Caractérisation morpho-géométrique de la variabilité phénotypique des ailes postérieures chez Apis mellifera intermissa.

Abstract

Our work was the subject of a morpho-geometric study in order to highlight the wing morphometric structure in the regional populations of Tellian bees (the race of A. m. intermissa). The analysed populations (22 apiaries located in 17 wilayas) were characterised by the variability of the hindwings forms as well as the number of wing hooks (hamuli). Noteworthy phenotypic diversity and genetic diversity were estimated through the landmark configuration approach assisted by Procrustes superimposition or GPA. This technique was followed by a wing forms modelling (shape + size) according to a geometric model of 11 landmarks applied on a total of 520 worker bees, of which 440 bees belong to the Tellian race and 80 bees belong to three other African races: sahariensis, capensis and scutellata. The bees were collected from fixed apiaries which are located in different ecoregions. The geometric model adopted in our study allowed us to discriminate at 70% the bees’ regional populations of bees and to quantify the forms variability in the intermissa race. Moreover, our results show that the combination of the wing hooks with the geometric data discriminated the regional populations at 74% (+4%). Our results also indicate that the discrimination rate of the local intermissa race compared to three other african reference races is very high (90%) using the form parameters (shape + size). Another relevant result also defines that the samples of the intermissa race were partitioned into four large groups, very homogeneous, which could interpret the presence of well-differentiated ecotypes according to the forms of the hindwings. This study revealed significant phenotypic variability regarding the hindwings; our results are in agreement with different results obtained by other studies on the forewings. In conclusion, the phenotypic variation between regional populations of the intermissa breed is likely the result of: (1) genetic divergence which would result from limited gene flow within and between regions; and (2) an ecotypic differentiation which would result from the selection of a limited number of genes controlling local adaptations without reduction in gene flow. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- كان عملنا موضوع دراسة هندسية مورفومترية من أجل تسليط الضوء على البنية المورفومترية للجناح في التجمعات الإقليمية لنحل تيلي (سباق A. m. intermissa). تميزت المجموعات التي تم تحليلها (22 منحلا تقع في 17 ولاية) بتنوع أشكال الأجنحة الخلفية وكذلك عدد خطافات الأجنحة (الحامولي). تم تقدير التنوع الظاهري والتنوع الجيني الجدير بالملاحظة من خلال نهج التكوين التاريخي بمساعدة تراكب Procrustes أو GPA. وتلا هذه التقنية نمذجة أشكال الأجنحة (الشكل + الحجم) وفق نموذج هندسي مكون من 11 معلما تم تطبيقه على إجمالي 520 نحلة عاملة، منها 440 نحلة تنتمي إلى العرق التليان و 80 نحلة تنتمي إلى ثلاثة أجناس أفريقية أخرى: sahariensis، capensis و scutellata. تم جمع النحل من المناحل الثابتة التي تقع في مناطق بيئية مختلفة. سمح لنا النموذج الهندسي المعتمد في دراستنا بالتمييز بنسبة 70٪ بين مجموعات النحل الإقليمية من النحل وقياس تباين الأشكال في سباق إنترميسا. علاوة على ذلك، تظهر نتائجنا أن الجمع بين خطافات الجناح والبيانات الهندسية قد ميز بين سكان المنطقة بنسبة 74% (+4%). تشير نتائجنا أيضًا إلى أن معدل التمييز لسباق الانترميسا المحلي مقارنة بثلاثة أجناس أفريقية مرجعية أخرى مرتفع جدًا (90٪) باستخدام معلمات النموذج (الشكل + الحجم). هناك نتيجة أخرى ذات صلة تحدد أيضًا أن عينات سباق intermissa تم تقسيمها إلى أربع مجموعات كبيرة، متجانسة للغاية، والتي يمكن أن تفسر وجود أنماط بيئية جيدة التمايز وفقًا لأشكال الأجنحة الخلفية. كشفت هذه الدراسة عن تباين مظهري كبير فيما يتعلق بالأجنحة الخلفية؛ تتفق نتائجنا مع النتائج المختلفة التي حصلت عليها دراسات أخرى على الأجنحة الأمامية. في الختام، من المحتمل أن يكون التباين المظهري بين المجموعات الإقليمية لسلالة إنترميسا نتيجة لما يلي: (1) الاختلاف الوراثي الذي قد ينجم عن التدفق الجيني المحدود داخل المناطق وفيما بينها؛ و (2) تمايز النمط البيئي الذي قد ينتج عن اختيار عدد محدود من الجينات التي تتحكم في التكيفات المحلية دون انخفاض في تدفق الجينات. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Notre travail a fait l’objet d’une étude morpho-géométrique afin de mettre en évidence la structure morphométrique alaire chez les populations régionales de l’abeille tellienne (la race d’A. m. intermissa). Les populations analysées (22 ruchers localisés dans 17 wilayas) ont été caractérisées par la variabilité des formes des ailes postérieures ainsi que le nombre de crochets alaires. La diversité phénotypique et la diversité génétique importantes ont été estimées grâce à l’approche de la configuration des points repères assistée par la superposition Procruste ou GPA. Cette technique a été suivie par une modélisation des formes alaires (conformation + taille) selon un modèle géométrique de 11 points repères appliqué sur un total de 520 abeilles ouvrières dont 440 abeilles appartiennent à la race tellienne et 80 abeilles appartiennent à trois autres races africaines : sahariensis, capensis et scutellata. Les abeilles ont été collectées à partir de ruchers fixes qui se trouvent dans différentes écorégions. Le modèle géométrique adopté dans notre étude ; nous a permis de discriminer à 70 % les populations régionales d’abeilles et de quantifier la variabilité des formes alaires chez la race intermissa. De plus, nos résultats montrent que la combinaison des crochets alaires avec les données géométriques a discriminé les populations régionales à 74 % (+4 %). Nos résultats indiquent aussi que le taux de discrimination de la race locale intermissa par rapport à trois autres races africaines de références est très élevé (90 %) en utilisant les paramètres de forme (shape + size). Un autre résultat pertinent stipule aussi que les échantillons de la race intermissa ont été partitionnés en quatre grands groupes très homogènes qui pourraient interpréter la présence des écotypes bien différenciés par rapport aux formes des ailes postérieures. Cette étude a révélé une variabilité phénotypique importante concernant les ailes postérieures ; nos résultats sont en accord avec les différents résultats obtenus par d’autres études sur les ailes antérieures. En guise de conclusion, la variation phénotypique entre les populations régionales de la race intermissa résulte probablement : (i) d’une divergence génétique qui résulterait de flux de gènes limités inter- et intrarégionaux ; et (ii) d’une différenciation écotypique qui résulterait de la sélection d’un nombre limité de gènes contrôlant les adaptations locales sans réduction du flux de gènes.