Huit jours sous l’eau, immobiles, sans la moindre bulle d’air visible. Un insecte terrestre devrait y rester. Les reines bourdons, elles, en ressortent vivantes. Une équipe de l’Université d’Ottawa vient de comprendre comment, et la réponse pourrait changer ce que l’on sait sur la résilience des pollinisateurs face au réchauffement climatique.
L’étude, publiée le 11 mars dans la revue Proceedings of the Royal Society B, documente pour la première fois les mécanismes physiologiques qui permettent à ces insectes de survivre à une submersion prolongée. Un résultat qui dépasse le cadre de la biologie des insectes : les bourdons pollinisent des dizaines de cultures dont dépend directement notre alimentation.
Un labo transformé en piège aquatique
Le professeur Charles-Antoine Darveau et sa collègue Sabrina Rondeau, chercheuse postdoctorale, sont partis d’une observation simple. Chaque hiver, les reines de bourdons s’enfouissent dans le sol pour entrer en diapause, un état comparable à une hibernation profonde où leur métabolisme chute de plus de 95 %. Au printemps, la fonte des neiges et les pluies transforment régulièrement ces cavités en piscines souterraines. Jusqu’ici, on supposait que les reines piégées se noyaient.
Pour vérifier, l’équipe a reproduit ces conditions en laboratoire. 51 reines de bourdons fébriles (Bombus impatiens) ont été plongées en diapause pendant quatre à cinq mois, puis immergées dans des tubes remplis d’eau. Résultat : après huit jours complets de submersion, les reines étaient toujours en vie.
« Cette étude est née d’une discussion avec ma co-autrice, dont les travaux récents montraient que ces reines pouvaient survivre à une submersion de plus d’une semaine, ce qui est extraordinaire pour un insecte terrestre », raconte le professeur Darveau dans un communiqué relayé par EurekAlert.
Respirer sous l’eau, puis fonctionner sans oxygène
L’explication tient en deux stratégies complémentaires que personne n’avait documentées chez les bourdons.
Première stratégie : un échange gazeux discret mais continu à travers la cuticule, cette fine carapace qui recouvre leur corps. Les chercheurs ont mesuré une production constante de CO2 pendant toute la durée de l’immersion, tandis que l’oxygène dissous dans l’eau diminuait progressivement. Autrement dit, les reines respirent bel et bien sous l’eau, à un rythme extrêmement ralenti.
Seconde stratégie : un basculement partiel vers le métabolisme anaérobie, celui qui produit de l’énergie sans oxygène. L’équipe a retrouvé des quantités significatives d’acide lactique dans le corps des reines immergées. Le même mécanisme qui brûle les muscles d’un sportif en plein effort fonctionne ici à l’échelle d’un insecte de quelques grammes, sur une durée de plusieurs jours.
« Elles ne se contentent pas d’une seule stratégie, souligne le professeur Darveau. Elles combinent les échanges gazeux sous-marins et le métabolisme anaérobie. C’est cette flexibilité qui leur permet de survivre dans ces conditions extrêmes. »
La facture de huit jours sans air
Sortir vivante de l’eau ne signifie pas s’en tirer sans séquelles. Dès que les reines retrouvent l’air libre, leur métabolisme s’emballe pendant deux à trois jours. Le corps doit éliminer l’acide lactique accumulé, un processus énergivore qui rappelle la dette d’oxygène contractée par un coureur de fond après sa ligne d’arrivée.
« Cette accélération du métabolisme coïncide avec l’élimination du lactate accumulé, précise le chercheur. Il s’agit d’une phase de récupération. Au bout d’une semaine environ, leur métabolisme revient à son niveau normal de diapause. »
La survie est donc possible, mais coûteuse. Si plusieurs épisodes d’inondation se succèdent avant le réveil complet de la reine, ses réserves d’énergie risquent de ne pas suffire. Une seule submersion est gérable. Deux ou trois d’affilée pourraient signer son arrêt.
Des piliers de l’alimentation mondiale en déclin
Ces résultats dépassent la curiosité zoologique. Les bourdons figurent parmi les pollinisateurs les plus efficaces de la planète. Selon le rapport de référence de la Plateforme intergouvernementale sur la biodiversité (IPBES), publié en 2016, 75 % des espèces cultivées pour l’alimentation dépendent, au moins en partie, de la pollinisation animale. Les bourdons excellent sur des cultures que les abeilles domestiques peinent à polliniser : tomates, aubergines, poivrons, myrtilles. Leur technique de vibration, où ils secouent la fleur pour en libérer le pollen, reste irremplaçable pour ces espèces.
Or la situation des bourdons est préoccupante. En Europe, une espèce sur quatre est menacée d’extinction selon la liste rouge de l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN). En Amérique du Nord, une étude publiée dans la revue Science en 2020 par des chercheurs de l’Université d’Ottawa estimait que les populations de bourdons avaient chuté de 46 % en l’espace de vingt ans. Pesticides, perte d’habitats, maladies transmises par les abeilles d’élevage : les pressions convergent.
Dans ce contexte, découvrir qu’au moins une espèce possède un mécanisme de résistance aux inondations apporte une nouvelle encourageante. Pas un motif de relâchement, mais un indice que la résilience du vivant recèle encore des surprises.
Le vrai test se joue au printemps
La découverte prend tout son sens face aux projections climatiques. Le GIEC prévoit une intensification des épisodes de précipitations extrêmes dans les latitudes moyennes d’ici la fin du siècle. En France, les crues printanières deviennent plus fréquentes à mesure que les hivers se réchauffent et que la neige fond plus tôt. Les reines bourdons, enterrées à quelques centimètres sous la surface, se retrouvent en première ligne.
« Cette étude montre à quel point ces pollinisateurs sont résistants, résume le professeur Darveau. Comprendre ces mécanismes nous aide à prédire comment les populations de bourdons pourraient faire face à des inondations printanières de plus en plus fréquentes. »
Reste une limite de taille : les tests n’ont porté que sur le bourdon fébrile, Bombus impatiens, une espèce nord-américaine. Le bourdon terrestre (Bombus terrestris), celui que l’on croise dans les jardins français, possède-t-il les mêmes capacités ? L’équipe d’Ottawa a annoncé vouloir tester d’autres espèces dans les mois à venir. Les premiers résultats sont attendus avant la fin de l’année.
