Un Apiscope, qu’est-ce que c’est ?

L’Apiscope est une ruche plate vitrée d’environ 1m² et d’une profondeur de 10cm, installée dans une école pour permettre aux élèves d’observer un essaim d’abeilles en toute sécurité tout au long de l’année. L’Apiscope abrite une colonie de plus de 12000 abeilles choisies pour leur caractère social et peu agressif, un tuyau en plexiglas leur donne un accès à l’extérieur sans danger pour les élèves. Le diamètre du tube évite une sortie massive des abeilles ou l’intrusion de prédateurs comme des frelons ou des guêpes. La reine est repérable par un point de couleur sur son thorax.

Un pot en verre fixé sur le dessus de l’Apiscope permet de récolter du miel. En cas de disette, un nourrisseur permet d’alimenter les abeilles avec une solution sucrée.

Un grillage fixé au bas de l’Apiscope permet l’élimination des déchets : pollen, cire, pattes d’abeilles, varroas.

Règles de sécurité :

• Les abeilles sont très sensibles aux vibrations et chocs sur les parois.
• Eviter de passer les doigts sous la table d’observation.
• Si une ou plusieurs abeilles venaient à s’échapper, éviter les gestes brusques ou l’affolement. Les abeilles se dirigeront vers les fenêtres que l’on ouvrira prudemment.

Guide d’observation :

• Pourquoi les abeilles quittent-elles la ruche ?
• Que transportent-elles à leur retour ?
• Qui sont les abeilles à l’intérieur de la ruche et que font-elles ?
• Pourquoi certaines zones sont-elles plus chaudes que d’autres ?

Les connaissances utiles pour les enseignants

Apparus sur terre bien avant les dinosaures, les insectes représentent plusieurs millions d’espèces différentes soit le plus grand ensemble du monde animal. On dénombre environ 25 000 espèces d’abeilles dont près de 1000 en France, 80% d’entre elles sont solitaires et inféodées à un milieu particulier (terrains sablonneux, trous de rochers, vieux bois…) et à quelques espèces végétales.

Apis mellifera est un animal arthropode (squelette externe chitineux articulé, pattes articulées) de la classe des hexapodes ou insectes (3 paires de pattes). Ces abeilles vivent en colonies permanentes et se reproduisent par essaimage. Un essaim ne comporte qu’une seule reine.

Toutes les abeilles ont en commun un régime exclusivement végétarien, à base de miel ou de nectar et de pollen. Les femelles possèdent d’ailleurs un organe de récolte du pollen appelé brosse et localisé au niveau des pattes postérieures ou sous l’abdomen.

Les abeilles contribuent à la reproduction sexuée de plus de 80% des plantes à fleurs.

Morphologie

Le corps de l’abeille se divise en 3 parties : la tête, le thorax et l’abdomen.

La tête	Le thorax	L’abdomen
Les antennes permettent de communiquer, de s’orienter dans l’obscurité de la ruche, de reconnaître des odeurs (et aussi les ennemis), de mesurer la température, l’humidité, de percevoir des vibrations. Les mandibules permettent de saisir comme une paire de pinces. La langue permet d’aller puiser le nectar au fond des fleurs. L’extrémité, appelé cuilleron est garnie des poils sensibles.	Les abeilles possèdent 4 ailes transparentes et tendues par des nervures rigides et creuses. De petits crochets, appelés hamules, permettent de solidariser les deux ailes en vol. Les pattes postérieures de l’abeille mellifère servent à la récolte du pollen. Chacune est munie d’une brosse, constituée de poils courts, avec laquelle l’abeille récupère le pollen disséminé sur son corps puis le dépose dans la corbeille de la patte opposée.	Le dard est muni de petites dents qui le font ressembler à un harpon. Quand elle pique, l’abeille injecte du venin à sa victime. Le dard reste fiché dans la peau de la victime et est arraché de l’abdomen. Les mâles ou faux-bourdons ne piquent pas.

Les habitants de la ruche

La reine	Les ouvrières	Les mâles ou faux-bourdons
Seule femelle fécondée. Elle ne s’accouple qu’une seule fois dans sa vie lors du vol nuptial. – Abdomen très long – C’est la mère de toutes les abeilles de la ruche : elle peut pondre 2000 œufs/jour. – Elle peut vivre 5 ans. – Elle est nourrie toute sa vie avec de la gelée royale. – Elle organise la vie de la ruche en émettant des phéromones.	– Femelles non fécondées : celles que nous voyons partout sur les fleurs. – Elles vivent en moyenne 6 semaines l’été et 6 mois l’hiver. – Elles sont tour à tour : nettoyeuses, nourrices (gelée royale), productrices de cire et bâtisseuses, magasinières, ventileuses,  gardiennes, butineuses … – Elles ne piquent qu’une seule  fois.	– Très puissants, trapus avec de gros yeux et de longues ailes. – Ne piquent pas. –  Les plus vigoureux féconderont la reine vierge au cours du vol nuptial. – Peuvent vivre quelques mois. – Nourris par les ouvrières. –  Chassés des ruches à la fin de l’été.

Stades de développement 

La reine pond plus de 1000 œufs par jour, elle en dépose un par alvéole. Elle pond à volonté des œufs fécondés ou non. Un œuf fécondé donne naissance à une ouvrière ou à une reine, un œuf non fécondé donnera naissance à un faux-bourdon. L’abeille est un insecte à métamorphose complète, il se passe 22 jours entre la ponte et la sortie de l’alvéole d’un adulte complet (imago).

Au 3^ème jour, l’œuf éclot pour donner naissance à une larve. Pendant les trois premiers jours, toutes les larves sont nourries avec de la gelée royale, déposée par les abeilles nourrices dans les alvéoles. Ensuite, seules les reines sont alimentées avec cette gelée. Au fur et à mesure que la larve grandit, elle mue à 5 reprises. Elle effectue une dernière mue qui l’amène au stade de nymphe.

Au 21^ème jour, l’imago (l’adulte) perfore l’opercule avec ses mandibules, déploie ses ailes et ses antennes, laisse sécher ses poils et puis commence ses activités.

Les abeilles ont un régime exclusivement végétarien, à base de miel ou de nectar et de pollen.

Le nectar est un liquide sucré produit par les nectaires des fleurs. Avec leur langue, les abeilles aspirent le nectar au fond des fleurs.

– Le nectar est transformé en miel par évaporation de l’eau et  transformation enzymatique des sucres.

– Le miel est la source énergétique de la colonie et sert pour l’élevage des jeunes abeilles et la production de chaleur.

– Le miel est peu à peu entreposé dans les alvéoles et operculé au moyen d’une fine pellicule de cire. L’apiculteur ne récolte que les cadres de hausse.

Elles récoltent du pollen, riche en protéines et vitamines, avec leurs pièces buccales, forment des pelotes qu’elles transportent à la ruche.

Elles participent en même temps à la reproduction des fleurs. Le pollen contient la semence mâle qui doit entrer en contact avec un ovule d’une fleur située sur une autre plante pour qu’il y ait fécondation.

Les produits de la ruche

– Le miel : le nectar récolté par l’abeille butineuse est prédigéré dans son jabot puis régurgité et ingéré par une ouvrière receveuse (phénomène de trophallaxie). Il est ensuite déposé en fines couches sur les parois d’une alvéole ou les ouvrières ventileuses facilitent sa déshydratation. Arrivé à maturité, sa teneur d’eau est d’environ 20%, il est conservé dans une autre alvéole operculée.

– La cire : produite par les glandes cirières des ouvrières sert à fabriquer les alvéoles.

– La propolis : issue de résines végétales, c’est le mastic et l’antibiotique de la ruche. Propriétés aromatiques, antiseptiques, antifongique.

– La gelée royale : est produite par les nourrices à partir de pollen.

– Le venin : quelques applications pharmaceutiques.

Fragilité de la biodiversité

En Europe on constate depuis un demi-siècle un déclin des populations d’abeilles et d’autres insectes…  et ce phénomène semble s’accélérer !

De multiples facteurs aux effets cumulatifs sont sans doute en cause :

– La destruction ou la fragmentation des habitats avec disparition des chemins, talus, haies et bois…

– L’intensification des pratiques agricoles : augmentation des surfaces cultivées, nombre limité de plantes sélectionnées (peu de légumineuses),  diminution des rotations  et emploi massif de pesticides…

– Les changements climatiques.

– Sans oublier les effets néfastes de certaines pratiques apicoles conduisant à l’introduction de parasites comme le Varroa (petit acarien) et peut-être demain le coléoptère des ruches (Aethina tumida).

Que peut-on faire?

– Installer des « hôtels à insectes ».

– Respecter le milieu : moins de tontes de pelouse, moins de pesticides au jardin…

– Semer des jachères fleuries et/ou apicoles.

– Sélectionner les espèces nectarifères.

LES PROGRAMMES

CYCLE 1

Éléments des programmes et attendus de fin de cycle

Découvrir le monde du vivant : L’enseignant conduit les enfants à observer les différentes manifestations de la vie animale et végétale. Ils découvrent le cycle que constituent la naissance, la croissance, la reproduction, le vieillissement, la mort.

Les enfants enrichissent et développent leurs aptitudes sensorielles, s’en servent pour distinguer des réalités différentes selon leurs caractéristiques olfactives, gustatives, tactiles, auditives et visuelles. Chez les plus grands, il s’agit de comparer, classer ou ordonner ces réalités, les décrire grâce au langage, les catégoriser.

Enfin, les questions de la protection du vivant et de son environnement sont abordées dans le cadre d’une découverte de différents milieux, par une initiation concrète à une attitude responsable.

Attendus de fin d’école maternelle :

– Reconnaître les principales étapes du développement d’un animal ou d’un végétal, dans une situation d’observation du réel ou sur une image.

– Connaître les besoins essentiels de quelques animaux et végétaux.- Situer et nommer les différentes parties du corps humain, sur soi ou sur une représentation.

Les enjeux de ce module

Les premières compréhensions visées chez les élèves :

– Les différentes parties du corps de l’abeille et leurs rôles.

– Les préférences alimentaires.

– Les modes de déplacement et de reproduction.

– Le cycle de vie de l’animal.

– Les milieux de vie.

Lexique qui pourrait être mobilisé dans le cadre de ce module ; les différentes traces possibles.

Verbes	Substantifs	Traces
butiner, se déplacer, se reproduire, mourir, vivre	abeille, reine, faux bourdon, ouvrière, nourrice, bâtisseuse, butineuse, nectar, pollen, pollinisation, alvéoles, hexagone, ruche, apiculteur, vareuse, enfumoir, extracteur, miel, gelée royale, cire, tête, abdomen, thorax, antennes, ailes, pattes, sac à pollen, œuf, naissance, mâle, femelle, température,	dessins d’observation, des tableaux pour consigner les observations, des photos pour prendre conscience du cycle de vie, des photos pour identifier les différentes parties du corps, etc.

Les situations qui pourront être abordées en classe

Les comparaisons se font avec des références fréquentes au corps de l’enfant et aux autres élevages déjà réalisés.

– Est-ce que les abeilles grandissent ? (comparaisons, mesures)

– Que mangent les abeilles ? (observations).

– Comment les abeilles se déplacent-elles ? (Avec quel organe ? Dans quelles conditions ?).

– Est-ce que les abeilles voient ? (Avec quel organe ?).- Est-ce que les abeilles entendent ? (Comment l’animal perçoit-il les sons ? expérimentations possibles ?).

– Comment les abeilles font-elles des bébés ? (observations /documentaires).

Questionner le monde au cycle 2

Domaine concerné	Comment reconnaitre le monde vivant ?
Attendus de fin de cycle	Connaitre des caractéristiques du monde vivant, ses interactions, sa diversité.
Domaine(s) du socle et compétences travaillées	Domaine 1 : les langages pour penser et communiquer Utiliser différents modes de représentation formalisés (schéma, dessin, croquis, tableau, graphique, texte). Expliquer un phénomène à l’écrit. Domaine 2 : les méthodes et outils pour apprendre Choisir ou utiliser le matériel adapté pour mener une observation, effectuer une mesure, réaliser une expérience ou une production. Domaine 3 : la formation de la personne et du citoyen Relier des connaissances acquises en sciences et technologie à des questions de santé, de sécurité et d’environnement.
Connaissances et compétences	– Identifier ce qui est animal, végétal, élaboré par des êtres vivants : miel – Développement d’animaux et de végétaux (pollinisation). – Le cycle de vie des êtres vivants : de l’oeuf par la larve et la nymphe à l’adulte – Régimes alimentaires des abeilles. – Identifier les interactions des êtres vivants entre eux et avec leur milieu : vie sociale des abeilles, interactions avec les fleurs et les hommes, – Diversité des organismes vivants présents dans un milieu et leur interdépendance: abeilles domestiques et abeilles sauvages – Relations alimentaires entre les organismes vivant. – Chaines de prédation.

La matière: évaporation de l’eau par ventilation de la ruche à moins de 18% puis réserve dans alvéole operculée.

Les objets: outils de l’apiculteur.

Reconnaitre des comportements favorables à sa santé : les vertus du miel, gelée royale, propolis antibactérien.

 

Au cycle 3: Toutes les disciplines scientifiques et la technologie concourent à la construction d’une première représentation globale, rationnelle et cohérente du monde dans lequel l’élève vit. Le programme d’enseignement du cycle 3 y contribue en s’organisant autour de thématiques communes qui conjuguent des questions majeures de la science et des enjeux sociétaux contemporains.

 

Abeilles domestiques/sauvages (morphologie, habitat, comportement) ; insectes.

Morphologie : reine, ouvrière, faux-bourdons, taille, rôle, alimentation, dard et venin.

Biodiversité : la langue de taille différente permet de butiner un type de fleur et donc de pollinisation tous les fruits, légumes et fleurs.

 

La matière

– Composition du miel, gelée royale, cire, propolis.

– Miel liquide/solide, viscosité f(t°).

Energie: teneur en sucre du nectar.

Identifier un signal et une information

– Communication chimique : phéromones (=message olfactif) émises par des glandes et captées grâce aux antennes.

– Contacts antennaires.

Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent.

Attendus de fin de cycle

Décrire comment les êtres vivants se développent et deviennent aptes à se reproduire.

– Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant (naissance, croissance, capacité à se reproduire, vieillissement, mort) au cours de sa vie.

– Pratiques d’élevage et de cultures.

– Modifications de l’organisation et du fonctionnement d’une plante ou d’un animal au cours du temps, en lien avec sa nutrition et sa reproduction.

– Différences morphologiques mâle faux-bourdon, femelle reine/ouvrière.

– Stratégies de reproduction des plantes : nectar sucré très énergétique pour attirer les insectes (85% pollinisation des fleurs) et un pollen riche en protéine ; coadaptation fleurs/insectes.

– Stades de développement (graines germination-fleur-pollinisation, œuf-larve-adulte).

Les êtres vivants dans leur environnement adaptation au milieu (taille langue, nid des abeilles solitaires)

Attendus de fin de cycle

Identifier des enjeux liés à l’environnement: pesticides, diminution surface de plantes mellifères et de leurs variétés, acariens invasifs et bactéries mortelles pour les abeilles, notion de réseau trophique,

Protéger les abeilles : favoriser la biodiversité, éviter les pesticides, des abris pour les abeilles sauvages, prairies fleuries, , tiges creuses,

 

Premières observations

• Bourdonnement des abeilles.
• Chaleur du côté occupé par les abeilles.
• Allées et venues des abeilles qui vont butiner des fleurs et rapportent nectar et pollen sur leurs pattes.
• On distingue des ouvrières, des faux-bourdons, la reine.
• Au bas de la ruche sont évacuées : du pollen, de la cire, des pattes d’abeilles, des varroas.
• Formes et fonction des alvéoles : hexagonales, contiennent des œufs, nymphes, larves en forme de croissant ou miel.
• Transport d’abeille blessée.
• Départ de la reine avec une partie de l’essaim.
• Naissance d’une nouvelle reine et vol nuptial.

Dessins d’observation