Xylocopa sonorina, l'abeille charpentière de la vallée ou abeille charpentière hawaïenne, est une espèce d'abeille charpentière que l'on trouve de l'ouest du Texas au nord de la Californie et dans l'est des îles du Pacifique. Les femelles sont noires tandis que les mâles sont brun doré avec des yeux verts.

X. sonorina est l'une des trois espèces du sud-ouest des États-Unis du genre Xylocopa, qui compte 31 sous-genres et 500 espèces dans le monde. Frederick Smith, assistant au Département de zoologie du British Museum et membre du conseil de la Société d'entomologie de Londres, a décrit pour la première fois X. sonorina en 1874 à partir de spécimens collectés à Hawaï. Jusqu'en 1956, on pensait que X. sonorina venait des îles de la Sonde, mais dans un article publié cette année-là, M. A. Lieftinck a montré que l'interprétation de Smith des étiquettes des spécimens originaux était erronée: Smith avait lu par erreur l'étiquette de X. sonorina comme signifiant les îles de la Sonde au lieu des îles Sandwich. En 1899, R. C. L. Perkins a décrit la même espèce que Xylocopa aeneipennis, et en 1922, P. H. Timberlake a affirmé que le Xylocopa hawaïen était le même que le X. varipuncta du continent, qui avait été nommé en 1879, et Roy Snelling a prédit en 2003 que X. varipuncta serait éventuellement reclassé comme synonyme de X. sonorina. Cela a été confirmé en 2020 à l'aide d'une analyse ADN, et comme le nom sonorina a de l'ancienneté, c'est le nom d'espèce valide.

Ils sont parmi les plus grandes abeilles trouvées en Californie et à Hawaï, atteignant environ 1 pouce (2,5 cm) de longueur. La description originale de Smith était: "Femme.& mdash;Noir; tête et thorax étroitement et modérément perforés; le mésothorax lisse, impuncté et brillant sur le disque; métathorax arrondi derrière; abdomen brillant assez finement perforé, le plus étroitement sur les côtés au-dessus; la pubescence entièrement noire, sauf celle sur le tarse antérieur en dessous, qui est ferrugineux; les griffes du tarse ferrugineux; ailes fusco-hyalines, avec un nuage plus foncé au-delà des cellules fermées, et ornées d'une irisation pourpre vif et cuivrée." Comme la plupart des abeilles indigènes, les femelles ne sont pas agressives et ne piquent normalement que lorsqu'elles sont provoquées, tandis que les mâles n'ont pas de dards. Les mâles possèdent une grande glande thoracique qui produit des phéromones pour attirer les femelles.

Cette espèce se trouve principalement dans la partie sud-ouest des États-Unis (Arizona, Californie, Nouveau-Mexique, Nevada, Texas et Utah) et dans les parties adjacentes du Mexique. Les principaux habitats du continent X. sonorina sont les vallées et les contreforts avec des arbres à feuilles caduques dominés par les chênes. L'espèce est également l'une des 11 abeilles non indigènes de l'État américain d'Hawaï. On pense que les humains ont aidé l'espèce à coloniser les archipels du Pacifique. On ne sait pas quand X. sonorina a été introduit dans les îles Hawaïennes, mais cela s'est produit avant 1874, lorsque l'entomologiste britannique Frederick Smith a initialement nommé l'espèce, et X. sonorina se trouve actuellement sur toutes les principales îles hawaïennes et dans les îles Mariannes. Dans l'agriculture tropicale, X. sonorina a été utilisé comme pollinisateur de Passiflora edulis, une espèce de fruit de la passion. Situé dans l'océan Pacifique, à plus de 2000 miles de l'atterrissage le plus proche en Amérique du Nord, la grande distance d'Hawaï des Amériques est considérée comme trop grande pour que la dispersion biologique naturelle réussisse, et il a été suggéré qu'il est probable que les humains ont aidé X. sonorina dans son arrivée à Hawaï. Après la colonisation d'Hawaï, X. sonorina a été introduit dans les îles Mariannes, en Chine et au Japon, mais ces introductions n'ont pas été couronnées de succès. L'espèce a également été signalée de manière anecdotique dans l'atoll de Midway, à Java, en Nouvelle-Guinée et aux Philippines, mais seuls les enregistrements de Midway ont des spécimens enregistrés qui servent à confirmer le rapport. Seules deux autres espèces du genre Xylocopa ont colonisé avec succès les archipels du Pacifique à l'est des Amériques par dispersion biologique naturelle ou avec l'aide de l'homme; C'est sur un total de plus de 150 espèces identifiées en Amérique du Nord et du Sud, dont 70 se trouvent rien qu'au Brésil. Les deux espèces sont Xylocopa darwini, trouvé dans les îles Galápagos, à 604 mi à l'ouest de l'Amérique du Sud, avec le continent de l'Équateur comme masse terrestre la plus proche; et Xylocopa clarionensis, trouvé sur l'île Clarión dans les îles Revillagigedo, à 700 mi de la côte du Mexique. On pense que X. clarionensis est le plus étroitement lié à Xylocopa sonorina.

Au printemps, les femelles s'accouplent avec les mâles, puis peuvent se disperser et commencer de nouveaux nids, ou nettoyer et agrandir les anciens tunnels utilisés pendant l'hiver, en ajoutant des cellules de couvain. Chaque cellule d'une femelle contient une substance appelée "pain d'abeille", qui est un mélange de pollen et de nectar utilisé comme nourriture pour les larves. Un œuf est déposé sur la masse pollinique et chaque cellule est scellée avec une cloison de sciure de bois. Les jeunes abeilles mâles et femelles adultes hibernent dans les tunnels pendant l'hiver.

Les femelles vierges peuvent effectuer des vols exploratoires de recherche de nourriture et être attirées par des signaux visuels et olfactifs. Le comportement de recherche d'un partenaire féminin peut impliquer d'attendre le mâle à la fleur sur laquelle elle découvre ses marques ou un vol dirigé vers un endroit marqué à distance.

Tous les cycles de nidification de toutes les espèces de Xylocopa présentent des caractéristiques communes. Les abeilles ont une période de dormance reproductive même en présence de l'autre sexe qui se produit pendant les saisons sèches. Ou, ils peuvent entrer dans une phase de non-reproduction pendant les mois les plus froids. La deuxième caractéristique des cycles de nidification est que les femelles dormantes ne sont pas apparentées. De plus, l'accouplement a lieu après les vols territoriaux des mâles et avant l'établissement du nid. Le nom "charpentier" vient du fait que ces abeilles creusent des nids à l'intérieur d'une variété de bois, et le nom commun de l'espèce fait référence à la vallée centrale californienne dans laquelle elles se trouvent couramment. Comme son parent, Xylocopa virginica, X. sonorina aime nicher dans les poteaux de clôture, les poteaux téléphoniques. et les bois de charpente. Les abeilles creusent des tunnels à travers le bois avec leurs mandibules, bien qu'elles n'ingèrent pas le bois au cours du processus et évitent le bois peint ou taché. Les tunnels mesurent en moyenne de 6 à 10 pouces de long et se composent d'une série linéaire de cellules de couvain cloisonnées. Les abeilles adultes passent l'hiver dans les tunnels. La plupart des nids de X. sonorina contiennent une seule femelle et sa couvée. Parce que les espèces de Xylocopa ne sont pas agressives, la défense est principalement assurée en construisant des cloisons cellulaires bien construites, en bloquant l'entrée du nid de diverses manières, en recouvrant les cloisons cellulaires de substances liquides ou en sacrifiant toute la couvée d'un nid qui a été compromis par un parasite. L'entomologiste Julian R. Yates III de l'Université d'Hawaï à Manoa décrit le cycle de vie de X. sonorina à Hawaï: "Après avoir localisé un morceau de bois approprié,l'abeille femelle commence à creuser un seul tunnel en préparation de la ponte. En raison de notre climat tropical, la ponte des abeilles charpentières femelles a lieu toute l'année, bien qu'elle puisse diminuer pendant les mois d'hiver, lorsque le temps est pire. Avant de pondre, la femelle recueille le pollen et le dépose, sous forme de boule, dans le tunnel à un point le plus éloigné de l'entrée. Elle pond un seul œuf sur la boule de pollen et scelle les deux dans une chambre avec des copeaux de bois. Elle peut pondre plusieurs œufs, chacun sur sa propre boule de pollen et à l'intérieur de sa propre chambre scellée, en série dans le tunnel. Les œufs éclosent en deux à trois jours. Les larves se développent en environ deux semaines. Les stades prépupalaire (larves non nourricières) et nymphal prennent environ trois à quatre semaines pour atteindre l'âge adulte. Les femelles ténérales (adultes peu de temps après la levée, lorsqu'elles ne sont pas entièrement durcies ou pas de la couleur mature) sont nourries par la mère. Ils sont capables de bourdonner en environ une semaine et de voler en environ deux à trois semaines. Une seule femelle dans un tunnel peut être rejointe plus tard par sa progéniture ou d'autres abeilles. Cependant, une seule femelle recueillera le pollen, préparera les cellules et pondra des œufs. D'autres femelles effectuent des tâches de garde et de nettoyage des nids."

Les fleurs sont la seule source de nourriture et d'eau pour ces abeilles, qui ont tendance à visiter certaines plantes à différents moments de la journée et fournissent du pollen aux femelles pour nourrir leur couvée. Pour recueillir le pollen de la plupart des fleurs, les femelles recueillent le pollen sur leurs pattes postérieures par contact avec les anthères exposées, mais dans les fleurs telles que les Solanacées avec des anthères fermées, elles peuvent utiliser la pollinisation par bourdonnement, par laquelle le pollen est libéré de l'anthère suite à la vibration des muscles de vol indirects de l'abeille. Le comportement de recherche de nourriture de X. sonorina implique une série rapide de mouvements entre les fleurs. Dans une étude de 1996 utilisant Asystasia gangetica( violette chinoise), X. sonorina a visité 16 fleurs par minute et a passé en moyenne 1,5 seconde à chaque fleur, volant généralement vers la fleur de l'avant, atterrissant sur les pétales et se déplaçant vers le bas de la corolle. Une autre étude a révélé que X. sonorina était un "voleur" de nectar primaire et secondaire d'A. gangetica, car il "prenait le nectar par des perforations et n'entrait pas en contact avec les stigmates ce faisant."Le vol floral se produit lorsque l'abeille charpentière fait des perforations près de la base de la corolle tubulaire de la fleur pour obtenir du nectar, mais ne pollinise pas la fleur en retour, lorsqu'elle visite des fleurs si profondes qu'elles ne peuvent pas atteindre le nectar avec leurs tonques. Certaines fleurs se protègent du vol avec des structures adaptatives telles que des parois végétales solides ou en produisant du nectar extrafloral visité par des fourmis qui empêchent les abeilles de voler le nectar, bien que les gardes-fourmis ne soient efficaces que contre certaines espèces d'abeilles (pas Xylocopa). À Hawaï et sur l'île de Niue, X. sonorina a été utilisé dans l'agriculture tropicale comme pollinisateur de Passiflora edulis, une espèce de fruit de la passion. Bien qu'appréciées pour leur pollinisation, le comportement de nidification des abeilles charpentières entraîne souvent leur classification comme ravageurs; Les abeilles préfèrent s'enfouir dans le bois pour créer des galeries de nidification. En raison de ce problème, en 1934, un scolyte (Cissites auriculata) a été amené à Hawaï pour tenter de réduire le nombre de X. sonorina; il n'y a aucune preuve que C. auriculata s'est établi.

Les mâles de X. sonorina semblent optimiser leur activité de localisation des partenaires, suivant les prédictions de la théorie de la distribution libre idéale. Cette théorie stipule que les individus les plus aptes chercheront à occuper le territoire le plus riche en ressources et ceux qui sont moins aptes devront occuper un territoire dépourvu de ressources jusqu'à ce que les deux territoires soient remplis. Pour des espèces telles que X. sonorina, il existe des parcelles de qualité différente résultant de "l'apport continu mais variable de femelles en quête d'un partenaire au cours des après-midi et des saisons de vol". Les mâles peuvent se fier à des indices environnementaux plutôt qu'à la disponibilité de la nourriture lorsqu'ils choisissent leur territoire.

La grande glande mésosomale de X. sonorina mâle produit des composants volatils, appelés phéromones, qui sont attrayants pour les femelles. Ces phéromones sont des attractifs à longue portée et sont utilisées comme publicités masculines. La glande est active de façon saisonnière et les mâles hivernants n'ont aucun attractif détectable. X. sonorina marque la zone centrale de leurs territoires avec les phéromones. Trois observations ont été faites qui ont contribué à former cette conclusion: - 1) Les abeilles volantes frôlent occasionnellement les feuilles ou les brindilles vers le centre - 2) Le comportement "terre et marche" se produit au niveau de la zone focale impliquant l'application du produit chimique phéromone - 3) Les femelles volent et font une pause sur les plantes non fleuries qui avaient été la zone focale du mâle où l'attractif a été placé.

La territorialité non basée sur les ressources a évolué à partir de la territorialité de la source de nourriture en réponse à une faible densité d'abeilles. La probabilité qu'un seul mâle rencontre des femelles est très faible, et la production d'attractifs par le mâle serait avantageuse pour les deux sexes. Les attractifs peuvent être des signaux tels que le bourdonnement fort du mâle et l'ajout d'une odeur aux fleurs. Les mâles peuvent utiliser ces signaux lorsqu'ils patrouillent le long de chemins étendus ou planent sur un site spécifique. "À ce stade, une véritable polygamie de domination masculine commence, car les mâles peuvent produire des signaux phéromonaux quantitativement ou qualitativement individuels qui peuvent refléter leur forme physique, et la femelle pourrait réagir en conséquence en sélectionnant parmi les mâles". L'utilisation de signaux phéromonaux permet aux mâles de déplacer leurs territoires des sites de ressources vers des sites proéminents tels que les sommets de collines, diverses protubérances ou des arbres. À ce stade, les phéromones peuvent diriger la femelle dans le territoire fondé par les mâles. Le marquage à courte portée du signal par l'abeille femelle les attire sur le territoire masculin juste avant la copulation. La concurrence entre les mâles pour les sites non ressources peut conduire à des adaptations qui continuent d'évoluer jusqu'à ce qu'un mâle ait un avantage sur l'autre. Il existe divers facteurs qui affectent les taux de fidélité de X. sonorina. Premièrement, des taux de mortalité élevés chez les hommes résidents sont significativement corrélés à des taux de renouvellement fréquents et à une diminution de la fidélité au site. Deuxièmement, la densité masculine affecte la fidélité du site. À mesure que le rapport entre les rivaux et les territoires appropriés augmente, la concurrence pour le contrôle territorial augmente, ce qui entraîne un roulement fréquent. En revanche, s'il y a peu de remplacements pour les propriétaires de territoire, il y aura des preuves d'une fidélité croissante du site. Pour X. sonorina, la prévalence de jours d'occupation territoriale très faible et de quelques jours de forte densité masculine dans des conditions de " lek " a entraîné une diminution de la fidélité. Un autre aspect de l'environnement qui affecte la fidélité des sites est la qualité des sites territoriaux. Enfin, la fluctuation ou la diminution de la valeur du territoire devrait réduire l'étendue de la fidélité du site. La mesure dans laquelle les préférences territoriales des femelles restent constantes tout au long de la saison des amours sera très importante pour la valeur du territoire. On s'attend à ce que les mâles abandonnent des territoires à des moments où ils n'ont plus le potentiel de produire une progéniture. Il est également concevable que chez X. sonorina, la qualité de la phéromone sexuelle du mâle puisse être un élément clé déterminant son attrait sexuel. La plupart des mâles de X. sonorina n'ont pas montré de fidélité au site, tandis que peu de mâles ont montré un fort attachement à leurs sites d'origine.

Une caractéristique inhabituelle de X. sonorina est sa capacité à se thermoréguler à des températures au-delà de la plage des autres espèces d'abeilles testées; ils peuvent voler à des températures très élevées sans surchauffe et à des températures basses sans gel. En modifiant ses habitudes de recherche de nourriture et en volant entre différentes altitudes en fonction de la température, l'abeille charpentière de la vallée est capable de s'adapter à des environnements très différents. Xylocopa sonorina maintient des températures thoraciques de 33,0 à 46,5 °C tout en voyageant dans des environnements de 12,0 à 40,0 °C. Comme la température thoracique n'est pas constante, les abeilles se thermorégulent. Il y a un transfert physiologique de grandes quantités de chaleur vers l'abdomen et vers la tête pendant le réchauffement avant le vol et le chauffage thoracique. L'augmentation de la température de la tête est due à la conduction passive, tandis que l'abdomen est dû au transfert de chaleur physiologique dans tout le corps. Les xylocopa ont une anatomie circulatoire comme les abeilles et les bourdons. Comme les bourdons, ils ont une boucle aortique à travers les muscles de vol qui agit comme un serpentin de refroidissement permettant le transfert de chaleur vers le sang, la tête et l'abdomen. Les abeilles charpentières ont de grandes têtes, qui présentent une plus grande surface pour le refroidissement par convection. L'abdomen est également "bien adapté à une perte de chaleur convective rapide car il est aplati dorso-ventral et non isolé". Le transfert de chaleur physiologique vers la tête ou l'abdomen ne serait pas apparent à partir de la température corporelle en raison du refroidissement par convection rapide, en particulier à des températures de l'air élevées lorsque la vitesse de vol augmente; la thermorégulation implique une forte dépendance à la convection forcée en raison des changements de vitesse de vol, avec un transfert de chaleur actif vers l'abdomen et une perte de chaleur par évaporation de la tête à des températures élevées.

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