VARROA DESTRUCTOR, PARASITE DES ABEILLES ......Le Mystère de la disparition des abeilles est un...

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Présentation de la vidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Générique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Principaux thèmes abordés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Contenus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Niveaux, disciplines, compétences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Texte de référence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Notions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Vocabulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Découpage du film . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Suggestions d’activités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Fiche élève 1 – Prendre conscience de la place primordiale des abeilles dans notre environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Fiche élève 2 – Établir un modèle mathématique de croissance démographique pour une population de parasites avec ou sans traitement biocide . . . . . . . . . . . . 7

Fiche élève 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Activité – Prendre conscience de la place primordiale des abeilles dans notre environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Fiche élève 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Activité 1 – Évaluer la croissance démographique d’une population de parasites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Activité 2 – Une modélisation pour estimer l’impact d’un traitement antiparasitaire efficace à 99 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Corrigé Fiche élève 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Corrigé Fiche élève 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

VARROA DESTRUCTOR, PARASITE DES ABEILLES DOMESTIQUES

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Présentation de la vidéo

Générique

Réalisateur : Mark Daniels

Producteur : Studio International

© 2010 Arte France/Telfrance/Galafilm Productions (XI) Inc

Durée : 12 min 04 s

Description

Le Mystère de la disparition des abeilles est un documentaire qui dresse un état des lieux de l’effondrement massif des colonies d’abeilles (CCD : Colony Collapse Disorder) dans le monde. Cette enquête nous emmène en différents points de la planète, à l’écoute de témoignages d’apiculteurs, scientifiques, écologistes, toxicologistes, neurobiologistes.

L’étude décortique, sous un angle scientifique, les effets potentiels ou avérés de l’appauvrissement de l’environnement en plantes pollinifères et mellifères, de l’impact d’agents pathogènes (parasites, champignons et virus), de l’utilisation répétée de certains produits phytosanitaires (pollutions et produits phytopharmaceutiques susceptibles d’impacter les ruches), de certaines pratiques apicoles (monoculture et pollinisation forcée).

Varroa destructor, parasite des abeilles domestiques

La séquence vidéographique Varroa destructor, parasite des abeilles domestiques s’intéresse plus particulièrement aux effets néfastes de cet acarien dont l’abeille est l’hôte naturel. L’enquête menée nous permet ainsi de découvrir l’histoire de ce parasite, son introduction en Europe, son cycle de développement corrélé à celui de l’abeille, ses effets physiologiques morbides, sa participation dans le CCD, mais aussi les stratégies développées pour enrayer sa dissémination…

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Principaux thèmes abordés

−− Les effets de pratiques humaines sur la biodiversité : l’indispensable transhumance des abeilles

−− La mondialisation : vecteur naturel de parasites

−− Le CCD : syndrome d’effondrement des colonies d’abeilles

−− La coévolution : un lien étroit entre le parasite et son hôte

−− Une faiblesse naturelle du système immunitaire des abeilles

−− L’immunité sociale : lorsque le comportement hygiénique permet de contrôler la population de varroas

−− Le séquençage du génome de l’abeille : une trentaine de gènes de prédisposition impliqués dans l’immunité sociale d’Apis mellifera

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Contenus

Niveaux, disciplines, compétences

Niveau/Discipline

Terminale S/Sciences de la vie et de la Terre : « Thème 1. La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant – 1.A.3. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité ; 1.A.5. Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes »

Compétences cognitives

Constater que l’occupation du milieu par les êtres vivants varie au cours des saisons. Elles se caractérisent par les alternances de formes animales (adultes, larves) selon les modalités du développement des organismes vivants.

Comprendre que l’influence de l’homme sur le peuplement peut être directe (utilisation de pesticides, traitements fongicides, acaricides…).

Prendre conscience que la pollinisation de nombreuses plantes repose sur une collaboration animal pollinisateur/plante. Cette collaboration est le produit d’une coévolution.

Montrer que la diversité des populations change au cours des générations sous l’effet de la pression du milieu, de la concurrence entre êtres vivants et du hasard.

Comprendre que l’évolution est la transformation des populations qui résulte de ces différences de survie et du nombre de descendants.

Savoir que l’immunité innée ne nécessite pas d’apprentissage préalable, est génétiquement héritée et est présente dès la naissance. Elle repose sur des mécanismes de reconnaissance et d’action très conservés au cours de l’évolution.

Comprendre que le développement de comportements nouveaux, transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique, est aussi source de diversité.

Compétences méthodologiques

S’informer à partir d’un document vidéo et de son commentaire.

Sélectionner les informations utiles.

Informer.

Mettre en relation les informations.

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Pratiquer un raisonnement scientifique, argumenter, critiquer.

Communiquer à l’aide de langages et outils adaptés.

Utiliser l’outil numérique (TICE).

Texte de référence

Ministère de l’Éducation nationale, Annexe – Programme de l’enseignement spécifique et de spécialité de SVT – Classe terminale de la série scientifique, Bulletin officiel [En ligne.], bulletin spécial n° 8 du 13 octobre 2011.

Notions

−− La pollinisation croisée, source de diversité

−− La relation hôte/parasite

−− Les cycles de développement

−− Le séquençage du génome de l’abeille, les gènes de l’immunité, gènes de disposition

−− Immunité individuelle et immunité sociale chez les insectes

Vocabulaire

−− Transhumance

−− Parasite hématophage

−− Hôte/vecteur

−− Acaricide

−− Cycle parasitaire/cycle de développement

−− Protéine inhibitrice

−− Agents, micro-organismes opportunistes

−− Gènes de disposition

−− Comportement hygiénique

−− Hybridation

−− Lignée résistante

http://cache.media.education.gouv.fr/file/special_8_men/01/2/SVT_S_197012.pdf

http://cache.media.education.gouv.fr/file/special_8_men/01/2/SVT_S_197012.pdf

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Découpage du film

00 min 00 s : La transhumance, pratique devenue indispensable à l’entretien des ruchers. Jean Brun explique comment et pourquoi son métier d’apiculteur a dû évoluer, en réponse aux modifications de cultures survenues en Camargue depuis trente ans. La diminution marquée de la diversité florale, associée à la présence de concentrations trop importantes d’insecticides dans cette région, l’oblige à transhumer, deux fois par an, ses colonies vers les champs de lavande de Haute-Provence.

01 min 32 s : Varroa destructor, le fléau venu de l’Orient. Au laboratoire de protection de l’abeille de l’INRA en Avignon, Yves Le Conte, directeur de recherche, présente le varroa, acarien hématophage tueur d’abeilles. L’introduction de ce parasite en Europe est un des effets de la mondialisation opérée au début du xxe siècle. Initialement parasite d’Apis cerana, le varroa a profité de l’introduction d’Apis mellifera en Asie pour l’infester et tirer avantage de ses faibles défenses antiparasitaires. La commercialisation des reines a rapidement permis au varroa de coloniser la totalité des ruchers, en Europe, Afrique, Amériques et même en Écosse.

04 min 04 s : Des stratégies réfléchies pour entraver la prolifération du varroa. Chercher les faiblesses du parasite, étudier son cycle de développement, identifier les pathogènes dont il est vecteur, détecter et isoler des abeilles devenues tolérantes ou résistantes, explorer leur génome, telles sont les recherches actuellement menées en France, Allemagne, États-Unis, Canada.

07 min 33 s : Un espoir tourné vers la génétique. La découverte récente, dans l’ouest de la France, de colonies d’abeilles capables de détecter les nymphes parasitées et de s’en débarrasser permet de nourrir de sérieux espoirs sur l’éradication du varroa. Ces colonies sont capables, par leur comportement hygiénique, de contrôler la prolifération du parasite. Les techniques récentes d’étude moléculaire (puce à ADN) ont permis d’identifier une trentaine de gènes s’exprimant spécifiquement chez les abeilles capables de reconnaître les nymphes parasitées et associés à leur comportement (immunité collective et comportement hygiénique). Chez les abeilles, une forte disposition génétique pour la coopération sociale peut ainsi compenser, en partie, la faiblesse du système immunitaire des individus. Les lignées résistantes d’abeilles seraient plus sensibles aux odeurs associées à la présence de varroa. La sélection de reines résistantes et leur hybridation avec des lignées efficaces dans la production de miel peuvent représenter une des clés pour l’avenir des colonies d’Apis mellifera.

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Suggestions d’activités

Fiche élève 1 – Prendre conscience de la place primordiale des abeilles dans notre environnement

L’activité proposée vise à faire ressortir le rôle essentiel des abeilles dans notre quotidien. Il s’agit ici d’observer la composition d’un petit déjeuner et de réfléchir à son devenir dans un monde dépourvu d’abeilles.

Le travail, établi sous forme de légendes, doit être accompagné d’une argumentation explicitant les différences envisagées. (S’informer, Informer, Réaliser [TICE], Argumenter, Communiquer.)

Fiche élève 2 – Établir un modèle mathématique de croissance démographique pour une population de parasites avec ou sans traitement biocide

G. White nous présente un traitement acaricide appliqué dans ses ruches

En prenant appui sur l’intervention de Graham White, écologiste apiculteur (séquence de 04 min 08 s 05 min 32 s) et en fournissant quelques données chiffrées concernant le cycle de reproduction d’un parasite acarien X, l’élève doit évaluer la croissance démographique de ce parasite. Le modèle propose d’abord un contexte dépourvu de traitement antiparasitaire puis intègre l’application d’un traitement efficace à 99 %. L’élève doit ici utiliser, de manière pertinente, les

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connaissances acquises en mathématiques pour présenter des résultats exacts. Une aide à la résolution peut être mise à disposition. (Sélectionner, Mettre en relation les informations utiles, Réaliser [calculer], Communiquer.)

L’exploitation et la conversion des données numériques obtenues en un graphique construit avec Calc ou Excel permettent alors de présenter l’efficacité reproductrice du parasite, mais aussi et surtout la relative inefficacité du traitement acaricide (ce que cite Graham White dans son intervention). (Réaliser [TICE], Argumenter, Communiquer à l’aide de langages et outils adaptés.)

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Fiche élève 1

Sciences de la vie et de la Terre/Terminale S

Objectifs

−− Recenser les informations utiles.

−− Mobiliser le vocabulaire scientifique.

−− Mettre en lien les informations utiles.

−− Argumenter.

Activité – Prendre conscience de la place primordiale des abeilles dans notre environnement

Consigne – La photographie suivante présente un petit déjeuner classique français. Identifiez dans ce petit déjeuner les produits alimentaires qui seraient absents dans un écosystème sans abeilles. Justifiez vos choix.

Un petit déjeuner équilibré

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Fiche élève 2

Sciences de la vie et de la Terre/Terminale S

Objectifs

−− Sélectionner les informations utiles et les mettre en lien.

−− Mobiliser le vocabulaire scientifique.

−− Réaliser des calculs. Confronter des résultats. Argumenter.

−− Réaliser un graphique légendé à l’aide d’un tableur/grapheur.

Activité 1 – Évaluer la croissance démographique d’une population de parasites

On considère un parasite X dont les femelles sont capables de se reproduire cinq fois au cours d’une saison (une saison = cinq cycles de reproduction). Chaque femelle est capable, au cours d’un cycle, de donner naissance à six autres femelles, lesquelles deviendront à leur tour pondeuses au cours de leur cycle de reproduction.Le tableau suivant vise à présenter le nombre de femelles pondeuses recensées à la fin de chaque cycle. On considère la présence d’une seule femelle parasite en début de saison à la date t0.

Tableau de recensement de la population de parasites X

Date t0 = début de saison

1er cycle 2e cycle 3e cycle 4e cycle 5e cycle

Nombre de femelles recensées

1 7 49

Consigne – Compte tenu des données fournies, évaluez la population de parasites femelles aux 3e, 4e et 5e cycles (= fin de la première saison de reproduction).

Aide à la résolution :Explication pour les premières valeurs fournies dans le tableau :−− effectif de la population à la fin du 1er cycle = 1 + 6 = 7−− effectif de la population à la fin du 2e cycle = 7 + 7 x 6 = 7 (1 + 6) = 7² = 49

On peut ici définir une suite géométrique de premier terme Uo = 1 et de raison q = 7. On a alors Un = 7n où Un désigne le nombre de femelle pour n cycles.

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Activité 2 – Une modélisation pour estimer l’impact d’un traitement antiparasitaire efficace à 99 %

Consigne – Compte tenu de l’effectif important de parasites à la fin de la première saison, un traitement antiparasitaire (acaricide) chimique est appliqué. Son efficacité est évaluée à 99 %. Cette valeur signifie que 99 % des femelles seront tuées à l’issue du traitement appliqué.Répondez aux questions suivantes.

1. Évaluez le nombre de femelles non tuées par le traitement appliqué à la fin de cette première saison.

2. Évaluez le nombre de femelles présentes à la fin de la deuxième saison (en l’absence d’autres traitements antiparasitaires).

3. Évaluez le nombre de femelles présentes à la fin des saisons n° 3, n° 4 et n° 5 avec traitement antiparasitaire à la fin de chaque saison.

4. Utilisez un tableur/grapheur de type Excel ou Calc pour convertir les données obtenues en graphique légendé.Aide à la résolution : penser à sélectionner une échelle logarithmique pour l’axe des ordonnées

5. Discutez sur l’efficacité du traitement chimique employé et sur le(s) problème(s) engendré(s) par une répétition trop fréquente.

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Corrigé Fiche élève 1

Activité – Prendre conscience de la place primordiale des abeilles dans notre environnement

Parmi les aliments proposés dans ce petit déjeuner, l’élève doit envisager la disparition de la confiture, des amandes, des quartiers de pomme ainsi que du jus de pommes.

Ces produits alimentaires sont en effet issus de la pollinisation de fleurs par les abeilles.

La banane (variété domestiquée/commerciale = variété polyploïde stérile), quant à elle, est dépourvue de graines et donc non issue de la pollinisation.

La fleur présentée ne peut être considérée comme un aliment.

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Corrigé Fiche élève 2(L’élève doit, dans cette démarche d’investigation, utiliser les connaissances acquises en mathématiques [suites géométriques] pour présenter des résultats exacts.)

Activité 1 – Évaluer la croissance démographique d’une population de parasites

Tableau de recensement de la population de parasites X (corrigé)

Date t0 = début de saison

1er cycle 2e cycle 3e cycle 4e cycle 5e cycle

Nombre de femelles recensées

1 7 49 343 2401 16807

Modalités de calcul :3e cycle : nouveau + ancien (2e cycle) = 6 x 7² + 7² = 7² (1 + 6) = 73 = 3434e cycle : nouveau + ancien (3e cycle) = 74 = 2 4015e cycle : nouveau + ancien (4e cycle) = 75 = 16 807

Activité 2 – Une modélisation pour estimer l’impact d’un traitement antiparasitaire efficace à 99 %

1. Nombre de femelles parasites non tuées par le traitement appliqué à la fin de la première saison : 16807 x (1 – 99 ) ≈ 168 100

2. Nombre de femelles présentes à la fin de la deuxième saison (en l’absence d’autres traitements antiparasitaires) ≈ 168 x 75 = 2 824 753

3. Nombre de femelles présentes à la fin des saisons n° 3, n° 4 et n° 5 avec traitement antiparasitaire à la fin de chaque saison :Fin de la saison n° 3 : n = 474 756 151Fin de la saison n° 4 : n = 79 792 266 298Fin de la saison n° 5 : n = 13 410 686 196 640

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4. Conversion des données obtenues en graphique légendé (avec échelle logarithmique) :

Graphique illustrant les variations démographiques du parasite X avec application d’un traitement antiparasitaire à la fin de chaque saison de reproduction

5. Efficacité du traitement appliqué : compte tenu de l’effectif affiché de la population à la fin de chaque saison, la réponse est sans nul doute NON. Il vaut mieux parler d’efficacité relative du traitement.Problème(s) occasionné(s) par une répétition trop fréquente de ce traitement chimique :−− possibilité d’envisager l’acquisition progressive d’une résistance du parasite

face à l’acaricide chimique appliqué ;−− envisager aussi l’effet néfaste du traitement chimique sur l’environnement.

Vous trouverez une sélection de ressources complémentaires (bibliographie, sitographie…) dans la fiche de présentation de la vidéo

sur lesite.tv

Livret rédigé par Alain Menessart © SCÉRÉN-CNDP, 2013

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