Avec leur corps potelé et leurs petites ailes, les bourdons ne sont pas réputés pour leurs talents aériens. Leur maladresse a amené certains scientifiques à suggérer à tort que leur vol défie même l’aérodynamique. Mais, ce qu'ils manquent d'élégance, ils compensent en altitude. Selon de nouvelles recherches, les bourdons pourraient, en théorie, atteindre le sommet du mont Everest.
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L'idée que les abeilles puissent devenir des experts en alpinisme semble illogique. "Vous escaladez une montagne, il fait très froid et il est difficile de respirer. Il n'y a pas d'oxygène. Pour les insectes volants, c'est encore pire", a déclaré Michael Dillon , écologiste à l'Université du Wyoming à Laramie . "La densité de l'air est réduite, il est donc difficile de produire des forces en battant des ailes. Il y a juste moins de molécules dans l'air contre lesquelles pousser."
Mais selon Dillon et son collègue Robert Dudley, écologiste à l'Université de Californie à Berkeley et au Smithsonian Tropical Research Institute au Panama, il serait sage de ne pas sous-estimer les abeilles. Les deux hommes ont examiné les limites de vol des bourdons et ont publié leurs résultats aujourd'hui dans Biology Letters . "À notre grande surprise, les abeilles peuvent voler beaucoup plus haut que nous ne le pensions, " dit Dillon.
Les insectes volants sont difficiles à étudier sur le terrain et les scientifiques n’en savent pas beaucoup sur les limites extrêmes de l’abeille. vol. Ils ont cependant quelques indices: les abeilles charpentières ( Xylocarpa varipuncta ) originaires du sud-ouest des États-Unis peuvent planer dans des environnements à faible densité d’air caractéristiques des hautes altitudes. Les abeilles des orchidées tropicales peuvent soulever deux fois leur poids en vol stationnaire, ce qui est un autre indicateur du fait que les abeilles possèdent des compétences de vol un peu plus volantes que la simple capacité de passer d'une fleur à l'autre.
Ces abeilles sont des espèces tropicales ou de plaine, tandis que les bourdons sont des habitants fréquents des sentiers de randonnée alpins des Rocheuses américaines aux Andes. "Ils semblent être vraiment doués pour traîner à haute altitude", déclare Dillon. Les chercheurs se sont alors demandé s'il était difficile pour les abeilles de voler là-haut.
Un bourdon d'une espèce non identifiée s'approche d'une fleur poussant à une altitude d'environ 2 000 mètres (6 500 pieds) près de Urumqi, dans le nord-ouest de la Chine. (Photo: ME Dillon) Dans les montagnes de l'ouest de la Chine, les chercheurs ont capturé six bourdons mâles locaux ( Bombus impetuosus ) dans la nature à environ 22 000 mètres d'altitude. Ils ont coincé les abeilles dans une chambre hypobare et ont progressivement aspiré de l'air pour simuler des environnements à haute altitude avec une densité réduite en oxygène et en air. "Il suffit de pomper de l'air pour réduire la pression barométrique totale, ce qui équivaudrait à transporter l'abeille vers le haut de la montagne", a déclaré Dillon.
Ils ont observé le comportement des abeilles, enregistré des sons pour calculer leurs rythmes de battement d'ailes et analysé le mouvement des ailes à partir de séquences vidéo. Le bourdon moyen pouvait encore survoler avec succès à environ 26 000 pieds simulés, et deux abeilles volaient au-dessus de 29 527 pieds simulés, soit environ 500 pieds au-dessus du sommet du mont Everest.
Un bourdon volant dans une chambre hypobare dans laquelle la pression atmosphérique est à peu près égale à celle trouvée à une altitude de 19 600 pieds (6000 mètres). (Courtoisie vidéo de Michael Dillon) Pour atteindre de telles altitudes vertigineuses, tout organisme volant (ou même un hélicoptère) a fondamentalement deux options: battre ses ailes plus rapidement ou augmenter l'amplitude de la course de ses ailes, l'angle sous lequel il les bat. Le simple fait de battre des ailes plus rapidement serait probablement plus difficile pour une abeille, car elle battait des ailes d'une manière assez unique. La meilleure option pour l'abeille est donc de prendre des traits plus larges.
"On dirait presque qu'ils ont l'air de marcher sur l'eau, dit Dillon." Ils ont battu leurs ailes dans un arc plus large pour que chaque fois qu'ils déplacent leurs ailes dans cet arc, ils poussent réellement leurs ailes contre plus de molécules que sinon, ils le feraient. "Il note qu'il existe d'autres changements plus subtils dans les mouvements des ailes qui pourraient leur permettre d'augmenter la force produite par leurs ailes.
Faisons un pas en arrière cependant - l'expérience impliquait des abeilles essentiellement dans un bocal, la pression de l'air et les niveaux d'oxygène changeant autour d'eux. Mais qu'en est-il du vent, du froid, de la neige et de la myriade d'autres facteurs qui rendent l'ascension d'une montagne si hasardeuse? Il s'avère que les abeilles sont des créatures robustes: Dillon a trouvé des bourdons d'une hauteur pouvant atteindre 16 000 pieds. À haute altitude, où «il n’ya que les têtes de fleurs qui poussent dans la neige, les bourdons s’y rendent et visitent ces fleurs», explique Dillon . Le fait qu'elles volaient témoigne de la capacité des abeilles à s'adapter à de tels changements d'altitude.
Alors, pourquoi les abeilles ont-elles cette capacité? Tous les animaux volants font face à l'altitude de différentes manières, mais ils ont généralement des performances de vol excessives qui leur permettent de le faire. Pour les abeilles et les autres insectes, "cette performance de vol excessive est vraiment utile pour échapper à des prédateurs", explique Dillon. Avec les oiseaux qui patrouillent dans le ciel et les araignées tapies dans les fleurs, c'est un monde dangereux pour une abeille.
Les abeilles doivent également ramener le pollen et le nectar dans la ruche. "Les abeilles peuvent constituer un cas inhabituel dans la mesure où leur besoin de soulever de lourdes charges pourrait conférer un avantage supplémentaire, car elles leur donneraient une plus grande distance d'altitude. Elles ne pourraient pas nécessairement faire les deux à la fois, du moins pas au même degré" déclare Richard Bomphrey, biologiste au Royal Veterinary College de l’Université de Londres, au Royaume-Uni. Essentiellement, la capacité des abeilles à gravir une montagne pourrait n'être qu'un sous-produit de traits développés pour améliorer la collecte de pollen.
Comprendre les limites de vol des abeilles et autres insectes et animaux pourrait aider les scientifiques à prévoir l'impact du changement climatique sur leurs distances. En plus de nous donner une meilleure compréhension de l'écologie des insectes, des études de vol informent les ingénieurs qui tentent de construire de minuscules robots volants - qui pourraient un jour par exemple surveiller la circulation ou surveiller un site sinistre - sur la meilleure façon d'imiter les abeilles et autres insectes.
"Ce document est une démonstration élégante de la façon dont les animaux volants peuvent améliorer leurs forces aérodynamiques par le biais de simples changements cinématiques", déclare Bomphrey. Les ingénieurs, suggère-t-il, pourraient s'appuyer sur la même stratégie. Donc, à plus d'un titre, ces découvertes poussent le vol du bourdon à un tout autre niveau.
