Rôle de la sérotonine dans l’agressivité et sa modulation par la phéromone d’alarme, chez l’abeille Apis mellifera
Encadrants :
- Simon Marty (chercheur post-doctorant) : simon.marty@utoulouse.fr
- Jean-Marc Devaud (professeur) : jean-marc.devaud@utoulouse.fr
Laboratoire d’accueil : Équipe ExPlaIn – Centre de Recherches sur la Cognition Animale, Centre de Biologie Intégrative, Toulouse Site de l’équipe ExPlaIn
Contexte : Pour se défendre contre les attaques de prédateurs, l’abeille domestique Apis mellifera déclenche un comportement collectif où des gardiennes, chargées de détecter les menaces, émettent une phéromone d’alarme qui signale le danger et permet le recrutement de congénères qui vont attaquer la menace de manière coordonnée. Ce comportement peut être transposé en laboratoire en exposant des abeilles au composé majoritaire de la phéromone d’alarme (l’isopenthylacétate, IPA) permettant ainsi d’étudier comment cette réponse agressive est régulée. Il a ainsi été démontré que tous les membres de la colonie n’ont pas le même degré de sensibilité à ce composé, avec l’âge, la division du travail, ainsi que la saison apparaissant comme des facteurs importants de cette variabilité. Par exemple, les abeilles d’hiver qui survivent durant tout l’hiver et ont donc une durée de vie plus importante que les abeilles d’été, ne répondent pas à l’IPA. D’autre part, l’IPA induit des modifications du comportement, dont une réduction des capacités d’apprentissage olfactif.
Les amines biogènes, qui agissent comme neurotransmetteurs ou neuromodulateurs, jouent un rôle important dans la modulation des comportements et dans la division du travail chez les espèces sociales. La sérotonine notamment est impliquée dans la régulation de l’agressivité et dans la réponse à l’IPA. En effet, l’application de sérotonine sur des abeilles augmente leur niveau d’agressivité tandis que l’exposition à l’IPA induit une augmentation de sérotonine dans le cerveau central (Nouvian et al 2018). Le but de ce stage sera de préciser le(s) rôle(s) de la sérotonine dans l’agressivité et sa modulation par l’IPA et de déterminer si ce(s) rôle(s) sont différentiellement modulés chez les abeilles d’été et les abeilles d’hiver. Les expériences consisteront à mesurer le niveau d’agressivité d’abeilles chez lesquelles l’action de la sérotonine aura été manipulée expérimentalement, en réponse à une attaque simulée dans un dispositif expérimental de laboratoire. On caractérisera les différences entre les deux types d’abeilles, aussi bien dans le niveau basal d’agressivité que dans son augmentation lors de l’exposition à l’IPA. Si l’avancement du stage le permet, d’autres facteurs biologiques et/ou environnementaux susceptibles de réguler ces comportements pourront être étudiés également.
Objectifs du stage Ce stage vise à préciser le(s) rôle(s) de la sérotonine dans l’agressivité et sa modulation par l’IPA, et à déterminer si ce(s) rôle(s) sont différentiellement modulés chez les abeilles d’été et les abeilles d’hiver.
Les expériences consisteront à :
- Mesurer le niveau d’agressivité d’abeilles chez lesquelles l’action de la sérotonine aura été manipulée expérimentalement
- Caractériser les différences entre les deux types d’abeilles (niveau basal d’agressivité et son augmentation lors de l’exposition à l’IPA)
- Si l’avancement du stage le permet, étudier d’autres facteurs biologiques et/ou environnementaux susceptibles de réguler ces comportements
Techniques utilisées
- Tests comportementaux d’agressivité
- Approche pharmacologique par injection ou application topique
Compétences recherchées
- Rigueur dans la réalisation d’expériences comportementales
- Esprit d’équipe
- Autonomie
- Adaptabilité
Période du stage Début à mi-2027 (5-6 mois, gratifié)
Référence bibliographique Nouvian M, Mandal S, Jamme C, Claudianos C, d’Ettorre P, Reinhard J, Barron AB, Giurfa M. 2018. Cooperative defence operates by social modulation of biogenic amine levels in the honey bee brain. Proc. R. Soc. B 285: 20172653.