Caractérisation morpho-géométrique des cellules alaires chez l’abeille tellienne (A. m. intermissa) : cas des cellules cubitales et des cellules médianes.

Abstract

This morpho-geometric study allowed us to demonstrate that the regional populations of the tellian bee (intermissa breed) are characterized by an important phenotypic and genetic diversity, this conclusion was obtained by the landmark’s configuration approach assisted by the Procrustes superimposition. This technique was followed by wing shapes modeling (shape + size) according to 2 geometric models applied to the right forewings of worker bees. The 1st geometric model includes the 3 cubital cells and the radial cell; while the 2ndone includes the two median cells and the second sub-median cell. The morphometric descriptors are the landmarks measured on each model. The main objective was to discriminate the bees’ groups and to quantify the variability of the wing forms within intermissa breed. Furthermore, in this study we calculated two morphometric indexes as a classical approach: the discoidal index (ID) and the radial index (IR). We analyzed a total of 870 digital images of the right forewings in order to make measurements according to two geometric models. The analyzed bees were collected from several regional populations belonging to 7 districts (Annaba, Souk Ahras, El-Tarf, Tiaret, Béchar, El-Nâama and Blida) with a total of 870 worker bees belonging to 87 colonies and 31 apiaries. The bees were collected from fixed apiaries that are located in different ecoregions. Our results indicate clearly that the discrimination of bees’ clusters is maximal by using the combination of the two geometric models with an average discrimination rate of 96%; whereas this rate of discrimination is 83% by using the 1st geometric wing model which is significantly higher than that recorded with the 2ndgeometric model; 64%. Another relevant result in our study states that the discriminating power is more powerful using the distal part of the anterior wing, in particular the cubital and the radial cells. Also, this study revealed significant variability regarding the ID index where we noted that 55% of bees express a negative (-) transgression against 45% who express a positive (+) transgression. In addition, the IR index analyzes show significant differences between clusters regarding the three linear segments aR, bR and aR+bR ; these results are in agreement with the differences in wing forms. 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. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- سمحت لنا هذه الدراسةالمورفو-الهندسية بإثبات أن العشائر المحلية للنحل التلي(سلالة intermissa) تتميز بتنوعات ظاهرية وجينية مهمة؛ تم التحصل على هذا الاستنتاج بفضل مقاربة تشكيلة النقاط المعلمية المعززة بالتطابق البروكستي. هذه التقنية تم إتباعها بنمذجة الأشكال الجناحية (التشكل + المقاس) وفقًا لنموذجين هندسيين مطبقين على الجناح الأمامي الأيمن للنحلات العاملات. يشتمل النموذج الهندسي الأول على الخلايا الزندية الثلاثة والخلية الكعبرية؛ بينما يشتمل النموذج الهندسي الثاني على الخليتين الوسطيتين والخلية الوسطى الفرعية الثانية. الواصفات المورفومترية هي النقاط المعلمية التي تم قياسها على كل نموذج.كان الهدف الرئيسي تمييز مجموعات النحل والتحديد الكمي لمدى تنوع أشكال الأجنحة الأمامية لدى سلالة النحلintermissa. بالإضافة إلى ذلك، في هذه الدراسة قمنا بحساب مؤشرين مورفولوجيين: المؤشر القرصي (ID) والمؤشر الشعاعي (IR) كمقاربة مورفولوجية كلاسيكية. قمنا بتحليل ما مجموعه 870 صورة رقمية للأجنحة الأمامية للجهة اليمنى من أجل إجراء قياسات وفقًا للنموذجين الهندسيين. تم جمع النحل الذي تم تحليله من عدة عشائرمحلية تنتمي إلى 7 ولايات (عنابة، سوق أهراس،الطارف،تيارت، بشار، النعامة والبليدة) بإجمالي عدد 870 نحلة عاملة تنتمي إلى 87 خلية و 31 منحل. تم جمع النحل من مناحل ثابتة تقع في مناطق بيئية مختلفة.تشير نتائجنا بوضوح إلى أن التمييز بين مجموعات النحل هو في حده الأقصى باستخدام دمج النموذجين الهندسيين بمتوسط تمييز يبلغ 96٪ ؛ في حين أن هذا المعدل التمييزي يصل الى 83٪ باستخدام النموذج الجناحي الهندسي الأول وهو أعلى بكثير من ذلك المسجل في النموذج الهندسي الثاني بنسبة تمييز تصل الى 64٪. تشير نتيجة أخرىذات صلة و مميزة إلى أن القوة التمييزية تكون أكثر قوة باستخدام الجزء الطرفي من الجناح الأمامي، ولا سيما الخلايا الزندية والخلية الكعبرية. كشفت هذه الدراسة أيضًا عن تغير كبير فيما يتعلق بالمؤشرID حيث لاحظنا أن 55٪ من النحل يتميزبتجاوز سلبي (-) مقابل 45٪ يتصفونبتجاوز إيجابي (+). بالإضافة إلى ذلك، تُظهر تحليلات المؤشر الشعاعيIR فروقًا معنوية بينمجموعات النحل فيما يخص المقاطع الخطية الثلاثة aR ، bR و aR+bR ؛ هذه النتائج تتفق مع تباينالأشكال الجناحية.في الختام، من المحتمل أن يكون الاختلاف الظاهري بين عشائر النحل المحلية لسلالةintermissaهي نتيجة لما يلي: (1) تباعد جيني الذي ينتج عن التدفق الجيني المحدود ما بين المناطق و داخلها؛ و (2) التمايز البيئي النمطي الذي ينتج عن إنتخاب عدد محدود من الجينات التي تتحكم في التكيفات المحلية بدون خفض تدفق الجينات --------------------------------------------------------------------------------------- Cette étude morpho-géométrique nous a permis de démontrer que les populations régionales d’abeille tellienne (la race intermissa) sont caractérisées par une diversité phénotypique et génétique importantes, cette conclusion a été obtenue grâce à l’approche de la configuration des points-repères assistée par la superposition Procruste. Cette technique a été suivie par une modélisation des formes alaires (conformation + taille) selon 2 modèles géométriques appliquées sur les ailes antérieures droites des abeilles ouvrières. Le 1er modèle géométrique comprend les 3 cellules cubitales et la cellule radiale ; tandis que le 2emodèle géométrique comprend les deux cellules médianes et la deuxième cellule submédiane. Les descripteurs morphométriques sont les points-repères mesurés sur chaque modèle. L’objectif principal était de discriminer les groupes d’abeilles et de quantifier la variabilité des formes alaires chez la race intermissa. De plus, dans cette étude nous avons calculé deux indices morphométriques : l’indice discoïdal (ID) et l’indice radial (IR) comme une approche classique. Nous avons analysé au total 870 images numérisées d’ailes antérieures droites afin de réaliser des mesures selon les deux modèles géométriques. Les abeilles analysées ont été collectées au niveau de plusieurs populations régionales appartenant aux 7 wilayas (Annaba, Souk Ahras, El-Tarf, Tiaret, Béchar, El-Nâama et Blida) avec un nombre total de 870 abeilles ouvrières appartenant à 87 colonies et 31 ruchers. Les abeilles ont été collectées à partir des ruchers fixes qui se trouvent dans différentes écorégions. Nos résultats indiquent clairement que la discrimination des clusters d’abeilles est maximale en utilisant la combinaison de deux modèles géométriques dont le taux moyen de discrimination était de 96 % ; alors que ce taux de discrimination est de 83 % en utilisant le 1ermodèle géométrique alaire qui est nettement supérieur à celui enregistré pour le 2e modèle géométrique ; 64 %. Un autre résultat pertinent stipule que le pouvoir discriminant est plus puissant en utilisant la partie distale de l’aile antérieure notamment les cellules cubitales et la cellule radiale. Cette étude aussi a révélé une variabilité importante concernant l’ID où nous avons remarqué que 55 % des abeilles expriment une transgression (-) contre 45 % qui expriment une transgression (+). En outre, les analyses de l’IR montrent des différences significatives entre les clusters d’abeilles en ce qui concerne les trois segments linéaires aR, bR et aR+bR ; ces résultats sont en accord avec les différences de formes alaires. En conclusion, la variation phénotypique entre les populations régionales de la race intermissa résultent probablement : (1) d’une divergence génétique qui résulterait de flux de gènes limités inter- et intrarégionaux ; et (2) 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.