Analyse de la variation morphologique des ailes antérieures chez l’abeille tellienne (A. m. intermissa) : modélisation moderne et classique du pouvoir discriminant.

Abstract

This morpho-geometric and classical analysis allowed us to illustrate that the regional bees’ populations of intermissa breed are characterized by a very noticeable genetic and phenotypic diversity; this relevant result was obtained through the application of two morphometric approaches based, on the one hand, on five morphometric variables RF, LC, LD, IWL and IWW, and on the other hand, the landmarks configurations assisted by the Procrustes’s superimposition. These techniques were followed by the modelling of the forewing’s shapes according to 3 geometric models applied on 500 worker bees. The morphometric descriptors are the landmarks measured on each model and the classical morphometric variables. Bees were collected from fixed apiaries in different ecoregions.The classical morphometric approach made it possible to discriminate the intermissa bee populations that were collected in 2007, 2015 and 2018 and to quantify the wing variability in the Tellian breed. The most discriminating variables were RF, LC, LD and IWL, while the IWW variable does not have significant power in the discrimination process. In addition, in this study the discoidal index (DI) results showed a well-defined differentiation between bee populations in terms of intra-population variation where in the year 2007; the transgression (+) increased from 67% to 88% for the populations collected in 2015-2018.The geometric morphometry approach was applied to 390 digitized images of the right forewings belonging to the intermissa race in order to make measurements according to the three geometric models. The analysed bees were collected from several regional populations belonging to many wilayas and 39 apiaries. Our results clearly show that the discrimination of bees’ populations is maximal by using the 1st geometric model (21 landmarks) where the rate of correct classification was 91.3% and of which the average discrimination rate was 86% for all the geometric models. Another relevant result states that the discriminating power is more powerful by using only the shape parameters and that the contribution of centroid sizes to the discrimination of bees’ populations is weak.In conclusion, the phenotypic variation between the regional populations of the intermissa breed results probably from: (i) a genetic divergence which would result from inter- and intra-regional limited gene flow; and (ii) ecotypic differentiation that would result from the selection of a limited number of genes controlling local adaptations without reducing gene flow. The wing phenotype of intermissa is subject to a great gene and/or environmental factors with potential hybridization. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- سمح لنا هذا التحليل المورفولوجي الهندسي والكلاسيكي بإظهار أن العشائر الإقليمية للنحل لسلالة intermissa تتميز بتنوع جيني وظاهري إستثنائي، تم الحصول على هذه النتيجة ذات الصلة بفضل تطبيق مقاربتين مورفولوجيتين تستندان ، من ناحية، إلى خمسة متغيرات مورفولوجية RF , LC , LD , IWL , IWW ، ومن ناحية أخرى ، على كيفية توضع النقاط المعلمية بمساعدة التطابق البروكيستي.تم اتباع هذه التقنيات بنمذجة تشكلات الأجنحة الأمامية وفقًا لثلاثة نماذج هندسية مطبقة على 500 نحلة عاملة. الواصافات المورفومترية هي المتغيرات المورفومترية الكلاسيكية و النقاط المعلمية التي قيست على كل نموذج.تم جمع النحل من المناحل الثابتة و الموجودة في مناطق بيئية مختلفة.سمح التحليل المورفومتري الكلاسيكي بالتمييز بين عشائر النحل التي تم جمعها في الأعوام 2007 و 2015 و 2018 و تحديد تباين الأجنحة في سلالة النحل التلي. المتغيرات الأكثر تمييزا كانت RFو LC و LD و IWL، في حين أن المتغير IWW ليس له قوة كبيرة في عملية التمييز. بالإضافة إلى ذلك، في هذه الدراسة تظهر نتائج المؤشر القرصي (DI) إختلافا واضحًا بين مجموعات النحل و من حيث التباين داخل العشائر،حيث أن في عام 2007 ؛ ارتفع التجاوز (+) من 67٪ إلى 88٪ للعشائر التي تم جمعها في الفترة 2015-2018.تم تطبيق المقاربة المورفومترية الهندسية على 390 صورة رقمية للأجنحة اليمنى الأمامية لسلالة intermissa من أجل إجراء القياسات وفقًا للنماذج الهندسية الثلاثة. تم جمع النحل الذي تم تحليله من عدة عشائر إقليمية منتمية إلى عدة ولايات و إلى 39 منحل. تظهر نتائجنا بوضوح أن التمييز بين عشائر النحل يسجل حد أقصى باستخدام النموذج الهندسي الأول (21 نقطة معلمية) بنسبة91,3٪ كمعدل للتصنيف الصحيح وحيث أن معدل التمييز الصحيح يقدر بنسبة 86٪ لمجمل النماذج الهندسية الثلاثة.وتشير نتيجة أخرى ذات صلة إلى أن القوة التمييزية تكون أكثر قوة باستخدام معايير التشكل وأن مساهمة المقاسات المركزية في التمييز بين مجموعات النحل تكون ضئيلة.وفي الختام، من المرجح أن ينتج التباين الظاهري بين العشائر الإقليمية لسلالة intermissa عن: (1) تباين جيني ناتج عن التدفقات الجينية المحدودة بين الأقاليم وداخلها ؛(2) تمايز نمطي بيئي ناجم عن إنتقاء عدد محدود من الجينات التي تتحكم في التكيفات المحلية دون تقليل تدفق الجينات.يخضع النمط الظاهري للجناح لسلالة intermissa لضغط جيني كبير و/أو عوامل بيئة مع احتمال عمليات تهجين. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Cette analyse morpho-géométrique et classique nous a permis de démontrer que les populations régionales d’abeilles de la race intermissa sont caractérisées par une diversité génétique et phénotypique remarquables, ce résultat pertinent a été obtenu grâce à l’application de deux approches morphométriques basées, d’une part, sur cinq variables morphométriques RF, LC, LD, IWL et IWW, et d’autre part, et sur la configuration des points-repères assistée par la superposition Procruste. Ces techniques ont été suivies par une modélisation des conformations des ailes antérieures selon 3 modèles géométriques appliqués sur 500 abeilles ouvrières. Les descripteurs morphométriques sont les variables morphométriques classiques et les points-repères mesurés sur chaque modèle. Les abeilles ont été collectées à partir des ruchers fixes qui se trouvent dans différentes écorégions.L’approche de la morphométrie classique a permis de discriminer les populations d’abeilles qui ont été collectées en 2007, 2015 et 2018 et de quantifier la variabilité alaire chez la race Tellienne. Les variables les plus discriminatives étaient RF, LC, LD et IWL, alors que la variable IWW ne présente pas un pouvoir important dans le processus de la discrimination. De plus, dans cette étude les résultats relatifs à l’indice discoïdal (ID) ont montré une nette différenciation entre les populations d’abeille en termes de variation intra-population où dans l’année 2007 ; la transgression (+) passe de 67 % à 88 % pour les populations collectées en 2015-2018.L’approche de la morphométrie géométrique a été appliquée sur 390 images numérisées d’AAD appartenant à la race intermissa afin de réaliser des mesures selon les trois modèles géométriques. Les abeilles analysées ont été collectées au niveau de plusieurs populations régionales appartenant à plusieurs wilayas et aux 39 ruchers. Nos résultats indiquent clairement que la discrimination des populations d’abeilles est maximale en utilisant le 1er modèle géométrique (21 points-repère) où le taux de la bonne classification est de 91,3 % ; dont le taux moyen de discrimination était de 86 % pour l’ensemble des modèles géométrique. Un autre résultat pertinent stipule que le pouvoir discriminant est plus puissant en utilisant seulement les paramètres de conformation et que la contribution des tailles centroïdes (size) à la discrimination des populations d’abeilles est faible. Pour conclure, 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. Le phénotype alaire d’intermissa est soumis à une grande pression gène et/ou facteurs environnementaux avec une potentielle hybridation.