Comprendre comment les plantes et les pollinisateurs interagissent n'est pas facile lorsque les humains interfèrent. Pulvériser les cultures avec des doses mortelles de pesticides est un excellent moyen de rompre tout lien entre les pollinisateurs et les plantes. Mais que se passe-t-il si la dose est sublétale ? Des recherches en laboratoire ont montré que des doses sublétales de pesticides peuvent endommager les relations mutilées. Une nouvelle étude de Robert Gegear et ses collègues a intensifié ces stress sublétaux au niveau de la population.

Plutôt que d'aller sur le terrain et d'empoisonner les insectes, l'équipe de Gegear a créé un modèle basé sur des agents appelé SimBee. En modifiant les paramètres modélisant la mémoire d'une abeille et le traitement de l'information, ils ont pu examiner différents scénarios. Ils ont examiné comment les stress liés aux pesticides affectaient l'abondance des abeilles, la diversité des plantes et la stabilité des relations plantes-pollinisateurs. Les effets des pesticides peuvent ne pas être visibles immédiatement. Exécuter l'expérience comme une simulation signifiait que l'équipe pouvait avancer rapidement dans le futur. Ils ont vu comment les pesticides ont affecté l'écosystème pendant 20 saisons.

SimBee est un modèle basé sur des agents. Chaque abeille exécute une série de règles imitant l'interaction entre les abeilles et les plantes à une micro-échelle. En exécutant ces calculs encore et encore, les scientifiques peuvent rechercher des modèles émergents à l'échelle macro. Dans SimBee, chaque abeille utilise la mémoire et le traitement de l'information pour décider comment chercher du nectar. Une fois qu'ils ont récolté le nectar, ils le déposent à la colonie. La quantité de nectar dans la colonie à la fin de la saison fixe le nombre d'abeilles dans la simulation pour la saison suivante.

Cependant, SimBee ne simule pas seulement les abeilles. Les plantes se voient attribuer des points polliniques. Le modèle suit les visites et chaque plante peut produire une graine à partir d'une visite d'abeille. Le fait qu'une plante produise ou non une graine après la visite d'un pollinisateur dépend de la proportion de pollen compatible que le pollinisateur transporte. C'est jusqu'à un maximum de six graines dans le modèle. A la fin de la saison, 40% des graines, sélectionnées au hasard, germent pour devenir les plantes de l'année suivante, à moins que le modèle ait un nombre constant de plantes.

La modélisation des pollinisateurs et des plantes permet au modèle d'examiner la complexité de la relation entre les deux.

En examinant les effets des pesticides sur l'abondance des abeilles, les scientifiques ont fixé le nombre de plantes à constant et laissé varier la population d'abeilles. Pour le second test, sur la diversité végétale, les abeilles étaient une constante. Dans ce modèle, c'est l'ensemble des graines des plantes qui a changé. Pour la stabilité du système, les abeilles et les plantes ont été réglées pour varier en fonction du succès de l'autre.

Les résultats du modèle sont inquiétants.

Même avec seulement 25% des pollinisateurs souffrant de troubles de la mémoire, les populations d'abeilles ont diminué. Pour l'expérience de diversité végétale, les choses étaient légèrement différentes. Pour les six premières saisons, il n'y a eu aucun effet apparent. Cependant, après sept saisons, les plantes risquaient de disparaître localement, même avec un approvisionnement constant en abeilles.

Mettez ces deux résultats ensemble, et quelque chose d'étrange se produit. Le nombre de pollinisateurs augmente. Alors que les abeilles se portent bien, les plantes ne le font pas. "... à mesure que la proportion d'abeilles altérées augmentait, le transfert de pollen hétérospécifique augmentait également, entraînant une réduction de la production de graines et la perte éventuelle d'espèces végétales", écrivent Gegear et ses collègues. « Dans la condition altérée de 50 %, les augmentations du transfert de pollen hétérospécifique étaient à elles seules suffisantes pour entraîner la perte d'au moins une espèce végétale au cours des 20 saisons virtuelles ; la plupart des simulations ont montré une perte de deux espèces.

Si vous supprimez des espèces du système, vous supprimez les interférences polliniques et les plantes restantes ont plus de chances de réussir. Plus il y a de plantes, même si elles appartiennent à moins d'espèces, plus il y a de nourriture pour les pollinisateurs virtuels. C'est presque comme ce qui ne te tue pas te rend plus fort, du point de vue du pollinisateur. Mais c'est une simulation, et il n'y a pas de repas gratuit.

L'équipe affirme que l'augmentation du nombre d'abeilles affaiblies cause davantage de dommages à la vie végétale. "Dans des conditions de dégradation des abeilles de 75 % et 100 %, toutes les simulations se sont terminées par une seule espèce de plante ou par l'effondrement complet du système", déclarent-ils.

Comparant leurs résultats à la réalité, l'équipe note : « Notre modèle représente un écosystème fermé avec une saison virtuelle simplifiée ; ainsi, des prédictions exactes du taux de déclin prévu pour une espèce particulière dans le monde réel n'étaient pas possibles. Cependant, le modèle a prédit que les butineuses cognitivement déficientes à ces fréquences entraîneraient une réduction de 50 % de l'abondance des abeilles en 4 à 6 ans, ce qui est cohérent avec les déclins. signalé pour le bourdon à tache rousse (Bombus affinis) en voie de disparition et d'autres espèces de bourdons en péril en Amérique du Nord.

Compte tenu de la précision de leurs prédictions sur les pollinisateurs, les résultats des plantes sont préoccupants. "Les approches de modélisation précédentes des extinctions d'espèces végétales dans les réseaux de pollinisation étaient basées sur l'hypothèse que perte de pollinisateurs est nécessaire pour initier des événements d'extinction de plantes. Cependant, nous avons constaté que des changements dans le comportement des pollinisateurs pouvaient à eux seuls entraîner la perte d'espèces végétales même lorsque les populations de pollinisateurs restaient stables… ou même augmentaient avec le temps… »

La coextinction n'est pas nécessaire dans de nombreuses simulations pour que les plantes disparaissent, mais les pollinisateurs de SimBee sont des généralistes. Si une plante essentielle à la survie d'un pollinisateur spécialisé venait à disparaître, la coextinction deviendrait alors plus probable. Bien que des pesticides moins mortels puissent sembler une bonne idée, leurs effets sur les pollinisateurs peuvent masquer un effondrement ailleurs dans l'écosystème.