L’entomologie, la science des insectes, s’est développée au cours de milliers d’années d’interactions entre l’homme et les insectes. Comme les insectes existent sur pratiquement toutes les surfaces terrestres et jouent divers rôles écologiques critiques, l’entomologie théorique et appliquée est un domaine de recherche central pour le 21e siècle et au-delà.
Les développements technologiques récents, y compris l’accessibilité internationale à la création de vidéos transparentes, transforment les processus sociaux de l’éducation, de la recherche et de la gouvernance. Cet éditorial résume les protocoles associés à l’entomologie moderne et vise à communiquer les développements méthodologiques récents en entomologie afin de faciliter leur adoption.
Dans « Collection and long-term maintenance of leaf-cutting ants (Atta) in laboratory conditions », Nogueira et al. examinent l’histoire de la vie des fourmis coupeuses de feuilles Atta et présentent un protocole pour l’obtention, le maintien et l’étude des colonies en laboratoire1. Les méthodes décrites commencent par l’obtention d’une reine accouplée ou d’une jeune colonie. Divers détails sont ensuite fournis sur l’architecture du nid et un régime alimentaire qui soutient des colonies d’Atta saines et observables.
L’expertise impliquée dans le développement de cette méthode est le produit de plus de trois décennies de mise au point, et la méthode est hautement évolutive à des fins de recherche et d’éducation. Les fourmis constituent un clade mondial prospère et diversifié, et les fourmis coupeuses de feuilles incarnent spécifiquement un mode de vie mycologique fascinant et élaboré. Par conséquent, l’amélioration des méthodes d’étude du développement et du comportement des fourmis coupeuses de feuilles a des implications pour des domaines tels que la physiologie eusociale et les études de comportement collectif, ainsi que pour la communication scientifique.
Dans « Collection and identification of pollen from honey-bee colonies », Topitzhofer et al. décrivent une méthode pour le traitement efficace du pollen ramené par les compagnons de nidification butineurs d’abeilles mellifères (Apis mellifera)2. Dans la méthode présentée, le pollen en vrac est recueilli sur les butineuses de retour lorsqu’elles se pressent à travers un treillis métallique, qui déplace les grains de pollen de leur panier à pollen. Les pastilles de pollen collectées sont d’abord triées par couleur, puis elles peuvent être traitées chimiquement et analysées au microscope pour déterminer de quelle espèce provient le pollen.
Il est important de noter que le pipeline utilise la collecte passive du pollen à l’aide d’un treillis installé (par opposition à la collecte manuelle auprès d’abeilles individuelles) et des méthodes visuelles peu coûteuses d’identification du pollen (par opposition à la microscopie électronique ou au métacodage à barres). Les abeilles mellifères butinent le pollen des plantes, acquérant une nutrition vitale pour elles-mêmes tout en rendant des services importants aux systèmes économiques, agricoles et socioculturels humains. Par conséquent, des méthodes améliorées d’évaluation de la santé des abeilles mellifères et de la productivité du butinage intéresseraient les personnes impliquées dans la production alimentaire, la planification régionale et la modélisation du capital naturel.
Dans « Bases de l’histologie et détection de la mort cellulaire dans les tissus d’abeilles mellifères », Smodiš Škerl décrit des méthodes permettant d’isoler les tissus d’abeilles mellifères et de les évaluer pour différents modèles de renouvellement cellulaire et de mort3. Le protocole décrit une méthode de dissection et d’analyse de deux tissus importants pour la digestion et l’interface avec l’environnement : les glandes hypopharyngées (HPG) et l’intestin moyen. Les modèles de mort cellulaire peuvent être estimés à partir des tissus disséqués, ce qui permet d’évaluer les effets spécifiques aux tissus de l’exposition à des produits chimiques sublétaux.
Comprendre les bases développementales des traits physiologiques, comportementaux et écologiques nécessite souvent des analyses spécifiques aux tissus. Cependant, la dissection de tissus spécifiques peut être une entreprise qui prend beaucoup de temps et qui nécessite des compétences et une expertise spécifiques. Le manuscrit de Smodiš Škerl fournit une feuille de route précieuse pour les chercheurs qui mènent des travaux sur l’intestin moyen et/ou le HPG des abeilles. Les méthodes présentées faciliteront des analyses histologiques autrement inhabituelles chez les abeilles mellifères et, par conséquent, sont pertinentes pour ceux qui étudient les bases spécifiques des tissus du développement, du vieillissement et de l’évolution chez les insectes.
Dans « Assessing agrochemical risk to mated honey bee queens », Fine et al. décrivent une méthode pour étudier comment les ouvrières traitées avec des produits agrochimiques fournissent leur reine et, par conséquent, influencent la fécondité de la colonie4. Le protocole commence par l’assemblage d’un enclos spécial pour l’observation des reines dans le contexte d’un nombre connu d’ouvrières nourries avec une dose connue de nutriments et de produits agrochimiques (dans le cas de l’étude, l’imidaclopride). La production d’œufs, la viabilité embryonnaire, la consommation alimentaire et la mortalité des travailleurs peuvent alors être suivies et mises en relation avec les traitements agrochimiques.
Les méthodes servent à combler le fossé entre les méthodes de terrain et de laboratoire et contribuent aux discussions essentielles sur les pratiques agricoles et apicoles mondiales. Les pratiques agricoles contemporaines reposent souvent sur l’application de produits agrochimiques ayant des effets dose-dépendants complexes sur la santé des arthropodes, mais la complexité des ruches d’abeilles peut entraver les efforts visant à mesurer précisément ces effets. Ce manuscrit apporte une solution élégante pour aider à comprendre les impacts entomologiques « réels » des pratiques agricoles.
Les articles décrits ci-dessus mettent en évidence diverses méthodes scientifiques qui peuvent être utilisées pour étudier la morphologie, la physiologie et le comportement des fourmis et des abeilles. L’étude des insectes eusociaux in vivo a longtemps été compliquée par des difficultés en laboratoire et sur le terrain en termes de manipulation et d’observation directes des compagnons de nidification, la longue durée de génération de nombreuses espèces et les défis liés à l’extension des expériences au niveau de la colonie. Deux méthodes 1,4 permettent de relever ces défis avec des approches différentes. Plus précisément, dans Fine et al.4, les auteurs rapportent une méthode permettant d’évaluer directement l’impact de produits chimiques uniques sur la fécondité des reines (et, par conséquent, des colonies). De plus, Nogueira et al.1 présentent un système à grande échelle pour l’élevage et l’observation de plusieurs colonies de fourmis coupeuses de feuilles. Ces deux méthodes ont une large applicabilité aux entomologistes et aux agriculteurs.
Plus largement, la présentation vidéo des méthodes peut augmenter l’adoptabilité, la compétence et la reproductibilité des méthodes développées par les chercheurs à l’échelle mondiale. Ce type d’entomologie méthodologique peut être observé dans le contexte et l’histoire de la visualité 5,6, de la connaissance tacite7 et de la participation communautaire8 en entomologie.
Les travaux futurs pourraient se développer selon plusieurs dimensions. La portée des espèces pourrait s’étendre au-delà des fourmis et des abeilles pour inclure d’autres insectes et non-insectes. Les bases de données écologiques pourraient être exploitées pour mettre en évidence les niches et les espèces où les méthodes pourraient être appliquées avec succès. L’enseignement et la recherche en entomologie pourraient explorer des technologies émergentes telles que la réalité augmentée, la communication inter-espèces, la robotique et la modélisation cognitive de systèmes cyberphysiques basés sur des insectes. Des méthodes plus efficaces et des données empiriques améliorées seront utiles pour les études appliquant les techniques de la science de la complexité (par exemple, la modélisation à base d’agents, la stigmergie, l’analyse de systèmes multi-échelles) aux insectes et au-delà.