Les effets de la gelée royale sur la croissance des insectes

Dans le cadre de leur TIPE pour le concours AGRO-VETO 2017, 2 étudiants Léa Florsheimer et Guilhem Huau, ont expérimenté les propriétés de la gelée royale sur la croissance de la mouche du vinaigre, la drosophyle.

Une cure de gelée royale procure des bienfaits à l’organisme. Ses propriétés sont étonnantes. Dans le cas des reines d’abeilles, sa composition est responsable de leur grande taille, mais surtout de leur fertilité et de leur longévité. Nous nous sommes donc intéressés à son effet sur la croissance toujours en vue de comparer la qualité de différentes gelées.

Étude de l’impact de la gelée royale sur la croissance : mesures de la taille des capsules céphaliques de drosophila melanogaster.

Les larves qui reçoivent de la gelée royale voient leur poids multiplier par 500 en 5 jours. Les effets prodigieux de la gelée royale peuvent-il se reproduire chez d’autres insectes comme la drosophile ?

Pourquoi rechercher un effet de la gelée royale sur la croissance des drosophiles ?

La gelée royale est la nourriture fournie aux larves qui donneront exclusivement des reines. Ces abeilles sont bien plus imposantes en taille (longueur et épaisseur) que les ouvrières (15-20mm contre 11-13mm de longueur). On attribut souvent à la gelée royale un effet comparable à celui de facteurs de croissance. Notre idée est d’observer l’effet d’une nourriture enrichie en gelée royale sur des insectes morphologiquement comparables à l’abeille. Nous avons choisi de travailler sur des drosophiles (Drosophilia melanogaster) car les abeilles sont peu actives en automne et en hiver, de plus les drosophiles sont bien plus faciles à manipuler, moins coûteuses et ont un cycle de développement bien plus rapide. La drosophile était donc, pour nos besoins, le meilleur remplaçant possible.
Nous avons choisi d’utiliser les lignées 16 et 19 uniquement par souci de matière première : nous n’avions pas assez de gelée issue des lignées 5 et 22 (utilisées en microbiologie) pour cette expérience.

Nous partons sur l’hypothèse que la gelée royale est à l’origine d’une taille adulte plus grande chez les drosophiles comme pour les abeilles et donc que les tailles de leur capsule céphalique sont plus importantes en moyenne lorsqu’elles sont nourries avec de la gelée royale.

Protocole d’expérimentation avec la gelée royale et mesures effectuées

On sépare les drosophiles mâles et femelles en s’assurant que les femelles n’ont pas été fécondées (on les isole au moins 72h). On prépare dans des tubes d’élevage des milieux nutritifs : il s’agit de mélanger un milieu nutritif standard (levure sèche + eau) à de la gelée royale à raison d’1/8° du volume (choix arbitraire), excepté pour le témoin. Puis on y introduit 5 couples de drosophiles. Une fois que les œufs pondus atteignent le stade de pupe on retire les parents pour ne garder que les 6 individus exclusivement nourris avec le milieu d’intérêt. Les drosophiles se trouvent dans des tubes d’élevages tous consignés dans une étuve à 25°C (température optimale d’élevage). Au bout d’une dizaine de jours, les adultes sont tués (éther) puis récupérés. Nous avons finalement mesuré la largeur de leur capsule céphalique (exosquelette sclérifié) dont la taille ne varie pas après la mort contrairement au reste du corps. Des photographies sur papier millimétré à la loupe binoculaire permettent d’effectuer les mesures à l’aide du logiciel Mesurim.

Résultats sur les effets sur la croissance de la gelée royale

• La gelée 1 se différencie de la gelée 2 et du témoin : elle a un effet positif significatif sur la croissance (des capsules céphaliques) des drosophiles.
• On ne peut différencier la gelée 2 et le témoin (les barres d’erreur se recoupent), la gelée 2 n’a donc aucun impact significatif sur la croissance des drosophiles.
• On ne peut conclure sur l’effet de la gelée royale sur la croissance : visiblement cet effet diffère selon la gelée utilisée. Il faudrait poursuivre l’expérience avec plus de gelées différentes pour le confirmer.

La gelée royale a-t-elle un effet sur la croissance des drosophiles  ?

Les résultats obtenus ne permettent pas de dégager un effet positif certain sur la croissance : l’effet peut être neutre comme pour la gelée 2 et rien n’avance que d’autres gelées n’aient pas d’effet négatif. Il faudrait donc comparer plus de gelées différentes pour conclure.

• La quantité de gelée incorporée au milieu nutritif a été définie arbitrairement. De plus nous n’avons pas fait varier cette quantité. Si l’effet de la gelée est dose dépendant, il est possible que notre expérience soit trop restreinte pour être représentative de cet effet. Il faudrait donc envisager de reproduire cette expérience avec différentes quantité de gelée royale.
• Il faut noter que nous avons utilisé du papier millimétré ne permettant pas une grande précision de mesure Si nous avions eu à disposition des outils plus précis, nous aurions peut-être pu réduire l’erreur liée à la mesure.
• Le fait que la gelée issue de la lignée n°16 se différencie de la gelée n°19 pourrait s’expliquer par une composition différente des deux gelées notamment en molécules impliquées dans le phénomène de croissance.
• L’expérience étant longue (plus de 10 jours), elle n’a été réitérée que 4 fois, la répétabilité est donc faible et le nombre de drosophiles mesurées limité. Cependant 49 mesures par gelée et témoin permettent tout de même de faire une analyse statistique correcte de nos résultats. De plus, les facteurs de variabilité étant faibles et les manipulations relativement élémentaires nous n’avons pas eu à distinguer les drosophiles issues des différentes expériences. Si la quantité de gelée est correctement définie, que le nombre de gelées comparées est suffisamment important et que les outils de mesure sont adaptés, cette expérience simple et permettant de faire de nombreuses mesures pourrait être utilisée pour conseiller les apiculteurs sur le choix des lignées en fonction de la qualité de leur gelée non seulement pour la vente de gelée mais également pour l’élevage des reines.
• Il faut néanmoins rappeler que les drosophiles sont génétiquement éloignées des abeilles et ne sont pas des insectes sociaux organisés en castes comme ces dernières, de plus les soins procurés à la larve sont très différents chez ces deux insectes, en effet il n’y a pas de rôles définis chez les drosophiles comme chez les abeilles, par exemple toutes les femelles peuvent pondre tandis que chez les abeilles ce ne sera que la reine. On ne peut donc pas confondre l’effet de la gelée royale observé chez les abeilles aux drosophiles : il est possible que cet effet diffère selon l’espèce et que les soins des abeilles nourrices y soient pour beaucoup dans la croissance différentielle des ouvrières et des reines.

Pour compléter vos connaissances
 Un article sur la composition de la gelée royale secrétée par les abeilles,
 Une expérimentation sur les propriétés antibactériennes de la gelée royale sur le staphylocoque doré.