe capillaire sont fondamentalement simplifiées.
Comme partie intégrante de l’appareil d’insémination l’importance de la seringue est primordiale.
La possibilité de travail de l’ensemble de l’appareil dépend en grande partie de sa capacité de fonctionnement. De nombreuses constructions ont également été mises en œuvre à ce sujet au cours des années.
Les seringues de Mackensen (1954) antérieurement pourvues d’un adaptateur de Laidlaw, celle de Laidlaw et Lorenzen (1957, Harbo (1979) et Schley (1982) ont atteint une grande diffusion. Mackensen utilisait une seringue à membrane car au début la qualité des pistons laissait à désirer. La faible quantité de remplissage se révèle comme un désavantage de la membrane. Dans la seringue Harbo la colonne de liquide est dirigée à l’aide d’une vis microscopique par-delà d’un long raccord de tuyau. Schley (1982) et d’autres dont Laidlaw (1985) utilisent les pistons et cylindres des seringues à usage unique Tuberculin (1 ml) de fabrication courante.
On n’utilise aujourd’hui pratiquement que des pointes capillaires en verre à partir de tubes destinés aux micro-pipettes. Elles se désinfectent plus aisément et sont d’un prix de revient peu onéreux.
Soixante années d’expériences cautionnent la technique des appareillages.
En tenant compte des améliorations proposées et qui, entre-temps ont été introduites, un appareil d’insémination amélioré était disponible au début des années 80.
Une évolution se remarque également dans les autres équipements nécessaires.
L’installation de gaz-carbonique pour l’anesthésie est devenue plus réduite et plus maniable, elle se laisse brancher à des capsules à usage unique aussi bien qu’à la grande bouteille, (Schley 1982). Le marché laboratoire moderne offre des appareils de nettoyage, de désinfection etc.
Les loupes binoculaires actuelles possèdent des optiques à lumière intense (led) d’une netteté de premier ordre. La lumière froide apporte une amélioration à l’éclairage grâce aux fibres de verre.
Tout compte fait les appareils actuels ont abouti à un stade technique vraiment satisfaisant.
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L’appareil d’insémination est constitué d’un micromanipulateur avec lequel la reine est maintenue dans une position définie, l’orifice vaginal est ouvert et le sperme est injecté par l’intermédiaire d’une seringue. Cette manipulation doit s’inspirer le plus possible des conditions naturelles pour optimaliser les résultats. La dite technique est constamment améliorée ; sa mise en pratique a également été simplifiée.
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Le contrôle visuel nécessite l’emploi d’une loupe binoculaire au-dessus de l’appareil à inséminer proprement dit et de sa seringue.
Un système d’éclairage sans dégagement de chaleur ainsi qu’un dispositif de narcose pour anesthésier la reine fait partie de l’équipement de base.
Pour les mesures de nettoyage et de stérilisation, on utilise une cocotte-minute ou un appareil autoclave. Les pointes capillaires bouchées ou encrassées peuvent être libérées et stérilisées dans un appareil de nettoyage à ultra-sons ou dans une solution d’acide sulfo-chromique.
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L’investissement technique ne se justifie qu’en présence de cheptel génétique approprié et de grande valeur. La sélection nécessaire est bien plus dispendieuse mais indispensable pour aboutir à une abeille ayant de bonnes propriétés. Une condition essentielle en fécondation contrôlée est un cheptel de colonies d’élevage important car le choix ne doit pas être limité par le petit nombre des filles testées. Le Frère Adam élevait et testait des séries de 50 reines-sœurs dans divers ruchers. Les Danois exigent des séries de 30 colonies-sœurs pour adopter les qualités supérieures d’une reproductrice. Si on ne respecte pas ceci les conceptions d’élevage s’inversent rapidement. La productivité existante disparaît. L’apparition de dépression consanguine implique l’annulation de la lignée ou exige une fécondation avec un appoint génétique étranger.
Au lieu de parvenir à une réserve en gènes, on aboutit à un réel appauvrissement (érosion génétique). Cette situation se comprend facilement quand on envisage que les qualités d’une colonie ne dépendent pas de l’accouplement de deux reproducteurs de qualité ; mais bien d’une reproductrice accouplée à une vingtaine de drones. Chaque fille a donc plusieurs millions de possibilité génétiques venant de sa colonie-mère : il faut donc en analyser le plus possible pour garantir la qualité génétique de cette colonie-mère.
Des conditions optimales d’élevage doivent être respectées pour obtenir de bonnes reines à constitution physiologique des plus favorables (voir élevage de reines).
L’entrée de la ruchette est obstruée par une grille à reine pour éviter que celles-ci n’entreprennent un vol nuptial. La grille à reine doit être maintenue en place jusqu’au début de sa ponte. Même inséminée, elle garde l’instinct d’entreprise d’un vol de fécondation. On évite que les reines ne s’abîment les ailes et poils en utilisant des grilles en matière plastique où les trous de passage ne sont pas tranchants. L’installation du trou de vol sous le plancher, muni lui-même d’un faux-plancher avec grille (sans exposition directe à la lumière) diminue les essais pour se frayer un passage à travers la grille et les risques de s’endommager. Superbe page de Céline Gobin, professionnelle française, montrant la fabrication d’un tel faux-plancher
Aux heures de vol des bourdons lorsque le contrôle ou la capture doit avoir lieu, les reines matures (plus de 5 jours) essaient de s’échapper pour entreprendre le vol de fécondation. Elles sont extrêmement vives et s’échappent lorsque l’on ouvre le couvercle de la ruchette. Ce problème peut être évité lorsque les interventions sont effectuées tôt le matin ou dans la soirée.
Généralement on recommande la pratique de l’insémination entre le septième et onzième jour. Fréquemment en avant et arrière-saison, les reines peuvent poser des problèmes avec le démarrage de la ponte.
Comme remède, on peut les transférer de leur ruchette à une colonie. L’introduction d’œufs ou de jeune couvain huit ou neuf jours après l’insémination, suscitant la production de gelée royale, favorise sa maturité. Une troisième anesthésie est une autre solution, mais peu recommandée.
Lorsque l’insémination a lieu entre le douzième et quinzième jour les reines débutent la ponte et ce sans exception, en toute saison de 2 à 4 jours après l’insémination.
Le gaz carbonique CO2 utilisé généralement sert en premier lieu à l’immobilisation de la reine pendant l’insémination. Un deuxième effet provoque la maturité anticipée de la reine et le déclenchement de la ponte.
Deux traitements sont nécessaires. Une anesthésie soit avant ou après l’insémination plus le temps d’immobilisation pendant l’insémination provoque la ponte dans un délai de moins d’une semaine. Si la manipulation de l’insémination s’effectue en moins de cinq minutes, la reine devra rester endormie dans un petit bocal et exposée au gaz pour le restant du temps. Si on se limite à une seule anesthésie ou à un temps trop court, le début de la ponte peut être retardé de plusieurs semaines.
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Fig. 19. Le technicien introduit du CO2 (tube vert) dans le bocal contenant les cages des reines à narcoser. Comme ce gaz est plus lourd que l’air, il remplit le fond du bocal. Le drap supérieur empêche les mouvements de l'air. |
Le gaz CO2 également utilisé en industrie alimentaire (pression de la bière, doseur crème chantilly, etc.) n’est pas directement nocif (pour les reines), cependant le temps d’exposition ne doit pas être exagéré. Ceci entraînerait un vieillissement excessif et une perte de vitalité.
Une première anesthésie de 5 (à 10) minutes assurée au gaz carbonique est exécutée soit le matin, soit un jour avant l’insémination. D’autres praticiens effectuent cette opération le lendemain mais cela nécessite une nouvelle recherche et encagement de la reine.
Le temps nécessaire aux spermatozoïdes pour parvenir dans la spermathèque ne peut être déterminée exactement ; on l’estime cependant à 48 heures. Il se peut donc que le transit ne soit pas entièrement achevé le lendemain et pourrait être perturbé lors de l’anesthésie après l’insémination.
Pour cela une méthode préconise l’anesthésie de 10 minutes et ce 48 heures après l’insémination avec le résultat d’une ponte précoce.
L’anesthésie est facilement pratiquée dans un sachet en plastique transparent ou un grand bocal dans lequel on introduit plusieurs cages à la fois. Le sachet ne sera pas fortement serré autour du tuyau à gaz ceci pour permettre un accès d’air. Les reines doivent être surveillées pendant l’opération. En début d’exposition au gaz CO2 le débit peut être important. Lorsque les reines ainsi que les abeilles d’accompagnement sont endormies, on règle le débit juste suffisant au maintien de leur sommeil. Le gaz, plus lourd que l’air emplit le fond du bocal ou du sac.
Après le traitement, elles sont remises entre deux cadres centraux où après quelques minutes elles reprennent conscience.
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II existe entière unanimité que la réussite d’une insémination est liée à l’utilisation de mâles appropriés. Extérieurement, on ne voit nullement s’ils répondent aux espoirs souhaités.
Il ne suffit pas qu’il y ait beaucoup de drones dans une ruche pour que la quantité de sperme nécessaire à l’insémination soit récoltée; il faut encore s’en assurer. S’il n’y a pas de sperme disponible, tous les travaux préparatoires auront été faits en vain.
Entre le couvain de mâles dans une colonie et le nombre de mâles mûrs et bien munis de sperme, que l’on trouvera effectivement, il existe une énorme discordance. D’après l’étendue du couvain mâles par exemple, en Europe centrale, le nombre de mâles mûrs devrait être le plus élevé en juillet. En réalité, le nombre de mâles diminue par rapport au nombre d’œufs mâles d’origine. La forte diminution ne peut s’expliquer que par la mortalité d’un grand nombre qui n’atteignent pas la maturité. Beaucoup, de ceux qui l’atteignent ne sont pas adéquats pour l’insémination, à cause de leur production peu importante de sperme.
Que la majeure partie des mâles présents soient inaptes à un certain moment pour la fécondation resp. l’insémination, se révèle lors de la récolte de sperme. II faut bien admettre qu’à côté des reines, il faut également élever des mâles. Avant l’operculation de la cellule, des essais ont révélé que le potentiel sexuel des mâles est influencé. Les meilleurs soins doivent être prodigués dès l’éclosion de l’œuf.
La colonie d’élevage doit être préparée à temps à sa mission. Une stimulation, colonie renforcée avec un surplus en jeunes abeilles provoque une atmosphère d’élevage nécessaire. Des réserves en pollen et nectar sont stimulantes. Des colonies hivernées en forte population possèdent les propriétés requises plus tôt que les faibles.
Des colonies orphelinées qui sont régulièrement nourries se prêtent très bien pour les soins ultérieurs. Quand on retire un cadre de mâles avec œufs, il faut considérer que la reine a besoin de plusieurs jours entre le début de la ponte sur un nouveau cadre et le moment où elle le quitte. II faut compter aussi qu’entre la ponte de l’œuf et la maturité sexuelle du mâle, il s’écoule 36 jours et plus. Les préparatifs devront donc débuter fin avril si l’on veut inséminer à la mi-juin.
Cette échéance est facilement différée lors de mauvais temps. II est recommandable de se préparer pour l’élevage de mâles afin d’éviter d’aboutir à une impasse.
En raison du danger de mâles étrangers s’introduisant dans la ruche il faut prendre toutes les dispositions pour éviter un mélange. Certaines méthodes préconisées consistent en un blocage du libre vol par une grille à reine devant ou à l’intérieur du trou de vol. On peut aussi placer devant l’entrée, des cages à mâles avec une grille à reine. On pratique même l’éclosion et la claustration des mâles dans la hausse à miel au-dessus d’une grille à reine. Comme le libre vol n’a pas lieu, aucune sélection physiologique des mâles n’est possible.
Des mâles pouvant librement voler se prêtent mieux à la récolte du sperme. J’opte pour l’isolement des colonies productrices de mâles qui sont distantes de 2 km ; en prenant soin de leur faire produire un maximum de mâles (par conséquent) l’acceptation de mâles étrangers dans les ruches est quasiment nulle sauf si la colonie devient orpheline. La deuxième méthode consiste à faire éclore des mâles dans une hausse à miel au-dessus d’une grille à reine. Les jeunes mâles sont marqués individuellement et mis au libre vol. A l’aide d’un petit pinceau une marque de couleur est étendue sur le thorax ou l’abdomen. Seuls les mâles marqués sont utilisés pour la récolte du sperme.
Les moments les plus propices à la capture sont les premières heures de l’après-midi.
Les drones se trouvant sur le couvain sont rarement mûrs, mais par contre ceux qui se tiennent sur le plancher et sur les cadres de côté sont âgés de plus de 12 jours.
La majeure partie des inséminateurs n’utilisent qu’une seule colonie comme donateur de mâles. Ceci est délicat et contre nature par cette limitation maximale du spectre génétique (voir particularité génétique et l’article de Hans Røy). Il est préconisé de capturer les mâles en proportion égale dans un minimum de 4 colonies de même lignée avec des reines sœurs. Grâce à cette précaution les reines inséminées ont une espérance de vie équivalente à leurs consœurs fécondées naturellement. Il est même possible que les colonies à reines inséminées soient plus productives.
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Fig. 20. Cagette de transport et de conservation des drones dans les nuclei. |
Pour la capture et le transport des mâles au laboratoire d’insémination on prépare des cagettes à la mesure des cadrons (1/2 cadres de hausse Dadant). Ceci permet l’entreposage dans les ruchettes de fécondation. Les deux faces sont garnies de grille à reine en plastique. Le plus souvent les drones des colonies de choix à mâles sont capturés le jour précédent la récolte de sperme. Ils sont entreposés avec la cagette dans de fortes unités de fécondation. Leur nourrissement et les meilleurs soins leur sont administrés dans des unités orphelines ou avec reine non fécondée. 50 mâles par cagette est un nombre à ne pas dépasser. Ils peuvent être gardés jusqu’à 2 jours.
Lors de l’utilisation, la cagette est retirée puis posée à plat sur le couvercle de la ruchette. Les ouvrières qui se trouvent à l’intérieur de la cage quittent rapidement celle-ci par la grille à reine.
Un nourrissement de la ruchette la veille de la récolte stimule les drones à tel point qu’un nombre nettement supérieur produira du sperme (Paul Jungels).
L’enfermement et le transport d’un grand nombre de mâles dans une ruche exigent des précautions. Souvent le moindre échauffement provoque l’étouffement de tous les mâles. Ils sont beaucoup plus fragiles que les ouvrières.
Les risques sont diminués, lorsqu’une hausse vide est placée en-dessous du corps à couvain, ainsi que l’utilisation d’un grand grillage de ventilation. Le nombre des ouvrières d’accompagnement doit largement dépasser ceux des mâles pour garantir leur nourrissement.
Lors de la récolte de sperme, la disponibilité des mâles pour une capture rapide est avantageuse. Il est bien connu que la sécrétion du sperme est plus compacte chez les mâles ayant eu la possibilité de voler. La défécation avant la capture permet un travail propre et diminue les dangers d’infection.
La cage de vol décrite a fait ses preuves depuis des années. Un projecteur de 300 W est fixé derrière la vitre arrière par l’intermédiaire d’un fer plat et de deux anses. La paroi frontale, en plexiglas 5 mm avec, au milieu une découpe de 170 mm de diamètre, rend l’intérieur accessible. Le dessus, la paroi arrière ainsi qu’une découpe reposant au fond sont en verre qui se laissent facilement retirer pour le nettoyage.
La chaleur dégagée évite que les mâles ne tombent rapidement en apathie. La forte luminescence les attire vers la vitre arrière et rend la fermeture du trou d’accès inutile. Un léger décalage de la cage de vol par rapport à l’appareil d’insémination évite un éventuel éblouissement lors de la récolte de sperme.
Actuellement, avec les ampoules led, un petit chauffage réglé sur 25-28 degrés permet de les maintenir en bonne forme.
La cagette entière de transfert des mâles est posée dans la cage de vol. Après retirement des 4 bouchons aux coins, les mâles sortent et défèquent après un court vol contre la vitre arrière.
Avant l’insémination la reine est, libérée dans la cage de vol. Par des mouvements énergiques de l’abdomen la défécation a lieu dans un délai d’une ou deux minutes.
Le procédé d’insémination ultérieur avec du matériel d’abeilles bien préparé se réalise plus rapidement.
Comme il se dégage des données précédentes, un certain nombre de préparations aussi bien pour les reines que pour les drones sont nécessaires. Elles visent à ce que les deux sexes soient disponibles, matures, au même moment. Pour cela, l’observation d’un calendrier est indispensable. Dans ce plan de travail sont notés les jours du calendrier, où des travaux et contrôles sont à effectuer. Pour éviter des pointes de travail, l’apiculteur amateur doit en tenir compte lors de la planification. Le tableau en annexe fournit dans ce cas une aide à une programmation de base. Le mieux est la confection de photocopies sur lesquelles on indique les dates correspondantes. Une certaine marge est à prévoir.
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publié en français
par le Syndicat National d’Apiculture, Paris, 1990. épuisé. |
par Jos Guth LU-5460 Trintange Luxembourg |
