ÉTUDE COMPARÉE, EFFECTUÉE AU LABORATOIRE,
DES APTITUDES AU BUTINAGE D’ABEILLES
DE RACE APIS MELLIFICA LIGUSTICA ET D’HYBRIDES INTERRACIAUX APIS MELLIFICA
(LIGUSTICA
xCAUCASICA)
xMELLIFICA
Minh-Hà
PHAM-DELEGUE,
Claudine MASSON Ph. DOUAULT Laboratoire deNeurobiologie
Sensorielle del’Insecte,
I.N.R.A.-C.N.R.S.Station de Recherches sur l’Abeille et les Insectes Sociaux F - 91440 B!a!es-sur-Yvette
RÉSUMÉ
Afin de mieux
comp:-endre
certains des mécanismes à la base des différences existant dans l’activité de butineuses d’abeilles de race pure et d’abeilleshybrides,
les auteurs ontentrepris
au laboratoire une étudecomparée
du comportement debutinage
au niveau d’une source alimentaire artificiellechimiquement
connue(solution
sucrée et odeur associéeconstantes),
del’hybride triple
Apismellifica (ligustica
X caucasica) Xmellifica
et de l’abeille de race pureApis
mellijicaligustica (ab--ille italienne).
Il
apparaît
que le comportement debutinage
del’hybride triple
sedistingue
de celui de l’abeille italienne par unephase
de recrutementplus intense, rapidement
consécutive à la décou- verte de la source alimentaire par lespremière butineuses,
et par unrythme plus rapide
des visites. L’intensité de recrutement deshybrides,
observée en conditionscontrôlées,
peut permettred’expliquer
leurs bonnesqualités
sur leplan apicole
et en tantqu’agents pollinisateurs.
INTRODUCTION
L’amélioration génétique de l’abeille, rendue possible par le développement
des techniques d’insémination artificielle,
apermis l’obtention d’abeilles pré-
sentant
dans divers domaines des qualités supérieures à celles des abeilles
communes :
rendements
enmiel plus élevés, faible agressivité, bonne résistance
aux
maladies, faible tendance à l’essaimage, adaptation satisfaisante
auclimat
età la flore, etc.
Des succès
ontété obtenus par la méthode classique de sélection à l’intérieur d’une population
notammentpour des qualités spécifiques,
commela résistance à la loque américaine (R OTHENBUHLER
etT HOMPSON , 1956),
oula récolte préfé-
rentielle de pollen de luzerne (M ACKENSEN
etN YE , 1966). Toutefois des qualités complexes, telles que l’aptitude à donner de fortes productions de miel, n’ont pu être améliorées de façon appréciable que grâce à l’utilisation de l’effet d’hétérosis résultant de certaines hybridations inter
ouintra raciales. R UTTNER (1968)
aprésenté les bénéfices obtenus dans la récolte de miel après différents croisements inter-raciaux
etil apparaît que les résultats peuvent atteindre plus de 200 %
de
ceuxenregistrés pour la moyenne des différentes
races oule meilleur des parents. W ARAKOMSKA
etLouvEAux (1964)
ontmontré que des colonies d’hy-
brides interraciaux Apis mellifica
XApis mellifica ligustica
ont uneprécocité
etune
activité supérieures par rapport à des abeilles de
racenoire pure Apis melli- fica mellifica,
cequi
setraduit par
unerécolte de pollen plus importante. Si l’on
considère la valeur pollinisatrice des abeilles, J OUBERT
etcoll. (1977)
ontétabli
que les abeilles hybrides Apis mellifica caucasica
Xligustica
sont3 fois plus
efficaces dans la pollinisation du trèfle violet que l’abeille noire Apis mellifica mellifica. G ARY
etcoll., 1978 indiquent que des hybrides « Hy-Queen
» ontdes
distances de butinage inférieures à celles d’abeilles italiennes,
cequi pourrait permettre de maintenir plus facilement des populations d’abeilles
sur uneaire à
polliniser.
Une formule d’hybride à 3 voies, faisant intervenir 3
racesd’abeilles diffé-
rentes
(ligustica
Xcaucasica)
Xmellifica
apermis d’obtenir de fortes récoltes de miel,
unebonne homogénéité des colonies
et unegrande régularité de pro- duction
au coursdes années (F RESNAYE
etcoll., 1974 ; F RESNAYE
etL A mE, 1976 ; C ORNUET
etF RESNAYE , 1979).
Les qualités de l’abeille pour la production de miel
oula pollinisation des
cultures
sontliées à
sonactivité de butinage. Cette aptitude
aubutinage peut être estimée par des
mesuresde l’activité de vol des abeilles, ainsi que l’ont fait K ERR
etcoil. (1970) chez Apis mellifera ligustica, l’abeille africanisée
etleur
hybride F i , montrant, chez
cethybride, la dominance des gènes africains
surles gènes italiens dans le contrôle du comportement de vol. H OHMAN (1970)
aétudié chez des butineuses de pollen l’influence d’essences éthérées
surl’activité de
recrutementestimée
enfonction de la durée des danses. C’est
enobservant l’activité d’abeilles
auniveau d’une
sourcealimentaire artificielle, dont les
carac-téristiques varient (concentration
ensucre, vitesse de distribution, température),
que P FLUMM (1969) estime la tendance des abeilles
aubutinage.
Dans
cetravail,
nous avonsvoulu comparer
enconditions contrôlées l’activité
de butinage d’abeilles de
racepure
etd’hybrides interraciaux
enobservant le
recrutementde butineuses
auniveau d’une
sourcealimentaire odoriférante ; le
critère d’activité de
recrutement estconstitué par le nombre de visites par unité de temps. L’étude
aporté
surles abeilles de
racepure Apis mellifica ligustica
etles hybrides triples Apis mellifica (ligustica
Xcaucasica)
Xmellifica.
MATÉRIEL
ETMÉTHODES
Matériel
Afin de reconstituer pour les abeilles des conditions
expérimentales
aussiproches
quepossible
des conditions de vie à l’airlibre,
tout en contrôlant les facteurs del’environnement,
nous avonsexpérimenté
dans une cage de vol engrillage
denylon (maille
2mm),
occupant un volume de 12 m&dquo; etplacée
dans une enceinte climatisée. Cetteenceinte, inspirée
dudispositif
de van PRAAGH(1972),
et décrite defaçon
détaillée par DOUAULT(1978),
est éclairée par une lumière dont le spectre s’étend de 300 nm à 700 nm(tube Philips
TLM 40 w/33RS);
l’intensité lumineuse est fixée à 300 lux cequi
assure une activité de volsatisfaisante ;
laphotopériode
est de 12 heures dejour
et 12 heures de nuit. La température de la salle est maintenue à 24°C:!: 2,C etl’hygrométrie
est de 55 %. Le renouvellement de l’air de l’enceinte est assuré par une tourelled’extraction,
à raison de 5 fois par heure.Le comportement de récolte pouvant être favorisé par les interactions sociales
[présence
de lareine,
du couvain...(F REE , 1977)],
lesexpériences
sont conduites à l’échelle de coloniesentières,
maintenues dans des ruchettes
(dimensions
extérieures 21X 21,5 X 27 cm)
contenant 6 cadres.Les colonies comportent 3 000 ouvrières de
printemps (les expériences
s’étant déroulées des mois dejuillet
àseptembre)
et d’une reine fécondeâgée
de 1 an ; un seul cadre deprovisions
est mis à leurdisposition,
laprésence
de cadres vides pouvant favoriser la récolte de nourriture(R
INDERER
, 1982).
Deux colonies d’abeilles italiennesApis mellifica ligustica
et deux coloniesd’hybrides triples
Apismellifica (ligustica
Xcaucasica)
Xmellifica
ont ainsi étépréparées
defaçon extemporanée
et introduites successivement dans l’enceinteexpérimentale.
Chacune des colonies aséjourné
en moyenne une semaine dans la cage de vol.L’activité de
butinage
est observée au niveau de fleurs artificielles rassemblées dans undispositif qui
a été décrit par ailleurs(P HAM -D ELEGUE
et MASSON,1982 ; P H A M -D ELEGUE , 1983).
Les
signaux chimiques jouent
un rôleparticulièrement important
dans l’orientation des abeillesvers une source
alimentaire,
MENZEL(1967)
et KRISTON(1973),
notamment, ayant démontré que lessignaux
olfactifs sontplus rapidement appris
que lessignaux visuels ;
deplus
il a été montré quel’apport
d’essences éthérées à une source d’eau sucrée entraîne le déclenchement de dansesou en augmente l’intensité
(L I NDAUER, 1948 ; K ASCHEF , 1957).
C’estpourquoi
les fleurs artificielles sont ici constituées d’une source odorante associée à une solution sucrée. L’odeur utilisée est celle dugéraniol,
substancequi
entre dans lacomposition
de certains arômesvégétaux
tels que l’arôme de la mélisse(Melissa officinalis)
selon GUENTHER(1949)
et LAWRENCE(1978)
etqui
constitue d’autre part l’élément le
plus important pondéralement
de laphéromone
de Nassanovimpliquée
dans le marquage de sources alimentaires par l’abeille(BocH
etS HEARER , 1962).
La solution sucrée est une solution de saccharose à50 % ;
eneffet,
dans desexpériences
dechoix,
ce sucre est
préféré
auglucose
et au fructose(W ALLER , 1972)
et lepréférendum
de concentration établi par WALLER pour le saccharose se situe entre 30 et 50 %. Six fleurs artificielles sontdisposées
enpériphérie
d’unplateau
de 50 cm dediamètre,
en PVCgris,
couleur neutre pour l’abeille(von Farscrr, 1959).
Les abeilles ne peuvent différencier les fleurs artificielles àpartir
derepères
visuels car celles-ci sont toutesidentiques
et entraînées par un lent mouvement de rotation duplateau expérimental (1/3 tour/minute).
Laprésence
deplusieurs
sources alimentaires permet à unplus grand
nombre de butineuses de se nourrir simultanément et la rotation dudispositif
assure leur
répartition régulière
sur les différents sites.Le
dispositif expérimental
estplacé
dans la cage de vol à 80 cm du sol et à 1 m 50 de la ruchetteexpérimentale.
’
Méthodes
Pour chacune des 4 colonies
expérimentales,
nous avonsopéré
de lafaçon
sui- vante : les abeilles sont familiarisées aux conditions de l’environnementexpérimental (milieu confiné,
espace de vollimité, éclairage artificiel, température
constante,etc.) pendant
4jours,
au cours
desquels
elles sont entraînées à venir àl’emplacement
dudispositif expérimental.
Aucours de cette
phase
depré-conditionnement,
et en dehors despériodes d’expérience,
les abeilles sont nourries ad libitum à l’aide d’undispositif simplifié (flacon rempli
de solution sucrée suintant par les orificespercés
à sa base etcoupelle
depollen broyé).
Ce type dedispositif
est réservéau nourrissement des
abeilles, qui
par ailleurs nereçoivent
aucune nourriture dans laruchette,
et n’est pas
adapté
à l’observation du recrutement des butineuses.L’expérience
proprement dite se déroule le 5ejour.
Ledispositif expérimental présentant
les fleurs artificielles est introduit à 12 heures GMT. Apartir
de la1&dquo;’,
le nombre des visites est noté parpériodes
d’observation de 5 minutes. Entrechaque période
denotation,
leplateau
est retirépendant
5 minutes. Les résultats portent sur 15périodes
d’observations successives. L’ensemble del’expérience
dure 3 heures 30 minutes environ.RÉSULTATS
Le nombre des visites obtenu par période d’observation
estreporté
enfonction du temps ;
onpeut ainsi
tracer unecourbe de recrutement pour chaque
colonie. Les 4 courbes expérimentales
sontprésentées dans la figure 1.
Il apparaît qu’en fonction du type d’abeilles considéré
- racepure
ouhybride
-les tracés des courbes de
recrutementdiffèrent très nettement, tandis que pour
unmême type d’abeilles, les courbes
sontanalogues. Le phénomène
de recrutement
estdonc caractéristique du type d’abeilles
etprésente le décours
suivant :
-
Pour les 2 colonies de
racepure (Rp i
etRp 2 ) l’augmentation du
nombre des visites
esttrès progressive
et cenombre
sestabilise
enmoyenne à
une
dizaine de visites par période d’observation de 5 minutes.
-
Pour les 2 colonies hybrides (H l
etH 2 ),
au coursdes premières périodes
d’observation (5 périodes pour H l
et8 périodes pour H 2 ), les niveaux de visites
se
maintiennent à des valeurs analogues à celles obtenues pour les colonies de
race
pure (en moyenne
unedizaine de visites). Puis
onobserve
uneaugmentation
intense du nombre des visites, qui passe de 10 visites/5 minutes à plus de
80 visites/5 minutes
en4 périodes (pour H¡) à 6 périodes (pour H 2 ) d’observation.
Cette phase d’augmentation des visites
secaractérise donc par
unetrès forte pente qui
estsensiblement du même ordre pour les colonies hybrides : 5,2 pour H
i
et3,4 pour H 2 ( * ). Puis le nombre de visites par période d’observation de
(
*
)
Les pentes sont calculées sur lapartie
ascendante des courbes de recrutement ; soit unsegment AB
pris
sur cettepartie
decourbe,
de coordonnées A(xi, y)
et B(x 2 , y 2 ),
la valeur de la y!—y!pente s’obtient par
l’expression .
.X 2 - Xi
5 minutes
sestabilise à
unevaleur élevée de 80 à 100 visites/5 minutes pour les
2 colonies.
Il apparaît donc qu’à la fin de l’expérimentation (c’est-à-dire après 15 pé-
riodes d’observation, elles-mêmes espacées de 5 minutes), les abeilles hybrides
recrutées
sesuccèdent
surla
sourcealimentaire à
unrythme de plus de 80 vi- sites/5 minutes alors que les abeilles de
racepure
nedépassent pas
unrythme de
10 visites/5 minutes.
DISCUSSION
Les résultats indiquent que, dans les conditions expérimentales décrites,
le comportement de butinage de l’hybride triple
sedistingue de celui de l’abeille italienne par
unephase de
recrutementintense, rapidement consécutive à la découverte de la
sourcealimentaire par les premières butineuses,
etpar
unrythme
élevé
etstable de visites à
cette sourcealimentaire. Un tel comportement de butinage s’avère très reproductible d’une colonie à l’autre, pour chaque type d’abeilles.
Les différences observées
entreles 2 types d’abeilles dans les étapes de
recrutement
traduisent d’une part
unemeilleure adaptation des hybrides à des
conditions d’élevage
etde maintien
encage de vol,
età
unesituation artificielle de butinage.
D’autre part, le phénomène de
recrutementobservé chez l’hybride triple,
ici
enconditions contrôlées, caractérisé par
uneélévation rapide
et unestabili-
sation à
unnombre élevé de visites à
une sourcealimentaire, permet de mieux comprendre les bonnes performances de
cetteabeille
enplein champ :
eneffet,
un
type d’abeille dont les butineuses
sesuccèdent plus rapidement
surles fleurs
aura une
plus grande efficacité
en tantqu’agent pollinisateur
etpourra rapporter des quantités supérieures de
nectarà la ruche, donc produire davantage de miel
ainsi que le
montrentF RESNAYE
etcoll., 1974. L’hybridation apporte ici des résultats satisfaisants ; il faut toutefois souligner que l’aptitude à la combinaison
entredifférentes
races esttrès variable,
et toutesles hybridations n’entraînent pas forcément d’effet d’hétérosis (R UTTNER cité par L OUVEAUX , 1967 ; C OR -
NUET et
F RESNAYE , 1979).
Dans
cetteétude comparée du comportement de butinage de 2 types d’abeilles, le critère de comparaison choisi
estle nombre de visites par unité de temps, indépendamment des individus qui effectuent
cesvisites. Or des études du phénomène de recrutement, menées dans les mêmes conditions expérimentales (P
HAM -D ELEGUE
, 1983)
montrentque les individus recrutés
encage de vol par
une source
alimentaire définie (dont les caractéristiques de position, odeur,
cou-leur, forme,
nevarient pas)
sontles mêmes
au coursde plusieurs vols de butinage
successifs ; des travaux anciens
ontétabli de tels résultats
enconditions naturelles
(von F RISC II, 1923, 1965 ; R IBBANDS , 1954).
Par ailleurs, les aptitudes
aubutinage, définies ici selon l’intensité du
recru-tement, font également intervenir les préférences alimentaires
etles capacités d’apprentissage des butineuses ;
orcelles-ci peuvent varier sensiblement
enfonc- tion de la
raceconsidérée.
Ainsi des différences raciales
ontété mises
enévidence dans les réponses
à des signaux olfactifs
ouvisuels,
avec ou sansconditionnement (KoLT!ERMnNrr, 1973 ; M E rrzEL
etcoll., 1973). On peut donc envisager de sélectionner les abeilles
nonseulement
surleurs aptitudes à visiter spécifiquement certaines
cultures (voir M ACKENSEN
etN YE , 1966) mais aussi
surleurs capacités d’appren- tissage. O TT
etB RUCKNER (1980) démontrent que des abeilles
nonconsanguines apprennent mieux que des abeilles consanguines. Il serait donc intéressant de connaître les performances d’apprentissage d’abeilles hybrides
etde savoir dans
quelle
mesure cescapacités
sontliées à leur niveau d’activité,
etc’est dans
cesens
que
nousenvisageons de poursuivre ultérieurement le présent travail.
Reçu
pourpublication
en octobre 1983.Accepté
pourpublication
en janvier 1984.SUMMARY
COMPARATIVE LABORATORY STUDY OF FORAGING ABILITIES OF HONEYBEES APIS MELLIFICA LIGUSTICA AND INTERRACIAL HYBRIDS APIS MELLIFICA
(LIGUSTICA X
CAUCASICA)
X MELLIFICAHoneybee value,
both in the field ofbee-keeping (honey yield)
and in the field of croppollination, depends
upon itsforaging
behavior. Genetic attempts for beeimprovement
have led to the creation ofhighly productive
interracialhybrids.
In order to understand some mechanisms which determine better
qualities
ofhybrids, foraging
behavior of the three lineshybrid
Apismellifica (ligustica
Xcaucasica)
Xmellifica
and of thepure-bred
bee Apismellifica ligustica,
have beencompared
underlaboratory
conditions.Experiments
have been carried out in aflight
room on whole colonies of about 3 000 workers.Two colonies of each type of bee have been tested
successively.
In order to take into account chemicalsignals,
which are of the firstimportance
inforaging
behavior ofhoneybees, bee-plant relationships
have been simulatedusing
a device whichcomprised
artificial flowers(a
sugary solution associated with ascent),
and which allowed elimination of visualsignals.
The record of number of
forager
visits as a function of time has allowed establishment ofrecruiting
curves. It appears(fig.
1) that therecruiting
curves arespecific
for the type of bee considered :- for the
pure-bred honeybee,
the number of visits increasesgradually
and reaches asteady
state of 10 visits per observation
period
of 5minutes ;
- for the
hybrid
bee,recruiting
is characterizedby
arapid
increase in the number ofvisits,
followed
by
asteady
state of 80 visits per observationperiod
of 5 minutes.The intense
recruiting phenomenon
seen amonghybrid foragers
notonly
indicates theirability
to
adapt
to artificialconditions,
but allows a betterunderstanding
of thesuperior performance
of these bees in the field.
Rapid
recruitment leads to greaterpollination
andnectar-gathering efficiency.
This in turnprovides larger
crop andhoney yields.
Further studies are needed to determine how behavior within the hive influences suchrapid
recruitment offoragers.
ZUSAMMENFASSUNG
VERGLEICHENDE LABORUNTERSUCHUNGEN DER SAMMELLEISTUNGEN VON BIENEN DER RASSE A.M. LIGUSTICA UND VON RASSENHYBRIDEN
A.M.
(LIGUSTICA
XCAUCASICA)
XMELLIFlCADie
Leistungen
der Bienen in der Imkerei(Honigertrag)
und bei ihrem Einsatz als Bestäubervon Blüten hängen beide von ihrem Sammelverhalten ab. Versuche zu einer
genetischen Verbesserung
der Bienen mit dem Ziel einesgesteigerten Honigertrages
haben zu sehrleistungsfähigen
Rassen-hybriden geführt.
Um
einige
der Mechanismen besser zu verstehen, welche den höherenLeistungen
derHybriden zugrunde liegen,
wurde das Sammelverhalten der dreifachenHybride
Apismellifica (ligustica
X caii- casica) X mellifica und derreinrassigen
Apismellifica ligustica
unterLaborbedingungen
miteinanderverglichen.
Die
Experimente
wurden in einemFlugraum
mitkompletten
Völkchen mit 3 000 Bienendurchgeführt.
Zwei Völker vonjedem Bienentyp
wurden nacheinander getestet. Um chemischeSignale einzubeziehen,
die für das Sammelverhalten der Biene in erster Linie vonBedeutung
sind, und um eineBienen-Blütenbeziehung
zusimulieren,
wurden in derVersuchsanordnung
« künstliche Blüten(Zuckerlösung
zusammen mit einemDuft)
verwendet undgleichzeitig
visuelleSignale
vermieden. DieRegistrierung
der Zahl der Besuche der künstlichen Futterstelle in einem bestimmten Zeitabschnittermöglichte
dieAufstellung
vonRekrutierungskurven.
Es
scheint,
daß dieRekrutierungskurven
fürjeden
untersuchtenBienentyp spezifisch
sind(fig. l) :
- bei der
reinrassigen
Ligusticasteigt
die Zahl der Besuche steil an und stabilisiert sich dann bei einer Zahl von 10 Besuchen während derBeobachtungszeit
von 5Minuten ;
- bei der
Hybridbiene
wird dieRekrutierung
durch einen steilen und hohenAnstieg
der Zahl der Besuchecharakterisiert, gefolgt
von einer steten Phase mit 80 Besuchenje Beobachtungszeit
von 5 Minuten.
Eine derart intensive
Rekrutierung
derHybridbienen bringt
zum einen ihre bessereAnpassungs- fähigkeit
an die künstlichenVersuchsbedingungen
zumAusdruck,
zum anderen führt es zu einem besseren Verständnis der gutenLeistungen
dieser Bienen im Feld :Bienen,
die einander rascher und ingrößerer
Zahl zu den Blütenfolgen,
sollten eine höhereLeistung
als Bestäuber undgrößere Honigernten bringen.
WeitereUntersuchungen
sollen über die diesem Sammelverhaltenzugrunde liegende Lernfähigkeit
Aufschlußgeben.
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