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.
 

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.