Thèse de doctorat--Sciences naturelles--Faculté des sciences de Paris, 1909. N°: 1330. / Notes bibliogr.

L'industrie apicole occupe une place cruciale au sein de l'économie canadienne et est en expansion depuis plusieurs années. Les conditions climatiques du pays entraînent cependant des pertes importantes de colonies et limitent l'élevage de reines tôt au printemps. Les apiculteurs doivent donc importer des reines d'autres pays afin de remplacer les colonies perdues, ce qui contribue à la dissémination d'agents pathogènes et de lignées d'abeilles ayant des traits génétiques indésirables pour l'apiculture canadienne. L'acquisition de reines locales au printemps est donc souhaitable et pourrait être facilitée par l'hivernage de reines en banques. En élevant des reines à la fin de l'été et en les regroupant dans une même colonie appelée banque durant la période hivernale, les apiculteurs auraient accès à des reines locales tôt au printemps. Cette technique est récente et les connaissances à ce sujet ont besoin d'être approfondies. Dans ce contexte, les objectifs de mon projet étaient d'évaluer l'effet de deux densités de reines (40 et 80) entreposées en banques sur leur survie hivernale et d'évaluer l'influence de l'hivernage des reines en banques sur leur qualité reproductive et leur performance en colonie. Nos résultats montrent que la survie hivernale des reines est supérieure à la densité la plus basse. L'hivernage des reines en banques n'affecte pas leur fertilité, mais réduit leur taille, leur poids et leur ponte durant leurs premières semaines en colonie au printemps. Néanmoins, après leurs premières semaines en colonie, les reines hivernées en banques regagnent une taille et un poids comparables à ceux de reines hivernées libres dans leur colonie respective. Ce projet démontre le potentiel de l'entreposage des reines en banques pour conserver des reines durant la période hivernale et ainsi assurer un approvisionnement en reines locales tôt au printemps. Cette méthode favorise aussi le maintien de traits génétiques adaptés aux besoins de l'industrie apicole canadienne. / The beekeeping industry is a vital part of Canadian economy and has been expanding for several years. However, winter causes significant colony losses and limits the rearing of queens in early spring. As a result, beekeepers must import queens from other countries to replace lost colonies, which contributes to the spread of pathogens and undesirable genetic traits. Developing the country's autonomy towards queen imports in early spring is therefore essential and could be facilitated by overwintering queens in a bank colony. By rearing queens at the end of summer and grouping them in a colony called a bank during the winter period, beekeepers would have access to local queens in early spring. This method is recent and the knowledge on this subject needs to be broadened. In this context, the objectives of my project were to assess the effect of two densities of queens (40 and 80) stored in a bank colony on their winter survival and to evaluate the influence of overwintering queens in a bank colony on their reproductive quality and colony performance. Our results show that queen survival rate is higher at the lowest density. Overwintering queens in a bank colony does not compromise their fertility, but reduces their size, weight and oviposition during their first weeks in a colony in spring. Nevertheless, after their first weeks in the colony, queens overwintered in bank colonies regain a size and weight comparable to that of queens overwintered free in their respective colony. This project demonstrates the potential of storing queens in a bank colony during the winter period. This method ensures a supply of local queens early in the spring and maintains genetic traits corresponding to the needs of the Canadian beekeeping industry.

Les abeilles sauvages contribuent significativement au service de pollinisation et connaissent présentement un déclin important. L’une des causes de ce déclin serait la compétition par l’abeille domestique. L’apiculture urbaine, une pratique assez récente, devient rapidement populaire. On ne connait pas de quelle façon la compétition entre les abeilles sauvages et domestiques s’exprime en milieu urbain, d’autant plus que ce milieu a déjà des impacts importants sur les abeilles, sauvages comme domestiques, notamment par la présence d’îlots de chaleur. Les objectifs de ce projet étaient de déterminer comment les paramètres environnementaux (abondance de l’abeille domestique, proportion des îlots de chaleur à l’intérieur de 1500 m, quantité et diversité des ressources florales) expliquent les communautés d’abeilles sauvages en milieu urbain. Nous avons émis les hypothèses : 1) que la compétition avec l’abeille domestique influence négativement les abeilles sauvages, 2) que les sites avec des ressources florales abondantes soutiennent des communautés d’abeilles sauvages plus diversifiées et abondantes et que ces ressources minimisent l’impact négatif de la compétition et 3) que l’urbanisation a des impacts variables sur les abeilles sauvages en fonction de leurs traits fonctionnels. Nous avons testé ces hypothèses à l’aide d’un jeu de données récoltées à Montréal en 2012 et 2013 sur 25 sites où les abeilles furent échantillonnées à l’aide de pièges-bols colorés. Nous avons étudié les patrons des communautés de 166 espèces d’abeilles sauvages ainsi que de l’abondance des espèces les plus communes après avoir tenu compte de la probabilité de détection. Nos analyses n’ont pas permis de détecter de compétition entre les abeilles sauvages et domestiques. Nos résultats indiquent cependant des effets variables des îlots de chaleur et positifs des ressources florales. Les villes permettent potentiellement la cohabitation harmonieuse entre l’apiculture urbaine et les abeilles sauvages à des densités modérées de ruches. / Wild bees are currently declining at a global scale. One of the possible contributors to this decline is the competition with domesticated honey bees for floral resources. Urban beekeeping, a fairly new activity, is rapidly gaining popularity. Competition between domesticated honey and wild bees occurs in some agricultural and natural settings. However, the extent of such potential competition in urban setting is unclear, given that this environment imposes pressures on bees, both wild and domesticated, namely by the presence of impervious surfaces and urban heat islands. The objectives of this project were to determine how environmental parameters (abundance of honey bees, proportion of urban heat islands within 1500 m, and availability and diversity of floral resources) affect wild bee communities in Montreal, Canada. We hypothesized that: 1) competition with honey bees influences wild bees negatively, 2) that high floral resources support abundant and diversified wild bee communities and mitigate the negative impacts of competition with honey bees, and 3) that urbanization has variable impacts on wild bees depending on their functional traits. We tested these hypotheses using an extensive data set collected in 2012 and 2013 on 25 sites where bees were sampled with pan-traps. Floral resources were sampled along transects at 15 of the 25 sites in 2016 and 2017. We investigated community patterns and abundance after accounting for imperfect detection probability. We found no evidence of competition between wild and domesticated bees. However, results indicate mixed effects of the proportion of urban heat islands and positive effects of floral resources. Thus, cities potentially allow the coexistence of urban beekeeping and wild bees under moderate hive densities. However, it will be important to further investigate the competitive interactions between wild and honey bees as urban beekeeping is rapidly gaining in popularity.

L'urbanisation est l'activité humaine qui contribue le plus à la perte d'habitats résultant à l'extirpation d'une grande quantité d'espèces localement. Les abeilles sauvages sont les pollinisateurs les plus répandus, mais encore trop peu est connu sur la manière dont les communautés d’abeilles sont affectées par l’urbanisation et les types d’espaces verts qui favorisent leur conservation. Dans cette étude, nous avons évalué la diversité taxonomique et la diversité des traits fonctionnels des abeilles sauvages dans deux villes, Québec et Montréal, et trois habitats urbains (cimetières, jardins communautaires et parcs). Nos résultats révèlent que ces villes abritent des communautés très diverses d’abeilles, mais auraient aussi un impact sur la structure et la dynamique des communautés en soutenant des espèces abondantes et exotiques. L’analyse de la diversité des traits fonctionnels a démontré que l’agriculture urbaine peut contribuer de manière substantielle à la présence de communautés d’abeilles aux traits fonctionnels diversifiés et vraisemblablement au service de pollinisation urbain. / Urbanization is one of the most pervasive anthropogenic processes contributing to local habitat losses and extirpation of numerous species. Wild bees are the most widespread pollinators, but little information is known on how their communities are affected by urbanization and which kinds of urban green spaces are contributing to their conservation in cities. In this study we evaluated the taxonomic and the functional trait diversity of wild bees in two canadian cities and in three urban habitats. Our results demonstrated that cities can sustain a highly diverse community of wild bees, but also impact their community structure and dynamics by harbouring abundant and exotic species. Results on functional trait diversity showed that urban agriculture could contribute substantially to the provision of functionally diverse bee communities and possibly to urban pollination services.

Depuis des années, on observe un déclin des insectes pollinisateurs. La perte d’habitats naturels, en partie liée àl’urbanisation, est considérée comme l’une des causes majeures de ce déclin. Des populations d’abeilles(Hymenoptera : Anthophila) se maintiennent cependant en milieux urbains. La structure de leurs communautés,ainsi que leurs comportements de butinage et de nidification peuvent être affectés par les perturbations liées àl’urbanisation. Notre objectif était d’évaluer l’ampleur de ces modifications et de comprendre leurs mécanismes enutilisant 24 sites dans le Grand Lyon localisés selon un gradient d’urbanisation croissante (mesurée par laproportion de surfaces imperméables). Nous avons analysé les réseaux d’interactions pour étudier les relationsflore-abeilles et nous avons mis en place des aménagements pour la nidification (carrés de sol et hôtels à abeilles)sur 16 sites urbains ou périurbains pour étudier la dynamique de nidification et son impact sur les populations.Nous avons capturé 16352 spécimens appartenant à 293 espèces, soit près du tiers de la faune françaised’abeilles. Les sites périurbains (avec environ 50% de surface imperméable) avaient la plus grande richessespécifique. Les abeilles à langue longue et les abeilles cavicoles étaient plus présentes dans les milieux urbanisés,mais la spécialisation des interactions plantes-abeilles est restée stable le long du gradient d’urbanisation. Ladiversité spécifique des abeilles était associée de façon positive avec la diversité florale, la durée de floraison desespèces végétales et/ou leur floribondité. Les communautés d’abeilles étaient dépendantes de ces trois facteurs etaussi des plantes spontanées (natives ou naturalisées) plus que des plantes horticoles (ornementales ou exotiques).Enfin, les aménagements pour la nidification ont été colonisés par une faune d’abeilles diversifiée. Hormis Osmiabicornis, les abeilles ne présentaient aucune préférence quant aux substrats dans lesquels elles nidifiaient. Même sil’urbanisation change la structure des communautés d’abeilles, nos résultats confirment qu’une diversité importanted’abeilles sauvages peut perdurer dans des milieux moyennement, mais aussi fortement urbanisés.Dans un contexte d’urbanisation croissante et de déclin des abeilles, il semble indispensable de mettre en placedes plans de gestion en faveur de ces insectes pollinisateurs sauvages en agissant sur l’étendue des surfaces fleuries,les continuités écologiques entre ces surfaces, et une gestion plus appropriée des parcs, jardins et espaces vertsurbains. La présence d’une grande diversité d’espèces y compris dans des milieux très anthropisés fait vraiment desabeilles un groupe phare pour sensibiliser les citoyens à la biodiversité et aux services écosystémiques / Evidence has been accumulating for years that pollinator populations are declining. The loss of natural habitats,in part linked to urbanization, is considered to be one of the major causes of this decline. Some bee populationspersist nevertheless in urban environments. The structure of their communities, as well as their foraging and nestingbehaviors can be affected by urbanization. Our objective was to assess the magnitude of these changes and tounderstand their mechanisms by using 24 sites located in the Grand Lyon along a gradient of urbanization(measured by the proportion of impervious surface). We analyzed interaction networks to investigate plant-beerelations, and man-made nesting structures on urban sites (squares of soil and bee hotels) to study nesting dynamicsand its relevance for bee populations.We collected 16,352 specimens belonging to 293 species. Periurban environments (i.e., with ca. 50% ofimpervious surface) had the greatest diversity of bees. Long-tongued bees and cavity nesting bees were moreprevalent in urban environments, but the specialization of plant-bee interactions remained stable along the gradientof urbanization. The species richness of the bee community was positively associated with floral diversity, theduration of flowering of plant species and/or their floribundity. Bee communities depended on these three factorsand also spontaneous (native and naturalized) plant species more than on horticultural plants (ornamentals andexotics). Finally, man-made nesting sites were colonized by a diverse bee fauna. Apart from Osmia bicornis, beesshowed no preference for the substrates in which they nested. Our work confirms that, even if urbanization changesthe structure of the bee communities, an important diversity of bee species can persist in periurban, but also urbanenvironments.In a context of increasing urbanization and declining bee populations, it appears essential to create managementplans for these wild pollinators by acting on the surface of flowering areas, the ecological network linking them,and the appropriate management of parks, gardens, and recreational areas. The presence of a diverse array of beespecies even in the most urbanized area makes these pollinators worthy of being a flagship group to raise theawareness of citizens about biodiversity and ecosystemic services

Le virus de la paralysie chronique de l’abeille (CBPV) est responsable d’une maladie infectieuse et contagieuse de l’abeille domestique. c'est un virus anisométrique et non enveloppé. Les premières études ont décrit son génome étant constitué de cinq segments d’ARN simple brin de polarité positive : deux ARN majoritaires et trois ARN minoritaires. Cependant, ces derniers n’ont pas été observés lors de récentes études. L’ARN 1 coderait pour les protéines non structurales et L’ARN 2 coderait pour deux protéines structurales.Les ARN totaux du CBPV sont infectieux chez l’abeille par inoculation intra-thoracique. Toutefois, les éléments génétiques essentiels à la réplication du virus n’étaient pas encore déterminés. Néanmoins, cette information est cruciale pour la mise en place du système de génétique inverse pour le CBPV afin de mieux caractériser ce virus. Lors de ce travail, nous avons montré le pouvoir infectieux des ARN majoritaires du CBPV. Ces résultats nous ont permis d'accomplir la première étape de la mise du système de génétique inverse pour le CBPV: le clonage des ARN majoritaires. Les résultats préliminaires montrent que les ARN transcrits in vitro à partir des plasmides recombinants sont répliqués in vivo après leur inoculation aux abeilles, mais ne conduisaient à aucun signe clinique de la maladie. Le système de génétique inverse du CBPV développé offrira la possibilité, par mutagenèse dirigée, de définir les fonctions des ORF et des protéines voire de permettre la production de protéines purifiées nécessaires à la production d’anticorps monoclonaux afin de développer un test rapide de diagnostic de la paralysie chronique. / Chronic bee paralysis virus (CBPV) causes an infectious and contagious disease of adult honeybees. CBPV is an anisometric and non-enveloped virus. First studies described its genome as composed of five positive single-stranded RNAs: two major RNAs and three minor RNAs. However, these latest were not observed during recent studies. CBPV RNA 1 encodes for the non-structural proteins and RNA 2 encodes for two structural proteins. The total RNAs of CBPV are infectious by intra-thoracic inoculation of bees. However, the essential genetic elements for CBPV replication are still unknown. Besides, this information is crucial to develop a reverse genetic system in order to better characterize this virus.In this work, we showed the infectivity of CBPV major RNA. These results allowed us to accomplish the first step of the implementation of the reverse genetics system for CBPV: cloning of major RNA. Our preliminary results showed that RNA transcribed in vitro from recombinant plasmids replicated in vivo after inoculation to bees, but did not led to any clinical signs of the disease.The reverse genetics system developed for CBPV facilitate the study of CBPV genome, by site directed mutagenesis, the determination of its proteins functions. Moreover, it allows the expression of purified proteins necessary for production of monoclonal antibodies to develop a rapid diagnostic test for CBPV.

L’importance écologique et agronomique des abeilles sauvages dans les paysages agricoles rend cruciale la gestion de ces insectes pollinisateurs. Les abeilles sauvages utilisent plusieurs habitats dans les paysages agricoles, comme les milieux semi-naturels (bois, haies, prairies permanentes), mais aussi les parcelles agricoles. L’objectif de ce travail est de caractériser la structure des communautés de pollinisateurs et le succès de pollinisation le long de gradients de composition et de configuration des milieux semi-naturels ainsi que d’intensité des pratiques agricoles à l’échelle paysagère. Par une approche basée sur les trais écologiques, traduisant des différences d’utilisation des ressources par les abeilles sauvages, nous avons mis en évidence que i) les abeilles sauvages peu mobiles, les espèces solitaires mais aussi les espèces terricoles (nids souterrains) sont plus abondantes dans des parcelles agricoles entourées d’une forte proportion de prairies permanentes faiblement fragmentées, ii) les parcelles entourées d’une forte quantité de lisières forestières présentent une abondance plus importante d’espèces peu mobiles, d’espèces tardives, sociales et polylectiques, iii) les espèces oligolectiques sont filtrées (exclues) dans les paysages fortement boisés car ce sont des espèces profitant de ressources fournies par la mosaïque cultivée. Nous avons aussi mis en évidence que l’effet positif de la proportion en milieux semi-naturels sur la diversité des abeilles sauvages était plus important dans des paysages à la mosaïque agricole gérée de façon intensive. Nous montrons par ailleurs que l’intensité locale des pratiques agricoles peut autant influencer la diversité des abeilles sauvages que la proportion de milieux semi-naturels environnants. Enfin, nous montrons que, suivant les situations, l’abondance des espèces d’abeilles sauvages dominantes ou la présence d’un assemblage d’espèces peu communes peut expliquer le succès de pollinisation. Il semblerait que, dans le cas où le succès de pollinisation répond à l’occurrence d’espèces peu communes, la proportion de milieux semi-naturels aurait une influence positive sur le succès de pollinisation par les abeilles sauvages. Ce travail de thèse démontre l’importance d’espèces peu communes, dépendantes des milieux semi-naturels, pour le succès de pollinisation mais aussi la relation positive entre l’abondance de certains groupes d’espèces et la proportion de milieux semi-naturels. Ce travail permet donc de soutenir l’hypothèse selon laquelle les milieux semi-naturels sont garants du maintien de la diversité des abeilles sauvages et des services rendus par ces dernières. Cependant, l’effet positif des milieux semi-naturels sur la diversité des abeilles sauvages est variable, puisque il dépend des pratiques agricoles à l’échelle locale et paysagère. Les préconisations d’aménagement paysager et de modifications des pratiques ne peuvent donc être faites indépendamment les unes des autres.

Depuis plusieurs décennies, les activités humaines ont impacté les ressources florales exploitables par les bourdons en diminuant leur qualité (usage de pesticide), leur quantité (agriculture intensive, fragmentation des habitats), voir leur phénologie (réchauffement climatique). Ce travail explore les variations dans les ressources en pollen des bourdons et l’influence des nutriments constitutifs du pollen (protéines, acides aminés et stérols) sur le développement des colonies.La première partie est consacrée à l’influence de la modification de l’offre pollinique dans le paysage d’Europe du Nord-Ouest (entre 1950 et 2005) sur le comportement de récolte des bourdons et le développement de leur colonie. Nous avons pu montrer que certaines espèces ont un comportement opportuniste en ciblant le pollen des espèces végétales plus abondantes alors que d’autres semblent fidèles à leurs ressources, et ce, malgré des ressources avec des profils chimiques variables.Dans la deuxième partie, nous évaluons l’importance de la diversité en ressources dans deux contextes environnementaux différents :un habitat semi-naturel préservé et un habitat modifié par la présence d’une espèce exotique envahissante, Impatiens glandulifera. Les résultats nous ont permis de souligner le rôle joué par la composition nutritive et de relayer au second plan la diversité en pollen d’une diète. Parallèlement à cela, nous avons pu mettre en avant le rôle potentiellement favorable de la présence d’I. glandulifera sur les populations de B. pascuorum.La troisième partie nous a permis de mesurer l’influence des propriétés nutritionnelles de diètes mono florales sur le développement de colonies de différentes espèces de bourdons. Nous avons analysé les relations entre la composition nutritive d’une ressource et son influence sur le développement des colonies de B. terrestris. Les hauts rendements des colonies de B. terrestris ont également été comparés à ceux des colonies de B. hypnorum et B. pratorum dont les individus semblent avoir des besoins nutritifs propres.Cette thèse souligne l’importance des nutriments (acides aminés, stérols et protéines) dans l’évaluation du profil diététique d’une ressource en pollen et dans le développement des colonies de bourdons. Surpassant le rôle joué par une diète diversifiée, la présence de certains nutriments (acides aminés, stérols) semble plus importante pour le développement des colonies de bourdons. Ce travail a aussi démontré les différences interspécifiques dans l’exploitation des ressources, en pointant certaines espèces opportunistes, et les besoins nutritifs potentiellement propres à chaque espèce. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2022 / La perte et la fragmentation d'habitats naturels au profit de l'intensification agricole et de l'expansion urbaine sont à la source du déclin des communautés d'insectes pollinisateurs. Ce projet a pour but 1) d'évaluer l'impact du type de paysage (agricole, résidentiel et industriel) sur les communautés d'abeilles, de guêpes et de syrphes et 2) de déterminer la valeur écologique des surfaces gazonnées pour soutenir ces pollinisateurs comparativement aux prairies semi-naturelles. Pour ce faire, 18 gazons et 18 prairies semi-naturelles répartis uniformément entre les paysages agricoles, résidentiels et industriels de l'Agglomération de Québec ont été échantillonnés pour évaluer l'abondance, la richesse et la composition en abeilles, en guêpes et en syrphes. L'environnement agricole était nocif pour les abeilles et les guêpes pour lesquelles une réduction de leur abondance et de leur richesse a été observée comparativement au milieu résidentiel, alors que les aires industrielles limitaient l'abondance et la richesse des guêpes seulement. Pour l'ensemble des paysages, les prairies semi- naturelles étaient indispensables pour l'établissement de communautés d'abeilles et de syrphes abondantes en individus et riches en espèces, alors que les aires gazonnées présentaient une forte dominance du genre d'abeille *Lasioglossum* et de l'espèce de syrphe *Toxomorus marginatus*. Pour les guêpes, les ressources des gazons étaient peu attirantes et visitées sporadiquement. Les résultats suggèrent que les actions de conservation visant les abeilles et les guêpes devraient assurer la présence de davantage d'espaces naturels dans les paysages agricoles et industriels. D'autre part, malgré le rôle esthétique et récréatif des gazons, ceux-ci attirent peu les communautés d'insectes pollinisateurs ce qui souligne l'importance de conserver des prairies semi-naturelles. / The decline of pollinating insects is partly caused by the loss and fragmentation of natural habitats, for which land conversion to the benefit of agricultural intensification and urban expansion plays a key role. This project aims to 1) assess the impact of landscape matrices (agricultural, residential, and industrial) on bee, wasp, and flower fly communities and 2) determine the ecological value of lawns to support those communities compared to semi-natural meadows. We sampled 18 lawns and 18 meadows distributed evenly between agricultural, residential, and industrial areas in the Quebec City Agglomeration to assess the abundance, richness, and composition of bees, wasps, and flower flies. The agricultural environment was harmful for bees and wasps for which a reduction in their abundance and richness was observed compared to residential areas, while the industrial areas limited the abundance and richness of wasps only. Thus, residential neighborhoods offered the greatest potential for maintaining social wasp's diversity and favored the abundance most bee species from the entire agricultural-urban system. Semi-natural meadows were beneficial for the colonization of bees and flower flies having various ecological requirements, while lawns revealed a strong dominance for the bee genus *Lasioglossum* and the flower flies species *Toxomorus marginatus* respectively. Lawn resources were unattractive and sporadically visited by wasps. Our results showed that conservation actions should prioritize landscape management to conserve central-place foragers, such as bees and wasps by increasing natural areas within agricultural and industrial landscapes. Moreover, despite their aesthetic and recreational role, lawns are detrimental to wasp communities and selectively sustain a limited number of bee and flower fly species. Our results highlight the importance of conserving meadows within managed ecosystems.

La reproduction chez la reine de l’abeille domestique (Apis mellifera L.) se fait par copulation avec plusieurs faux-bourdons (polyandrique) lors d’un vol nuptial à l’extérieur de la colonie. Des problèmes de fertilité des reines abeilles sont rapportés et une défaillance de la production et la qualité du sperme des faux-bourdons est mise en cause. Ce projet vise à évaluer l’influence de la lignée génétique, de l’âge du faux-bourdon ainsi que du moment dans la saison sur la production et la qualité du sperme des faux-bourdons dans les colonies d’abeilles du Québec. Les résultats montrent que l’âge et le moment dans la saison influencent la maturité et la production de sperme. Une meilleure compréhension des facteurs influençant l’élevage des faux-bourdons au sein de la colonie d’abeille permettra d’optimiser la fécondation des reines en maximisant la qualité des mâles produits. / Honeybee (Apis mellifera L.) reproduction is polyandrous: the queen obtains millions of sperm by mating with several drones outside the colony. Since queen fertility problems have been reported, it is important to investigate the variations that exist in drone semen production and quality. The main objective of this project was to assess the influence of breeding line, drone age and breeding timing in the season on semen production and quality. Results showed that drone age and breeding timing are the most influential factors. A better understanding of factors influencing drone rearing within a honeybee colony will ensure optimum honeybee queen mating by maximising the quality of males.