Effects of pesticides on honey bees (Apis mellifera L.) : study of a specific route of exposure and evaluation of biochemical-physiological changes in the assessment of the pesticides toxicity

par Maria Teresa Renzi

Thèse de doctorat en Sciences agronomiques

Sous la direction de Luc P. Belzunces et de Stefano Maini.

Le président du jury était Marc Tchamitchian.

Les rapporteurs étaient Marc Tchamitchian, Paola Riolo.

  • Titre traduit

    Effets des pesticides chez l'abeille (Apis mellifera L.) : étude d'une voie spécifique d’exposition et des changements biochimiques et physiologiques dans l'évaluation de la toxicité des pesticides


  • Résumé

    Dans cette étude, des aspects importants du rapport entre pesticides et abeilles domestiques (Apis mellifera L.) ont été traités. Dans la première partie, les effets de l’exposition des abeilles aux poussières contaminées avec trois neonicotinoides et le fipronil ont été étudiés. En fait, des quantités considérables de ces pesticides, utilisés pour l’enrobage des semences, sont dispersées pendant le semis du mais, et peuvent donc représenter une voie d’exposition des abeilles.En particulier, une voie spécifique d’exposition, le contact indirect, a été pris en compte. Les effets létaux et sub-létaux (mortalité aigue, butinage, développement des colonies, capacité d’orientation) des poussières ont été évalués en laboratoire, en tunnel et en plein champ. La dispersion réelle des poussières pendant le semis avait été évalué précédemment.Les résultats ont montré un effet significatif, sur la mortalité, de l’exposition aux poussières contaminées avec neonicotinoides et fipronil, en laboratoire et en tunnel. Par contre, la capacité d’orientation des abeilles n’a été pas influencée par l’exposition aux concentrations testées.Dans la deuxième partie de la recherche, on a étudié l’impact de différentes pesticides (chimiques et biologiques) sur les changements biochimiques et physiologiques des abeilles exposées. Ces paramètres on été évalué pour différentes façons et durées d’exposition. En particulier, trois expérimentations ont été effectuées en combinant les spores de Bacillus thuringiensis avec la deltamethine, les spores de Bt avec le fipronil et le traitement avec deltamethrine et le fongicide difenoconazole. Certains enzymes impliqués dans la détoxification, le stress oxydant et le métabolisme énergétique (GST, ALP, SOD, CAT, G6PDH, GAPDH) ont été sélectionnés pour évaluer les variations de leur activité suite à l’exposition aux pesticides. L’analyse des différents indicateurs biochimiques, comme le GST et le ALP, a mis en évidence des variations physiologiques qui peuvent être liés à l’exposition aux pesticides. Cette méthodologie pourrait donc représenter un nouvel aspect de l’évaluation des effets sub-létaux des pesticides chez l’abeille.


  • Résumé

    In this study, some important aspects of the relationship between honey bees (Apis mellifera L.) and pesticides have been investigated. In the first part of the research, the effects of the exposure of honey bees to neonicotinoids and fipronil contaminated dusts were analyzed. In fact, considerable amounts of these pesticides, employed for maize seed dressing treatments, may be dispersed during the sowing operations, thus representing a way of intoxication for honey bees. In particular, a specific way of exposure to this pesticides formulation, the indirect contact, was taken into account. To this aim, we conducted different experimentations, in laboratory, in semi-field and in open field conditions in order to assess the effects on mortality, foraging behaviour, colony development and capacity of orientation. The real dispersal of contaminated dusts was previously assessed in specific filed trials. The results showed a significant effect on mortality of neonicotinoids and fipronil contaminated dusts, both in laboratory and in semi-field trials. However, no effects were evidenced in honey bees orientation capacity.In the second part, the impact of various pesticides (chemical and biological) on honey bee biochemical-physiological changes, was evaluated. Different ways and durations of exposure to the tested products were also employed. Three experimentations were performed, combining Bt spores and deltamethrin, Bt spores and fipronil, difenoconazole and deltamethrin. Several important enzymes (GST, ALP, SOD, CAT, G6PDH, GAPDH) were selected in order to test the pesticides induced variations in their activity. In particular, these enzymes are involved in different pathways of detoxification, oxidative stress defence and energetic metabolism. The analysis of different biochemical indicators highlighted some interesting physiological variations that can be linked to the pesticide exposure. We therefore stress the attention on the possibility of using such a methodology as a novel toxicity endpoint in environmental risk assessment.


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