Em abelhas sem ferrão, rainhas controlam reprodução de operárias sem castração

10 de agosto de 2017

Peter Moon  |  Agência FAPESP – As razões da organização e do funcionamento das colônias de insetos sociais são tema de estudo e de encantamento de cientistas desde os tempos de Charles Darwin (1809 –1882), que investigou com a ajuda de seus cinco filhos as colmeias de abelhas próximas a sua casa, em Kent, na Inglaterra.

Instigados pela teoria da evolução, desde então pesquisadores dissecaram os mais diversos aspectos da vida das abelhas. Descobriram há décadas, por exemplo, que em muitas espécies de abelhas melíferas europeias (gênero Apis), nas colmeias onde há rainhas jovens e saudáveis pondo ovos regularmente, estas fazem uso de compostos químicos chamados feromônios para inibir a reprodução das operárias.

Estudo se contrapõe à visão da castração forçada das abelhas operárias pela rainha. Feito na USP, trabalho foi publicado na Nature Ecology & Evolution ( foto: Rainhas e operárias da espécia Scatotrigona aff depilis/Túlio Nunes)

 

 Desse modo, as operárias terão que cuidar principalmente dos filhos das rainhas e não de seus próprios. Nos casos em que as rainhas envelhecem, adoecem ou então morrem, na ausência do feromônio operárias especializadas geram novos zangões que irão fecundar as ninfas que se tornarão futuras rainhas.

“Um tema importante no estudo dos insetos sociais é entender como fazem para resolver conflitos dentro das colônias, em especial conflitos de interesses reprodutivos. Em algumas espécies de abelhas, as operárias são capazes de gerar zangões, mas tal adaptação poderia gerar conflito entre rainha e operária para ver quem gera zangões”, disse o biólogo Túlio Marcos Nunes.

Nunes, que fez pós-doutoramento no Departamento de Física e Química da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) da Universidade de São Paulo, é o primeiro autor de um trabalho publicado no periódico Nature Ecology & Evolution, que procura responder se essa adaptação também ocorre entre as cerca de 600 espécies de abelhas sem ferrão (tribo Meliponini), distribuídas pelas regiões tropicais e subtropicais do planeta.

“O conflito ocorre como resultado da relação genética diferencial entre os filhos das rainhas e os filhos das operárias. Para as operárias, é mais interessante, do ponto de vista evolutivo, produzir os próprios filhos [com os quais elas se relacionam geneticamente em cerca de 50%]do que cuidar dos filhos da rainha [relação genética de 25%]”, disse .
O investigador responsável pela pesquisa é o supervisor de Nunes, o professor Norberto Peporine Lopes, chefe do Núcleo de Pesquisa em Produtos Naturais e Sintéticos da FCFRP, e coordenador do Projeto Temático “Metabolismo e distribuição de xenobióticos naturais e sintéticos”, apoiado pela FAPESP.

Peporine Lopes explica que a pesquisa buscou investigar se o comportamento observado (operárias não botando ovos na presença da rainha) é positivo do ponto de vista genético para a operária – os compostos que indicam a presença da rainha no ninho são chamados de sinais de rainha.
“Se esse comportamento for negativo para a operária, ou seja, caso ela tenha maior retorno genético botando e está sendo impedida quimicamente de fazer, nesse caso é um feromônio de castração”, disse.
As abelhas melíferas europeias são um exemplo claro de castração química e o trabalho buscou responder se, no caso das abelhas sem ferrão, tratava-se de castração ou de sinalização.
Para tanto, os pesquisadores trabalharam com 23 espécies de abelhas sem ferrão. Algumas poucas já estavam presentes no meliponário (criadouro de abelhas sem ferrão) da FCFRP. Outras, Nunes teve que ir a campo coletar, no Brasil e também na Austrália. As colônias geralmente ficam em buracos de troncos ou dentro de troncos caídos na floresta.
Foi preciso abrir os troncos, localizar as colônias e colocá-las dentro de caixas para transporte. “Apesar de não possuírem ferrão, elas sabem se defender. Mordem, depositam resina e algumas espécies expelem ácido fórmico em alta concentração”, disse Nunes.
As 23 espécies estudadas foram divididas em três categorias: espécies nas quais as operárias são estéreis e nunca botam ovos (quatro espécies); espécies nas quais as operárias sempre botam ovos, mesmo na presença da rainha (14); e espécies nas quais as operárias botam ovos somente em colônias onde a rainha está ausente (três). Esta última categoria difere das outras pelo fato de as operárias responderem diante da presença da rainha com a não ativação de seus ovários. A pesquisa foi feita em duas frentes. Os pesquisadores primeiro procuraram entender como se deu a evolução do comportamento reprodutivo das operárias na presença ou ausência da rainha. Além disso, buscaram descobrir qual ou quais seriam os compostos químicos responsáveis pela sinalização das rainhas às operárias.
O comportamento reprodutivo das operárias de 21 espécies era conhecido da literatura científica. Das outras duas, Lestrimelitta limao e Plebeia mínima, Nunes e colegas estabeleceram no meliponário três colônias de cada.
O comportamento das operárias férteis foi observado diariamente ao longo de três meses em presença da rainha nas colmeias. A seguir, retirada a rainha, o comportamento foi investigado por mais três meses. “Quando retiramos a rainha do ninho, as operárias começam a botar”, disse Nunes.
Castração química
Com respeito aos feromônios, foram analisados os hidrocarbonetos cuticulares produzidos pela rainha. São os feromônios usados para a sinalização química com as operárias. Foram identificados 128 compostos químicos diferentes.
“Os hidrocarbonetos cuticulares são feromônios ou sinalizadores químicos. São ceras não voláteis, não se dispersam no ar. Conseguimos mapear no corpo da rainha onde estão essas substâncias. Estão principalmente na cabeça. Daí se concluir que a sinalização química entre a rainha e as operárias férteis só pode ocorrer por contato físico entre elas”, disse Peporine Lopes.
Nas três espécies nas quais isso foi observado, Friesella schrottkyi, Leurotrigona muelleri e Plebeia lucii, as operárias férteis passaram a botar ovos quando a rainha foi removida do ninho.
“A conclusão a que se chega é que as operárias dessas espécies não foram castradas quimicamente pela rainha. A presença do sinal químico da rainha desestimula a ovulação das operárias”, disse Peporine Lopes.
Nunes conta que a seguir foi mapeado esse comportamento reprodutivo das operárias ao longo da evolução, para saber como era o comportamento ancestral das abelhas sem ferrão.
“Pudemos, com isso, inferir que a modulação da esterilidade das operárias em resposta ao feromônio da rainha [ou à presença e à ausência da rainha] evoluiu de modo independente ao menos três vezes, nas linhagens que resultaram nas espécies F. schrottkyi, L. muelleri e P. lucii”, disse.
“O que eu acho importante neste trabalho é que ele vem estabelecer um contraponto na visão tradicional da castração forçada das operárias pela rainha. É por isso que conseguimos publicar em um periódico da Nature”, disse Peporine Lopes.
O artigo Evolution of queen cuticular hydrocarbons and worker reproduction in stingless bees (doi:10.1038/s41559-017-0185), de Túlio M. Nunes, Benjamin P. Oldroyd, Larissa G. Elias, Sidnei Mateus, Izabel C. Turatti e Norberto P. Lopes, está disponível para assinantes em: www.nature.com/articles/s41559-017-0185.

Abelhas sem ferrão têm guardas especializadas para defender suas colmeias

24 de março de 2017

Elton Alisson | Agência FAPESP – Assim como as formigas e os cupins, diversas espécies de abelhas sem ferrão no Brasil possuem guardas ou soldados especializados para defender suas colônias de eventuais ataques de inimigos naturais.

Surgimento de colônias com indivíduos mais robustos e com maior porte do que as operárias coincidiu com o aparecimento de espécies de abelhas “ladras”, aponta estudo (foto: abelha jataí (Tetragonisca angustula)/Wikimedia Commons)

O surgimento dessas abelhas guardiãs – que são mais robustas, têm maior porte e, em alguns casos, apresentam coloração diferente das abelhas operárias mais comuns – começou nos últimos 25 milhões de anos e coincidiu com o aparecimento de abelhas “ladras”, que representam uma grande ameaça para muitas espécies de abelhas sem ferrão.

As descobertas foram feitas por um grupo de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), campus de Ribeirão Preto, em colaboração com colegas da Embrapa Amazônia Oriental, em Belém (PA), e da Johannes Gutenberg University Mainz, da Alemanha.

Resultado de dois projetos apoiados pela FAPESP – o primeiro coordenado por Eduardo Andrade de Almeida e o segundo por Fábio Santos do Nascimento, ambos professores do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto –, o estudo foi publicado na revista Nature Communications.
“As abelhas guardas também apresentam um comportamento diferente das operárias”, disse Almeida à Agência FAPESP.

“Elas não saem do ninho para buscar alimento, como as abelhas forrageadoras, voam próximas à entrada da colônia e são as primeiras a se engajar em uma luta caso venha a ocorrer uma invasão por abelhas parasitas”, afirmou.
Um estudo anterior, publicado em 2012, já havia apontado que as colônias de uma espécie de abelha sem ferrão – a jataí (Tetragonisca angustula) – são defendidas por um grupo de abelhas guardas que são, aproximadamente, 30% maiores e têm forma diferente de suas companheiras de ninho. E que o tamanho do corpo maior dessas abelhas guardas em comparação com as operárias está diretamente ligado à capacidade de combate.

Com base nessa constatação, os pesquisadores decidiram avaliar se a diferenciação das abelhas operárias relacionada com as tarefas que desempenham na colônia está difundida entre outras espécies de abelhas sem ferrão – que representam o maior grupo de abelhas sociais, com mais de 500 espécies descritas, das quais mais de 300 são encontradas no Brasil.

Para isso, eles compararam características morfológicas, como o tamanho, de abelhas guardas e forrageiras de 28 espécies de abelhas sem ferrão mais comuns no Brasil, e ecologicamente variadas – com diferentes tipos de habitat, hábitos de nidificação, métodos de forrageamento e tamanhos de colônia, que podem variar de algumas centenas a dezenas de milhares de operárias.

As análises indicaram que em 10 das 28 espécies analisadas as abelhas guardas foram significativamente maiores do que as forrageiras. As espécies com abelhas guardas maiores apresentaram uma variação entre 10% e 30% no tamanho em comparação com as abelhas operárias.
As três espécies com maior grau de diferenciação de tamanho foram as jataís Tetragonisca angustula e Tetragonisca fiebrigi e a moça-branca (Frieseomelitta longipes).

As abelhas guardas de várias espécies do gênero de abelhas sem ferrão Frieseomelitta não apenas são maiores, como também possuem uma coloração mais escura do que as operárias, constataram os pesquisadores.

“Observamos que a diferença entre abelhas operárias e guardas é muito mais comum entre espécies de abelhas sem ferrão do que se imaginava e que a evolução das abelhas guardas com tamanho corporal maior parece estar relacionada ao risco de ataque por abelhas parasitas”, disse Almeida.
“Isso muda algumas interpretações de como teria sido a evolução de comportamentos sociais de espécies de abelhas sem ferrão e as relações entre elas dentro dos ninhos, por exemplo”, apontou.

Pressão evolutiva

A fim de identificar quando se iniciou a diferenciação das abelhas e quais fatores contribuíram para desencadear esse processo, os pesquisadores fizeram testes baseados em análises filogenéticas (da história evolutiva) das 28 espécies de abelhas sem ferrão incluídas no estudo.

Os resultados das análises indicaram que o ancestral comum dessas espécies de abelhas sem ferrão tinha operárias com tamanho similar e que o aumento do tamanho das guardas teria evoluído pelo menos cinco vezes de forma independente nos últimos 20 a 25 milhões de anos.

O período é considerado recente em relação à idade de diversificação das abelhas sem ferrão como um todo – iniciado há 80 milhões de anos – e coincide com o surgimento das abelhas do gênero parasita Lestrimelitta – conhecidas como abelhas ladras –, apontaram os pesquisadores.
“O surgimento das espécies desse gênero, que apresentam um comportamento muito especializado de invadir os ninhos de outras abelhas para saqueá-los, pode ter exercido uma pressão evolutiva sobre as espécies alvos dos ataques favorecendo o desenvolvimento de mecanismos de defesa – neste caso, as abelhas guardas – para se protegerem”, estimou Almeida.

Entre as 28 espécies de abelhas sem ferrão estudadas, 10 são alvos conhecidos de Lestrimelitta, cujos ataques frequentemente destroem as colônias.

As espécies de abelhas sem-ferrão alvos das abelhas ladras são quatro vezes mais propensas a ter guarda com maior tamanho em comparação às que não são vítimas frequentes, apontaram os pesquisadores.

“À medida que essas espécies de abelhas sem ferrão alvos das abelhas ladras passam a sofrer menos ataques ou que conseguem interceptá-los, elas passam a ter a chance de aumentar sua descendência, o que representa uma vantagem evolutiva”, avaliou Almeida.

O artigo “Repeated evolution of soldier sub-castes suggests parasitism drives social complexity in stingless bees” (doi: 10.1038/s41467-016-0012-y), de Christoph Grüter e outros, pode ser lido na revista Nature Communications em www.nature.com/articles/s41467-016-0012-y.
 

Transporte de colônias afeta a estrutura genética de abelhas sem ferrão

18 de outubro de 2016

Elton Alisson | Agência FAPESP – O transporte não regulamentado de colônias de abelhas sem ferrão (Apidae: Meliponini) por meliponicultores nas Américas tem feito com que o perfil genético de populações desses polinizadores-chave para diversas plantas e culturas agrícolas torne-se cada vez mais padronizado.

Um dos possíveis impactos dessa homogeneização genética poderá ser o desaparecimento de populações de abelhas melhor adaptadas a determinadas condições climáticas e ambientais, aponta um estudo internacional realizado por pesquisadores do Brasil em colaboração com colegas dos Estados Unidos, Portugal e Espanha.

Prática de meliponicultores de conduzir colmeias de um lugar para outro tem feito com que o perfil genético de populações de abelhas manejadas nas Américas torne-se cada vez mais padronizado, aponta estudo ( Foto: Scaptotrigona hellwegiri/ Ricardo Ayala)  

 

Resultado de um pós-doutorado e de estágio de pesquisa no exterior, realizados com Bolsa da FAPESP, o estudo foi publicado na revista Molecular Ecology.
“Constatamos que a prática não regulamentada e sem controle de transportar colônias tem feito com que as populações das abelhas sem ferrão nas Américas fiquem geneticamente mais homogeneizadas”, disse Rodolfo Jaffé, pesquisador do Instituto Tecnológico Vale (ITV) e primeiro autor do artigo, à Agência FAPESP.

Os pesquisadores analisaram durante o estudo uma série de fatores que hipoteticamente poderiam influenciar o fluxo genético de abelhas sem ferrão, tais como a distância geográfica entre as populações, as práticas de manejo dos meliponicultores, o tamanho das abelhas, as mudanças no uso da terra (como o desmatamento) e as condições ambientais (como temperatura, elevação e chuva) de seus habitats naturais.

Para isso, analisaram dados de 135 populações silvestres e manejadas de 17 espécies de abelhas sem ferrão, distribuídas em diversos biomas tropicais nas Américas, para as quais estavam disponíveis na literatura estimativas de distâncias genéticas entre populações baseadas em marcadores moleculares microssatélites.

Com base nos dados fornecidos por esses marcadores microssatélites (pequenas regiões do DNA, que variam de um indivíduo para outro), eles estimaram o grau de isolamento pela distância geográfica – a diferenciação genética em relação à distância geográfica – das populações das 17 espécies de abelhas.

Os resultados das análises indicaram que o isolamento pela distância geográfica das populações das espécies de abelhas foi significativamente afetado pelo transporte de colônias pelos meliponicultores.

As espécies de abelhas sem ferrão manejadas apresentaram menor isolamento por distância em comparação com as espécies silvestres.
“O natural seria que, quanto maior a distância entre as populações de abelhas manejadas, maior também deveria ser a diferenciação genética entre elas. Mas não foi isso que constatamos”, afirmou Jaffé.
Os pesquisadores observaram esse padrão de menor diferenciação genética em relação à distância geográfica nas populações manejadas das 17 espécies de abelhas sem ferrão analisadas.

“Isso indica que, muito provavelmente, os melipolinicultores estejam transportando colônias de uma região para outra, e que essa prática tem causado a padronização do perfil genético dessas abelhas”, estimou Jaffé.

Impactos

De acordo com o pesquisador, o transporte de colônias de abelhas sem ferrão é uma prática comum entre os melipolinicultores e recomendada no caso de áreas desmatadas, que perderam suas populações naturais de abelhas.

Já no caso de áreas preservadas, a recomendação é manter a dinâmica natural das populações de abelhas existentes ao não introduzir abelhas de outras regiões.
“A prática de transporte de colônias de abelhas sem ferrão é delicada e deveria ser regulamentada e controlada”, afirmou Jaffé. “O transporte de colônias pode ser permitido dentro da área de distribuição natural de uma espécie, desde que as colmeias sejam saudáveis e as populações sejam previamente avaliadas”, apontou.

De acordo com ele, um dos possíveis impactos causados pelo transporte não controlado de colônias de uma região para outra é a introdução de doenças em lugares onde não existiam.

Outro problema é a perda de populações de abelhas até então isoladas, que estavam adaptadas às condições climáticas e ambientais de seus habitats naturais, e que podem desaparecer com a chegada de novas populações.
“A introdução de abelhas de um determinado lugar em outro pelo transporte de colônias tem causado a perda da diferenciação genética que existia entre as abelhas desses dois lugares diferentes”, apontou Jaffé.

Dispersão limitada
Estima-se que as abelhas sem ferrão são particularmente suscetíveis à degradação ambiental em razão de sua dispersão limitada.

As colônias-filhas das abelhas sem ferrão se estabelecem próximas às colônias-mães porque dependem de recursos de seus entes maternos durante seus estágios iniciais de desenvolvimento.

A dispersão limitada desse grupo de abelhas, que são essenciais para a reprodução de muitas espécies de plantas e polinizadores críticos para diversas culturas agrícolas, torna-as particularmente sensíveis a mudanças no uso da terra, como as provocadas por desmatamento, explicou Jaffé.
“Se uma área de floresta primária é desmatada, as abelhas que habitavam aquele local terão dificuldade de se deslocar para outra região e encontrar outro habitat em razão de sua dispersão limitada”, estimou o pesquisador.
Estudos anteriores estimavam que a degradação dos habitats naturais também poderia dificultar o fluxo de genes das abelhas sem ferrão e conduzir ao esgotamento da diversidade genética, aumentando o risco de extinção de populações desses animais. E que a topografia, temperatura e níveis de precipitação também poderiam influenciar os padrões de diferenciação genética das populações de abelhas.
Os pesquisadores verificaram durante o estudo, contudo, que os fatores ambientais e o desmatamento não tiveram efeito sobre a diferenciação genética das espécies de abelhas analisadas.
“Essas espécies de abelhas sem ferrão estão conseguindo se dispersar e manter fluxo genético através de diferentes gradientes altitudinais, padrões de temperatura e de precipitação e em áreas desmatadas”, afirmou.
Essa constatação sugere que para assegurar a conservação dessas espécies de abelhas sem ferrão não é tão importante manter a conectividade entre as populações, uma vez que já estão conectadas, mesmo em áreas desmatadas. Mas, sim, promover a manutenção e a recuperação de ambientes “amigáveis” aos polinizadores – onde existam recursos suficientes para o estabelecimento das colmeias e a alimentação das abelhas–, apontou Jaffé.
“Uma vez que essas abelhas conseguem se dispersar por ambientes heterogêneos, elas precisam de ambientes com recursos suficientes para estabelecer seus ninhos e de flores para se alimentar de seu néctar”, afirmou.
O artigo “Beekeeping practices and geographic distance, not land use, drive gene flow across tropical bees” (doi: 10.1111/mec.13852), de Jaffé e outros, pode ser lido na revista Molecular Ecology em onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.13852/abstract;jsessionid=6ABAA791F75815FE8EA88AF8AEC8DAC7.f01t02. 

 

Com ataque suicida, abelhas sem ferrão protegem a colônia

12 de janeiro de 2015

Por Elton Alisson
Agência FAPESP – Por não terem o ferrão funcional das abelhas Apis mellifera, as abelhas sem ferrão (Meliponini) costumam ser vistas como inofensivas e incapazes de se defender de um eventual ataque de predadores ou de saqueadores às suas colônias.

 
 


Um estudo realizado por pesquisadores da University of Sussex, do Reino Unido, em colaboração com colegas da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) e da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) – ambas da Universidade de São Paulo (USP) –, revelou que, apesar de serem incapazes de ferroar como as Apis mellifera por terem o ferrão vestigial (atrofiado), as abelhas sem ferrão apresentam diferentes mecanismos de defesa.

Um deles é “morder” com tanta persistência um alvo intruso ao ponto de não se desprender e morrer durante o ataque, sacrificando-se para proteger a colônia do saque de seu alimento por outras abelhas “ladras” e da predação por outros animais.

Os resultados do estudo, realizado no âmbito de um projeto apoiado pela FAPESP, foram publicados na revista Behavioral Ecology and Sociobiology.

“É a primeira descrição de um comportamento de defesa suicida em espécies de abelhas sociais, excluindo a Apis mellifera, que possui ferrão serrilhado e se destaca do corpo ao ferroar, provocando a morte do inseto”, disse Denise de Araujo Alves, pesquisadora da Esalq-USP e uma das autoras do trabalho, à Agência FAPESP

“Quando algumas espécies de abelhas sem ferrão atacam, elas mordem e acabam morrendo porque ficam presas por muito tempo ao alvo. Dessa forma, conseguem afugentar possíveis inimigos de seus ninhos-colônias que contêm, além da cria, a rainha-mãe, estoques de alimento [mel e pólen] e materiais de arquitetura, como resina”, disse.
Os pesquisadores realizaram três experimentos em campo com 12 espécies diferentes para estudar os mecanismos de defesa de abelhas sem ferrão.

Em um dos experimentos, fizeram tremular pequenas bandeiras pretas de feltro próximo da entrada de colônias de diferentes espécies para provocar as abelhas e calcular quanto tempo demoravam para iniciar o ataque, por quanto tempo atacavam o alvo e o número de abelhas atacantes.
Algumas espécies de abelhas esboçaram pouca ou nenhuma reação à aproximação da bandeira da entrada da colônia. Já as operárias de outras três espécies de abelhas sem ferrão do gênero Trigona – a Trigona hyalinata, a Trigona fuscipennis e a Trigona spinipes – e a Partamona helleri atacaram as bandeiras em grupo com muita agressividade e por um período de quase uma hora.

Os exemplares da espécie Trigona hyalinata, por exemplo, chegaram a sofrer danos fatais, como separar a cabeça do corpo ao prender a mandíbula na bandeira em vez de soltá-la após o ataque.
“As abelhas dessas espécies de Trigona atacaram a bandeira em massa a partir do momento em que ela foi tremulada na entrada da colônia”, disse Alves. “Só o fato de um objeto passar em frente à colônia já representa um sinal de ameaça para elas.”

”Dentes” afiados

Para medir o nível de dor infligida pelo ataque de cada espécie de abelha sem ferrão, os pesquisadores serviram de “cobaia” ao se posicionar em frente à entrada da colônia e oferecer seus próprios antebraços para serem mordidos.
Os níveis de dor foram classificados em uma escala de 0 a 5, variando de uma pequena beliscada na pele a uma mordida que causa uma dor desagradável e capaz de romper a pele se for persistente.
Ao tabular os resultados, eles descobriram que as espécies de abelhas sem ferrão cuja mordida era mais dolorosa foram justamente as do gênero Trigona, que atacaram de forma mais agressiva e ficaram presas às bandeiras no primeiro experimento.

“A mordida delas é muito menos dolorosa do que a ferroada de uma abelha Apis mellifera”, comparou Alves. “Mas, se pensarmos que a mordida de um inseto com alguns milímetros de comprimento é capaz de até perfurar a pele e que eles atacam em grupo, a dor é considerável e o ‘intruso’ precisa se afastar da colônia.”
Uma das razões identificadas pelos pesquisadores para o fato de a mordida das abelhas do gênero Trigona ser mais dolorida do que as outras espécies de abelhas sem ferrão é que elas possuem mandíbulas serrilhadas, ostentando cinco “dentes” afiados.

Essa morfologia de mandíbula supostamente permite às abelhas Trigona causar mais dor e danos a um eventual predador ou saqueador de suas colônias e representa uma possível adaptação defensiva dessas espécies, apontam os pesquisadores.
“A mandíbula de outras espécies de abelhas sem ferrão que não se defendem com a mesma agressividade das Trigona é mais arredondada e elas não possuem ‘dentes’ muito afiados”, comparou Alves.
“As operárias de Apis mellifera, que se defendem com seus ferrões, também não têm ‘dentes’ afiados nas mandíbulas como os das Trigona.”

Tendência suicida

Os pesquisadores também realizaram um terceiro experimento para avaliar a disposição das espécies de abelhas sem ferrão de sofrer danos letais e morrer durante um ataque por mordedura.
O experimento consistiu em, inicialmente, apresentar a bandeira preta de feltro para as abelhas por 5 segundos e passar um pincel sobre o corpo das que atacaram a bandeira, sem causar danos a elas.
Em seguida, as abelhas que aderiram à bandeira tiveram suas asas puxadas com pinças para dar a elas a chance de afrouxar a mordida, desprender-se e voar para longe ou sofrer danos nas asas, ficando impedidas, dessa forma, de voar de volta para o ninho.

O experimento revelou que operárias de seis espécies de abelhas sem ferrão mais agressivas demostraram disposição de sofrer danos fatais e morrer, em vez de soltar o objeto.
A maior proporção de abelhas sem ferrão “suicidas” foi da espécie mais agressiva, a Trigona hyalinata. Do total de abelhas dessa espécie participantes do experimento, 83% das operárias demonstraram disposição de continuar presas à bandeira.
O comportamento, segundo os pesquisadores, é comparável ao da Apis mellifera, que perde seu ferrão e morre após o ataque. “O estudo demonstra que as abelhas sem ferrão das espécies de Trigona são particulamente defensivas e até mesmo suicidas”, disse Alves.
As espécies de abelhas sem ferrão que demonstraram maior agressividade e disposição a se auto-sacrificar durante o ataque por mordedura foram as que têm colônias mais populosas.
As colônias de Trigona spinipes, por exemplo, podem ter até 180 mil abelhas, enquanto a de uma espécia de abelha sem ferrão que não ataca, como a Melipona quadrifasciata, tem cerca de mil abelhas.
“Os custos de um ataque suicida de um grupo de abelhas operárias de espécies com colôn  ias mais populosas é muito menor do que o de espécies com colônias pequenas”, comparou Alves.
“Vale muito mais a pena para as espécies com colônias maiores investirem nessa estratégia de defesa porque a perda de operárias não é tão grande em comparação com espécies com colônias menos populosas”, afirmou.

Segundo ela, os ataques suicidas das abelhas sem ferrão são realizados por operárias mais velhas para não colocar em risco a continuidade da colônia.

“Há uma certa lógica em recrutar as operárias mais velhas para realizar tarefas perigosas, como a de defesa e o forrageamento [busca de alimento] do ninho, para não perder os integrantes mais jovens da colônia”, disse.

O ataque é iniciado por um pequeno grupo de operárias. Em seguida, elas exalam um feromônio para chamar mais operárias para ajudar na missão, contou a pesquisadora.
“É a primeira vez que é relatado e quantificado o comportamento de espécies de abelhas sem ferrão que destinam uma parcela de suas colônias para defesa e que elas acabam morrendo, porque o ganho de defender a colônia e morrer é maior do que se deixassem ser atacadas e perecessem”, afirmou.

O artigo “Appetite for self-destruction: suicidal biting as a nest defense strategy in Trigona stingless bees” (doi: 10.1007/s00265-014-1840-6), de Shackleton e outros, pode ser lido na revista Behavioral Ecology and Sociobiology em link.springer.com/article/10.1007%2Fs00265-014-1840-6#.

Pesquisadores desenvolvem técnica para criação em massa de abelhas sem ferrão

16/12/2013

Por Elton Alisson
Agência FAPESP – Abelhas sem ferrão, como a jataí (Tetragonisca angustula) e a uruçu (Melipona scutellaris), são reconhecidas como importantes polinizadoras de diversas culturas agrícolas, como berinjela, morango, tomate e café.

Uma das principais limitações para utilizá-las para essa finalidade, no entanto, é a dificuldade em produzir colônias em quantidade suficiente para atender à demanda dos agricultores, uma vez que a maioria dessas espécies apresenta baixo número de rainhas.

Método será testado em lavouras de morango – uma das 30 culturas agrícolas beneficiadas pela polinização por esse tipo de inseto (FFCLRP/USP)

Mas uma nova técnica que pode ajudar a superar essa limitação foi desenvolvida por um grupo de pesquisadores, que criou in vitro rainhas de uma dessas espécies de abelha: a Scaptotrigona depilis, conhecida popularmente no Brasil como mandaguari.

O estudo foi feito por cientistas da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), em parceria com colegas da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal Rural do Semiárido (Ufersa), campus de Mossoró (RN).
Resultado de um trabalho de doutorado, realizado com Bolsa da FAPESP, a técnica foi descrita na edição de setembro da revista Apidologie e será testada em campo nos próximos anos por meio de um projeto realizado com apoio do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP.
“Conseguimos desenvolver uma metodologia de produção artificial de rainhas da espécie Scaptotrigona depilis, que demonstrou ter uma aplicação fantástica para a criação em larga escala dessa espécie de abelha, a fim de atender à demanda dos produtores agrícolas”, disse Cristiano Menezes, pesquisador da Embrapa Amazônia Oriental, em Belém (PA), e autor do estudo, à Agência FAPESP.

De acordo com o pesquisador, que realizou doutorado na FFCLRP sob orientação da professora Vera Lucia Imperatriz-Fonseca, a mandaguari está mais presente na região Sudeste do Brasil e pertence a um gênero de abelhas – o Scaptotrigona – que está sendo revisto e do qual, além dela, fazem parte mais oito espécies que ocorrem em todo o país e possuem ferrão atrofiado.
As colônias dessas espécies de abelhas são compostas, em média, por 10 mil operárias – cada uma com cerca de 5 milímetros – e são regidas por uma única rainha-mãe, com cerca de 1,5 centímetro e capacidade de pôr ovos.
A fim de aumentar o número de colônias de espécies desse gênero de abelha – que, além de polinizadora, também produz mel, pólen e própolis –, criadores brasileiros têm utilizado uma técnica pela qual se divide uma colônia ao meio para originar outra com uma nova rainha.
Mas só é possível utilizar o método para multiplicar as colônias da maioria das espécies de abelhas sem ferrão uma vez por ano, afirmou Menezes. “Com essa técnica, para produzir 50 mil colônias de jataí e polinizar cerca de 3,5 mil hectares de morango, seria preciso ter 50 mil abelhas rainhas”, estimou.
“O morango é uma das culturas agrícolas que dependem de polinização com menor área de cultivo no Brasil. Imagine quantas abelhas rainhas precisaríamos para polinizar lavouras de tomate, cuja área de plantação é bem maior”, comparou.

Nova técnica

Para aumentar a produção de rainhas e de colônias de mandaguari, Menezes desenvolveu durante seu doutorado, realizado entre 2006 e 2010, uma técnica pela qual fornece a larvas recém-nascidas da abelha uma quantidade seis vezes maior de alimento do que o inseto está acostumado a ingerir. Dessa forma, todas as abelhas fêmeas superalimentadas se tornam rainhas.

De acordo com Menezes, 97,9% das abelhas rainhas produzidas por esse método sobreviveram e foram capazes de pôr ovos e formar colônias in vitro. O tamanho delas pode ser igual ao de rainhas “naturais” se receberem quantidades de alimento larval suficiente, apontou.
“Otimizamos essa técnica de produção in vitro de abelhas rainhas, temos um protocolo muito bem definido e conseguimos produzir a quantidade de insetos que for necessário”, afirmou.
Atualmente, ele e os demais participantes do projeto de pesquisa aprimoram o sistema de alimentação artificial das larvas do inseto, em que usam dieta à base de soja em substituição ao alimento natural, para alimentar o número de colônias produzidas.

As abelhas são criadas em estufa, com temperatura controlada, e protegidas de inimigos naturais. “Com o avanço dessas novas técnicas de produção in vitro de rainhas de abelhas sem ferrão estamos testando a possibilidade de produzir dez colônias filhas a partir de uma mãe por ano. Com isso, daríamos origem a um método viável de produção de colônias”, disse Menezes.
Com o projeto apoiado pelo Programa PIPE, da FAPESP, os pesquisadores pretendem reunir essas técnicas em um sistema único de produção de colônias e testá-lo em campo. Em uma segunda fase, eles vão avaliar qual o efeito dos principais agrotóxicos utilizados hoje na cultura do morango sobre as abelhas.
Para isso, associaram-se à empresa produtora de agentes biológicos Promip, situada no município paulista de Engenheiro Coelho, onde foram construídas cinco estufas climatizadas para plantio de morango.
As abelhas serão introduzidas nessas estufas e expostas aos dez agrotóxicos mais utilizados para combater pragas que atacam a cultura do morango, com o intuito de avaliar qual o efeito de cada produto, individualmente, na sobrevivência das abelhas e na existência das colônias.
A partir dos resultados, os pesquisadores pretendem elaborar uma lista de recomendações para os agricultores sobre quais cuidados tomar ao utilizar um determinando agrotóxico, de modo que não mate as abelhas, ou indicar quais predadores naturais podem ser utilizados no lugar de agrotóxicos para eliminar pragas que atingem as lavouras de morango, como o ácaro rajado.
“Queremos ter ao final do projeto uma lista de recomendações para falar com embasamento e segurança ao agricultor que, se ele utilizar abelhas para a realização de polinização, não poderá utilizar determinados agrotóxicos”, disse Menezes.

Testes de eficácia

Os pesquisadores também avaliam o aumento na produtividade com a introdução de abelhas sem ferrão para a polinização em diversas culturas agrícolas.
No caso do morango, por exemplo, a medida aumentou entre 20% e 40% a produtividade agrícola – dependendo da variedade – e diminuiu em até 80% a má formação de frutos, afirmou Menezes.
Uma inflorescência – com diversas microflores juntas –, a flor do morango é visitada por diversos grupos de abelhas – incluindo as com ferrão e espécies “solitárias”. Quando várias abelhas voam e pousam sobre essa inflorescência, elas realizam a polinização dessas microflores e fazem com que o fruto seja bem formado, redondo e vistoso.

Já quando poucas abelhas visitam a flor do morango, elas realizam a polinização de apenas uma parte da inflorescência, fazendo com que os frutos fiquem deformados, segundo Menezes.
“No passado, esse tipo de má formação do morango era associado à trips – uma praga que ataca o fruto – e, por essa razão, os agricultores aplicavam mais pesticida para combatê-la e acabavam matando mais abelhas e prejudicando a produtividade da cultura agrícola”, contou.
Em princípio os testes em campo serão feitos com a mandaguari porque ela se mostrou mais resistente à multiplicação. E, inicialmente, as colônias de mandaguaris serão introduzidas em lavouras de morango porque é a cultura sobre a qual eles possuem maior conhecimento sobre o benefícios do uso de abelhas sem ferrão como polinizadoras.

A ideia, no entanto, é expandir a aplicação para outras culturas, as quais já se sabe que o processo de polinização por abelhas confere frutos maiores, com mais sementes e sabor e cor mais acentuados. “Há cerca de 30 culturas agrícolas que sabemos que podem ser beneficiadas pela polinização das abelhas sem ferrão”, estimou Menezes.

“Já estamos fazendo testes preliminares com algumas delas, como o tomate, em São Paulo, e com o açaí, em Belém do Pará, utilizando uma abelha sem ferrão do mesmo gênero da mandaguari, mas de uma espécie diferente e muito parecida com ela”, contou.
Para introduzir as abelhas nas lavouras da cultura selecionada, as colônias artificiais são mantidas confinadas, durante três a seis meses, até que a população seja composta por, no mínimo, 3 mil abelhas.
Com esse número, a colônia é levada à noite para a lavoura, com condições de temperatura amenas, e colocada sobre um cavalete para que os insetos sejam liberados para voar sobre a plantação e realizar a polinização.

Algumas das vantagens da utilização desse tipo de abelha para realizar a polinização, segundo Menezes, é que elas possuem raio de voo menor – de 900 metros, contra 2,5 quilômetros das abelhas com ferrão.
Por isso, têm maior chance de atingir a cultura-alvo para polinização. “Como o raio de voo das abelhas com ferrão é maior, se encontrarem outra planta florindo durante sua trajetória elas pousam nela, em vez de na cultura-alvo”, explicou.

“É mais difícil as abelhas sem ferrão se dispersarem durante o trajeto”, comparou.

O artigo An advance in the in vitro rearing of stingless bee queens(doi: 10.1007/s13592-013-0197-6), de Menezes e outros, pode ser lido por assinantes da revista Apidologie em www.apidologie.org/ ou em http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13592-013-0197-6.