Les conditions météorologiques estivales influencent la survie hivernale des abeilles mellifères

La survie hivernale des colonies d’abeilles mellifères est fortement influencée par les températures estivales et les précipitations de l’année précédente, selon des chercheurs de Penn State, qui ont déclaré que leurs résultats suggèrent que les abeilles mellifères ont une gamme préférée de conditions estivales en dehors de laquelle leur probabilité de survivre l’hiver tombe.

Les résultats de cette étude, qui a utilisé plusieurs années de données d’enquête fournies par la Pennsylvania State Beekeeper’s Association et ses membres, ont permis le développement d’un outil de prévision de la survie hivernale des abeilles domestiques pour soutenir les décisions de gestion des apiculteurs, ont déclaré les chercheurs.

Les abeilles mellifères contribuent pour plus de 20 milliards de dollars en services de pollinisation à l’agriculture aux États-Unis et génèrent 300 millions de dollars supplémentaires par an en production de miel pour les apiculteurs américains, a noté l’auteure principale de l’étude, Martina Calovi, chercheuse postdoctorale au Earth and Environmental Systems Institute du Collège. des sciences de la terre et des minéraux.

« Cependant, la mortalité hivernale des colonies réduit considérablement les contributions économiques et écosystémiques des abeilles mellifères, qui ont subi des taux de mortalité hivernale estimés à plus de 53% de 2016 à 2019 aux États-Unis », a déclaré Calovi. «Bien que l’on sache que la mortalité hivernale varie d’une région à l’autre, le paysage et les facteurs météorologiques qui sous-tendent cette variation sont mal compris.

Les colonies d’abeilles mellifères ne sont pas dormantes pendant l’hiver, a souligné Calovi. Les abeilles restent actives et maintiennent la température de la ruche entre 75 et 93 degrés Fahrenheit en formant un groupe thermorégulateur, dans lequel elles s’organisent en une boule serrée et font vibrer leurs muscles de vol pour générer de la chaleur, permettant à la colonie de survivre lorsque les températures extérieures tombent en dessous de 50 F Cela leur permet de survivre à de longues périodes de froid.

«Pendant l’hiver, la colonie cesse de chercher du nectar et du pollen et s’appuie sur ses réserves alimentaires existantes, collectées pendant la saison de croissance des plantes», a-t-elle déclaré. « L’élevage de nouvelles abeilles cesse également, et la colonie dépend de la survie d’une cohorte d’abeilles à longue durée de vie qui est produite à l’automne. »

En conséquence, tous les facteurs qui limitent la capacité de la colonie à stocker des quantités adéquates de nourriture pendant l’été et l’automne, qui nuisent à une thermorégulation efficace pendant l’hiver ou qui réduisent la durée de vie des abeilles qui hivernent peuvent contribuer à la mortalité des colonies, a déclaré le co-auteur Christina Grozinger, Professeur Publius Vergilius Maro d’entomologie au Collège des sciences agricoles.

Parmi ces facteurs, a-t-elle dit, il y a les conditions météorologiques qui influent sur la disponibilité du fourrage, la capacité des abeilles à thermoréguler en hiver et le temps écoulé avant que les abeilles puissent amorcer l’élevage du couvain au printemps. D’autres dynamiques comprennent les pratiques de gestion des apiculteurs qui affectent les charges de parasites et d’agents pathogènes – en particulier la lutte contre les varroas qui transmettent des virus – et la qualité du fourrage et l’exposition aux pesticides en raison de l’utilisation des terres environnantes.

« Nous devons tenir compte de tous ces facteurs lors de la modélisation et de la prévision de la survie hivernale des abeilles domestiques », a déclaré Grozinger, « et cela nécessite de grands ensembles de données qui couvrent plusieurs types d’habitats, de microclimats et d’années. »

Pour collecter des données sur la gestion des apiculteurs et la survie hivernale, les chercheurs ont collaboré avec la Pennsylvania State Beekeepers Association, qui mène une enquête annuelle sur les pertes hivernales des apiculteurs de l’État. L’association a fourni des données de cette enquête couvrant trois hivers et contenant des informations sur 1 429 colonies d’abeilles mellifères dans 257 ruchers.

Pour chaque emplacement de rucher signalé, les chercheurs ont compilé des données sur les variables météorologiques et topographiques qui déterminent les conditions de température et d’humidité, ainsi que les variables du paysage qui influencent la disponibilité des ressources florales et le risque d’exposition aux insecticides. L’équipe a inclus des mesures agronomiques telles que des jours secs consécutifs et des degrés-jours de croissance, qui est une mesure de l’accumulation de chaleur utilisée pour estimer la croissance et le développement des plantes et des insectes pendant la saison de croissance.

Ces ensembles de données divers et complexes ont été intégrés et analysés à l’aide de Random Forest, un algorithme d’apprentissage automatique qui fusionne la sortie de plusieurs variables pour atteindre un seul résultat.

Comme l’équipe de recherche l’a rapporté récemment dans Rapports scientifiques, un facteur critique influençant la survie hivernale était la gestion des varroas. Les apiculteurs qui ont réussi à gérer les niveaux d’acariens Varroa, cependant, ont encore subi des pertes élevées (mortalité de 25 à 60%).

Pour ces apiculteurs, les quatre variables les plus importantes pour prédire la survie des colonies hivernales étaient les degrés-jours de croissance, la température maximale du quart le plus chaud, les précipitations pendant le quart le plus chaud et les précipitations pendant le quart le plus humide. Parmi ceux-ci, le prédicteur le plus fort était la croissance des degrés-jours au cours de l’été précédent, ce qui, selon les chercheurs, pourrait être lié à la disponibilité des ressources florales.

« L’importance des conditions météorologiques dans la prédiction de la survie des abeilles hivernales ressort clairement de notre analyse », a déclaré la co-auteure Sarah Goslee, écologiste à l’Unité de recherche sur les systèmes de pâturage et la gestion des bassins versants du Service de recherche agricole du Département de l’agriculture des États-Unis.

«Notre analyse nuancée de 36 conditions météorologiques et d’autres variables environnementales a révélé des effets néfastes des étés à la fois trop frais et trop chauds», a-t-elle déclaré. « Ce modèle peut être utilisé pour prédire la probabilité de succès de l’hivernage, à la fois pour l’année en cours et dans les scénarios de changement climatique futurs projetés. »

Le modèle a été utilisé pour développer un outil en temps réel pour prédire la probabilité de survie des abeilles mellifères en fonction des degrés-jours de croissance, a déclaré Grozinger, directeur du Center for Pollinator Research de Penn State. L’outil «BeeWinterWise» a été intégré à Beescape, un système d’aide à la décision piloté par le centre et utilisé par les apiculteurs et les conseillers techniques.

« Nous pensons qu’il s’agit de la première étude sur la survie hivernale des abeilles mellifères qui combine les facteurs météorologiques, topographiques et d’utilisation des terres », a déclaré Calovi. « Nos résultats démontrent à la fois le pouvoir prédictif des variables météorologiques sur la survie hivernale des abeilles domestiques et l’intérêt de répondre à ce type de question avec des méthodes d’apprentissage automatique. »

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Douglas Miller, professeur de recherche en géographie et directeur du Center for Environmental Informatics, College of Earth and Mineral Sciences, a également contribué à la recherche.

L’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture du département américain de l’Agriculture et la Fondation pour la recherche sur l’alimentation et l’agriculture ont soutenu ce travail.