Les pollinisateurs tels que les abeilles et les guêpes sont essentiels à la reproduction des plantes sauvages et des cultures, pourtant les populations d'abeilles et d'autres insectes pollinisateurs diminuent de manière générale, sous l'effet principalement de facteurs de stress anthropiques. De manière critique, nombre de ces facteurs ne tuent pas les insectes directement, mais altèrent plutôt des traits cognitifs tels que l'apprentissage et la mémoire. Pour les pollinisateurs qui dépendent fortement de la cognition pour localiser les fleurs et s'y alimenter, même une exposition sublétale peut compromettre les capacités d'apprentissage floral et de navigation qui sous-tendent l'efficacité du butinage et le succès de la colonie, avec des conséquences en cascade au niveau des populations. Or, ces effets ont été évalués principalement par des études en laboratoire et en grande partie via l'apprentissage olfactif, bien que les pollinisateurs s'appuient également sur des indices visuels.
Cette thèse répond à ce besoin en quantifiant les effets sublétaux de facteurs de stress environnementaux sur l'apprentissage visuel de pollinisateurs hyménoptères sélectionnés, dans des conditions à la fois de laboratoire et de terrain, tout en évaluant simultanément un système de surveillance automatisé nouvellement développé comme outil d'évaluation de la santé cognitive visuelle des insectes exposés. Le Chapitre I passe en revue le développement de la surveillance cognitive automatisée chez les animaux, ses jalons méthodologiques et les lacunes identifiées, en soulignant le manque de recherches de terrain et d'outils pour le suivi de la santé cognitive des insectes. Le Chapitre II applique des tests cognitifs visuels à Bombus terrestris exposé à l'insecticide lambda-cyhalothrine, établissant la référence manuelle sur la base de laquelle le système automatisé est ultérieurement validé. Le Chapitre III étend les tests cognitifs à Apis mellifera dans le cadre d'une exposition de terrain à la radioactivité environnementale. Le Chapitre IV s'appuie sur la référence établie au Chapitre II pour valider un système automatisé d'apprentissage visuel dans les mêmes conditions de traitement. Enfin, le Chapitre V propose une nouvelle méthode d'évaluation de la cognition des pollinisateurs directement sur le terrain, avec un accent mis sur une espèce de vespidé. Dans le cadre d'une évaluation manuelle, des doses sublétales de lambda-cyhalothrine altèrent l'apprentissage visuel chez Bombus terrestris. L'évaluation automatisée a également produit des courbes d'apprentissage affichant des tendances comparables, validant ainsi cette méthode. De faibles doses de pollution radioactive environnementale produisent des effets similaires chez Apis mellifera. Ensemble, ces résultats démontrent que les tests cognitifs visuels, qu'ils soient manuels ou automatisés, constituent une approche prometteuse pour l'évaluation continue des risques écotoxicologiques et la conservation des pollinisateurs. |
Pollinators such as bees and wasps are essential for the reproduction of wild plants and crops, yet populations of bees and other insect pollinators more broadly have been declining, driven predominantly by anthropogenic stressors. Critically, many such stressors do not kill insects outright but instead impair cognitive traits such as learning and memory. For pollinators that rely heavily on cognition to locate and forage on flowers, even sublethal exposure can compromise the flower-learning and navigation abilities that underpin foraging efficiency and colony success, with cascading consequences at the population level. Yet these effects have been assessed predominantly through laboratory studies and largely via olfactory learning, despite pollinators relying on visual cues as well.
Thus, this thesis addresses that need by quantifying the sublethal effects of environmental stressors on the visual learning of selected hymenopteran pollinators under both laboratory and field conditions, while simultaneously evaluating a newly developed automated monitoring system as a tool for assessing the visual cognitive health of exposed insects. Chapter I reviews the development of automated cognitive monitoring in animals, its methodological milestones, and the remaining gaps identified, highlighting the lack of field research and tools for insect cognitive health monitoring. Chapter II applies visual cognitive testing to Bombus terrestris exposed to the insecticide lambda-cyhalothrin, establishing the manual baseline against which the automated system is later validated. Chapter III extends cognitive testing to Apis mellifera under field exposure to environmental radioactivity. Chapter IV builds on the baseline established in Chapter II by validating an automated visual learning system using the same treatment conditions. Finally, Chapter V proposes a novel method for assessing pollinator cognition directly in the field, with a focus on a vespid species. Under manual assessment, sublethal doses of lambda-cyhalothrin impair visual learning in Bombus terrestris. Automated assessment likewise yielded learning curves displaying comparable trends, validating it as a method. Low doses of environmental radioactive pollution produce similar effects in Apis mellifera. Together, these findings demonstrate that visual cognitive testing, both manual and automated, serves as a promising approach for continuous ecotoxicological risk assessment and pollinator conservation.
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