On pense que chaque espèce développe une stratégie optimale de survie et de reproduction parmi un vaste éventail de stratégies possibles. Dans la sélection naturelle, les individus avec des traits qui maximisent le succès reproducteur d’un individu laisseront plus de progéniture (et de gènes) à la prochaine génération. Par conséquent, le nombre de descendants produits par un individu peut être utilisé comme un indicateur de la condition physique évolutive relative de l’individu. Dans un contexte écologique donné, la comparaison du nombre de descendants produits par rapport à d’autres stratégies comportementales peut aider les chercheurs à prédire la meilleure stratégie pour optimiser la condition physique¹.

Les hyménoptères sociaux (comme les guêpes, les abeilles et les fourmis) ont un système de trois castes différentes, qui sont des travailleurs (femelles stériles), des reines (gynes) et des mâles¹. Seules les nouvelles reines (gynes) et les mâles comptent pour la forme physique dans les Hyménoptères sociaux. La production des travailleurs ne contribue pas directement à la condition physique puisque le travailleur est infertile. D’autre part, une reine qui peut produire une productivité plus élevée de colonie (telle qu’un plus grand nombre de cellules totales ou un nid plus lourd) est considérée pour avoir une forme plus élevée dans les Hyménoptères sociaux, indépendamment du nombre de nouvelles reines et mâles réellement produits (voir , par exemple,Tibbetts et Reeve² et Mattila et Seeley³). En général, il est difficile de compter avec précision le nombre de descendants produits par une colonie d’hyménoptères sociaux. En fait, les reines de nombreux insectes sociaux vivent pendant plus d’un an(par exemple,les reines fourmis coupe-feuilles peuvent vivre ’20 ans⁴ et les reines des abeilles peuvent vivre pendant 8 ans⁵). En outre, une reine peut produire des milliers de descendants reproducteurs au cours de plusieurs semaines ou mois, même dans les espèces annuelles de genres Vespa et Vespula^6,7,8. En outre, la durée de vie des travailleurs est plus courte que celle de leur reine mère, et les travailleurs meurent souvent loin de leurs nids. Par conséquent, même si l’on pouvait compter avec précision tous les adultes dans un nid à un moment donné, un tel décompte ne représenterait pas exactement le nombre de descendants produits. Par conséquent, le nombre de descendants produits a été estimé à peu près à partir de la taille du nid, le nombre de travailleurs dans le nid, ou le poids du nid à un moment donné dans le temps^3,9,10. Le nombre de cellules larvaires pourrait entraîner une surestimation de la production de la progéniture lorsque certaines cellules sont vides. La même méthode pourrait également entraîner une sous-estimation potentielle de la production de la progéniture parce que les peignes de petites cellules qui contiennent de la couvée ouvrière peuvent produire deux ou trois cohortes de larves^6,7,11.

Le premier objectif de ce travail est de fournir une méthode améliorée pour estimer la productivité des colonies de guêp vespine en termes de nombre d’adultes produits. Yamane et Yamane ont suggéré que la meilleure façon d’estimer le nombre de descendants produits par une colonie est de compter la méconia dans le nid¹². La méconia est la pastille fécale comprenant la cuticule larvaire, l’intestin et le contenu intestinal qu’une larve laisse dans sa cellule lors de la pupaison (Figure 1A). Le nombre total de méconias produites par peigne est calculé en multipliant le nombre total de cellules présentes par le nombre moyen de méconias par cellule. Il y a souvent plusieurs couches de méconia dans une cellule, et chaque méconia indique qu’un individu a pupaté avec succès dans cette cellule^6,11 (Figure 1B). Lors de l’estimation du nombre moyen de méconia par cellule, si le nombre de cellules examinées est faible (une petite taille d’échantillon), l’erreur standard (SE) augmente, et par conséquent, l’erreur pour le nombre total de meconia par peigne devient plus élevé que si la taille de l’échantillon était plus grande. Le SE de la moyenne (SEM) est une mesure de la dispersion des moyens d’échantillon autour de la moyenne de population. Par conséquent, dans cette étude, je me concentre sur le SEM du nombre de méconias par cellule pour estimer la population (le nombre d’adultes produits) à partir de la moyenne de l’échantillon (le nombre moyen de méconia par cellule). Cette étude tente de déterminer combien d’échantillons sont nécessaires pour obtenir un taux de SE inférieur à 0,05 par cellule. Pour ce faire, une simulation numérique est effectuée avec des données réelles sur le nombre de meconia par peigne, afin de déterminer la taille minimale de l’échantillon (pour les peignes des travailleurs et des reines) nécessaire pour estimer cette valeur avec précision dans le SE défini de 0,05.

Les colonies de guetve vespine vivent dans des nids cachés (sous-sol ou aériens) composés de peignes horizontaux multiples, construits en série de haut en bas^6,7,11. La taille moyenne des cellules augmente du premier (en haut) au dernier peigne (en bas). Dans les peignes inférieurs, un changement soudain de la taille moyenne des cellules peut être vu. Ces cellules plus larges sont construites pour le développement de nouvelles reines. Par conséquent, une estimation plus précise de la productivité des colonies(c.-à-d.le nombre d’individus produits) peut être obtenue lorsque l’on considère le nombre total de méconia dans les cellules ouvrières (petites cellules) et les cellules reines (grandes cellules). Afin d’estimer la condition physique au niveau de la colonie, les chercheurs ont pu estimer le nombre de reines produites et se concentrer sur la méconia dans les cellules reines seulement. Quant aux mâles reproducteurs, ils sont rémunéris dans des cellules ouvrières ou reines, selon l’espèce. Ainsi, il peut être difficile d’estimer la production masculine d’une colonie, sauf chez les espèces où les mâles ont une troisième taille cellulaire unique¹³ (par exemple, Dolichovespula arenaria).

Le deuxième objectif de ce travail est de présenter une technique utile pour localiser les colonies de guets vespine sauvages dans le champ et les transplanter dans des niches de laboratoire. Bien que certains chercheurs obtiennent des nids de guêp à partir d’appels de lutte antiparasitaire(c.-à-d., les personnes les signalant comme des ravageurs^14,15), cette méthode n’est pas toujours possible ou souhaitable. Les chercheurs pourraient avoir besoin de recueillir des nids dans des zones sauvages et habitées où les contrôleurs antiparasitaires ne fonctionnent pas, ou de mener leurs recherches en obtenant plus souplement des nids à des moments précis. Fait intéressant, les personnes vivant dans les zones montagneuses du centre du Japon collectent traditionnellement et les guêpes arrière (Vespula shidai, Vespula flaviceps, et Vespula vulgaris) pour la nourriture. Par conséquent, les techniques de collecte et d’élevage artificiel pour ces guêpes sont bien développées dans ces zones¹⁷.

Cet article résume également les méthodes employées pour élever les guêpes Vespula. L’organisme expérimental de cette étude était V. shidai, une guleuse sociale qui niche au sol et qui habite l’Asie occidentale et le Japon. V. shidai possède la plus grande taille de colonie parmi toutes les guêpes japonaises, avec un total de 8.000 à 12.000 cellules par nid, avec un maximum de 33.400 cellules^14,18. Les travailleurs de V. shidai ont un poids moyen humide de 67,62 à 9,56 mg. Les mâles sont habituellement élevés dans les cellules ouvrières; en revanche, les nouvelles reines sont rémunées dans des cellules reines spécialement construites et plus larges¹⁴.

Figure 1 : Méconium dans une cellule larvaire. (A) Section transversale d’un peigne de Vespula shidai. La méconia est indiquée par des flèches rouges. (B) Deux méconias sont superposés. Chaque flèche bleue indique un méconium. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.