Développement
Les glandes hypopharyngiennes ne se développent que chez les ouvrières, même si elles sont présentes chez la reine. Chez les jeunes ouvrières, les glandes sont bien développées avec un pic de production hormonal à 10 jours. La production décroit à l’âge de 15 jours environ. Les glandes hypopharyngiennes peuvent cependant se développer à nouveau chez les ouvrières âgées en l’absence de jeunes abeilles. Cela signifie que le développement des glandes hypopharyngiennes répond aux besoins directs de la colonie. Les glandes hypopharyngiennes ne se développent significativement que chez les ouvrières en contact avec le couvain. Les abeilles sont donc logiquement nourrices durant cette période.
Structure des glandes hypopharyngiennes
Les glandes hypopharyngiennes sont situées dans la tête des abeilles devant le cerveau, entre les yeux composés. Les canaux s’ouvrent dans la partie sous-orale de l’hypopharynx. Chacune des glandes est composée de nombreux petits corps ovales (acini) attachés au conduit sécrétoire axial ou terminal. Chaque acinus est déterminé par 10 à 15 corps cellulaires individuels et est relié au canal collecteur axial par un conduit étroit. Les jeunes ouvrières d’été ont des acini plus importants que les autres ouvrières pour répondre aux besoins élevés du couvain. En hiver, les glandes des abeilles sont hypertrophiées du fait d’une basse activité. Des abeilles d’hiver mises en contact artificiellement avec du couvain peuvent réactiver pleinement l’activité des glandes hypopharyngiennes en 3 jours. C’est d’ailleurs le cas chez toutes les ouvrières toute l’année, y compris chez les butineuses, ce qui démontre la capacité d’adaptation des abeilles aux besoins du couvain et aux conditions environnementales.
Développement des glandes hypopharyngiennes
La taille des glandes hypopharyngiennes augmente et diminue en fonction de l’âge de l’ouvrière. Les glandes sont inactives chez les ouvrières nouvellement émergées. Les vaisseaux sécréteurs se développent à l’âge de 3 jours. Les abeilles de six jours commencent à produire une sécrétion et celles de 9 jours sécrètent les enzymes impliquées dans la production de la gelée royale. A l’âge de 15 jours, la production des sécrétions diminue et les cellules commencent déjà à former des lysosomes impliqués dans les processus de dégénérescence. Le développement glandulaire et la production de la gelée royale dépendent de la vitellogénine, une protéine véhiculée dans l’hémolymphe qui joue un rôle capital chez l’abeille (voir A & Cie n°147 - « Les clés de la colonie » E. Bruneau) en intervenant par exemple au niveau de la longévité et du système immunitaire. On sait que l’expression de la vitellogénine est plus forte si les jeunes abeilles peuvent se nourrir en suffisance d’un pollen de qualité dont la diversité florale est variée. Ce type d’alimentation favorise le développement des glandes hypopharyngiennes et, par voie de conséquence, la santé du couvain et de la reine. A contrario, la faim, l’infestation de varroas et les pesticides inhibent le développement des glandes hypopharyngiennes avec des conséquences sur le développement du couvain et la santé des reines.
Invertase
Les glandes hyopharyngiennes des abeilles âgées secrètent une enzyme qui intervient dans la transformation du nectar en miel par la transformation du saccharose en glucose et en fructose : l’invertase. Cette enzyme est secrétée par les glandes hypopharyngiennes des ouvrières et est déjà mélangée au nectar au moment de la récolte sur les fleurs. Lorsque les butineuses ont stocké le nectar dans leur jabot avant de le restituer à la colonie, le contenu du jabot subit une première maturation via les enzymes (diastase, invertase et glucose-oxydases) secrétés par les glandes hypopharyngiennes et salivaires de la butineuse. A l’arrivée, une première abeille recueille le nectar qui est régurgité par la butineuse (trophallaxie). La régurgitation est faite plusieurs fois ce qui augmente la quantité d’enzymes.
Références
- Mark L.Winston, The Biology of the Honey Bee, First Harvard University Press, 1991.
- H.A.Dade, Anatomy and physiology of the honeybee, International Bee Research Association, 1977.
- Lesley Goodman, Form and fonction in the Honey Bee, IBRA, 2003.
- Hrassnigg N., Crailsheim K. (1998) Adaptation of hypopharyngeal gland development to the brood status of honeybee (Apis mellifera L.) colonies. Journal of Insect Physiology 44:929–939.
- N. Hrassnigg, K. Crailsheim, The influence of brood on the pollen consumption of worker bees (Apis mellifera L.) J. Insect Physiol., 44 (1998).
- Hrassnigg N., Crailsheim K. (1998) Adaptation of hypopharyngeal gland development to the brood status of honeybee (Apis mellifera L.) colonies. Journal of Insect Physiology 44:929–939.
- Knecht D., Kaatz H.H.(1990) Patterns of larval food production by hypopharyngeal glands in adult worker honey bees. Apidologie 21:457–468.
- Kubo T., Sasaki M., Nakamura J., Sasagawa H., Ohashi K., Takeuchi H., Natori S. (1996) Change in the expression of hypopharyngeal-gland proteins of the worker honeybees (Apis melliferaL.) with age and/or role. Journal of Biochemistry 119:291-295.
- Free J.B.(1961) Hypopharyngeal gland development and division of labour in honey-bee (Apis mellifera L.) colonies. Proc. Roy. Entomol. Soc. London (A) 36:5-8.
- Crailsheim K., Stolberg E. (1989) Influence of diet, age and colony condition upon intestinal proteolytic activity and size of the hypopharyngeal glands in the honeybee (Apis mellifera L.). Journal of Insect Physiology 35:595–602.
- Schneider P., Drescher W. (1987) The effect of Varroa jacobsoni on development and weight of hypopharyngeal glands and lifespan of Apis mellifera. Apidologie 18:101-110.
- A. Lass, K. Crailsheim, Influence of age caging upon protein metabolism, hypopharyngeal glands and trophallactic behavior in the honeybee (Apis mellifera L.) Ins. Soc., 43 (1996).
- H., Cribb B.W., Reinhard J., Claudianos C., Merritt D.J.(2012) Novel actin rings within the secretory cells of honeybee royal jelly glands. Cytoskeleton 69:1032-1039.
- Liu H., Wang Z.-L., Zhou L.-B., Zeng Z.J.(2015) Quantitative analysis of the genes affecting development of the hypopharyngeal gland in honey bees (Apis mellifera L.). Sociobiology 62:412–416.
- Brouwers, E. V. M. (1983). Activation of the hypopharyngeal glands of honeybees in winter. Journal of Apicultural Research, 22(3), 137-141.