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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FFCLRP - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENTOMOLOGIA
Influência da quantidade de alimento sobre a
produção de sexuados e a determinação de
castas em três espécies de abelhas sem ferrão
MAURO PRATO
Tese apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências e
Letras de Ribeirão Preto - USP, como parte das
exigências para obtenção do título de Doutor em
Ciências - Área: Entomologia
RIBEIRÃO PRETO - SP
2015
M. P
rato
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FFCLRP - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENTOMOLOGIA
Influência da quantidade de alimento sobre a produção de sexuados e a
determinação de castas em três espécies de abelhas sem ferrão
Mauro Prato
Tese apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências e
Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte das
exigências para obtenção do título de Doutor em Ciências -
Área: Entomologia
RIBEIRÃO PRETO - SP
2015
MAURO PRATO
Influência da quantidade de alimento sobre a
produção de sexuados e a determinação de castas
em três espécies de abelhas sem ferrão
Tese apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências
e Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte das
exigências para obtenção do título de Doutor em
Ciências - Área: Entomologia
Orientador: Prof. Dr. Ademilson Espencer Egea
Soares
RIBEIRÃO PRETO -SP
2015
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO,
POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO PARA FINS DE ESTUDO OU
PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE
FICHA CATALOGRÁFICA
Prato, Mauro Influência da quantidade de alimento sobre a produção de sexuados e a determinação de castas em três espécies de abelhas sem ferrão. Influence of the amount of food on the production of sexuals and caste determination in three species of stingless bees.
--Ribeirão Preto, 2015. 90 p.: Il.; 30cm.
Tese de Doutorado apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de
Ribeirão Preto/USP – Área de Concentração: Entolmologia
Orientador: Prof. Dr. Ademilson Espencer Egea Soares 1. Meliponini 2. Tetragonisca angustula 3. Frieseomelitta varia 4. Nannotrigona testaceicornis 5. Quantidade de alimento 6. Determinação de castas 7. Produção de machos 8. Produção de rainhas
PRATO, Mauro
Influência da quantidade de alimento sobre a produção de sexuados e a determinação de
castas em três espécies de abelhas sem ferrão.
Tese apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências e
Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte das
exigências para obtenção do título de Doutor em
Ciências - Área: Entomologia
Aprovado em:___/___/_____
Banca examinadora
Prof. Dr._________________________________Instituição:________________________
Julgamento:____________________ Assinatura:_________________________________
Prof. Dr._________________________________Instituição:________________________
Julgamento:____________________ Assinatura:_________________________________
Prof. Dr._________________________________Instituição:________________________
Julgamento:____________________ Assinatura:_________________________________
Prof. Dr._________________________________Instituição:________________________
Julgamento:____________________ Assinatura:_________________________________
Prof. Dr._________________________________Instituição:________________________
Julgamento:____________________ Assinatura:_________________________________
Trabalho realizado no Laboratório de Biologia e Genética de Abelhas, no
Departamento de Genética da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto –
Universidade de São Paulo, com auxílio financeiro do CNPq (processo n°
142229/2011-3).
Dedico este trabalho a Marta e Prínio, meus pais, que
permitiram, apoiaram, incentivaram e admiraram incontestavelmente
minha carreira.
Agradeço,
Ao Professor Espencer por me apresentar o mundo das abelhas, pelo acolhimento
em seu laboratório, pela orientação, pelo apoio incondicional, pela confiança e acima de
tudo pela amizade e exemplo de pessoa e cientista.
A todos os colegas de laboratório: Ivan Castro, Paulo Emílio, Ana Rita, Geusa,
Igor, Omar, Jaito e Raoni pelo companheirismo, alegria do convívio, ajuda mútua e troca
de informações.
Aos Professores Dr. João Maria Franco de Camargo (in memorian), Dr. Fábio
Santos do Nascimento e Dr. Eduardo Andrade Botelho de Almeida que durante a
supervisão do estágio PAE deram o exemplo de dedicação e responsabilidade envolvidas
na docência, e que durante as longas e pacienciosas conversas em suas salas contribuíram
muito para minha formação como biólogo e pesquisador.
Aos amigos não biólogos pelos ótimos momentos juntos e por tornarem a vida fora
da academia tão alegre e boa de ser vivida.
A toda minha família, pelo respeito, admiração e apoio, na consolidação do sonho
de me tornar biólogo, professor e pesquisador.
Ao Thiago Peixoto por estar sempre ao meu lado e incentivar a construção deste
trabalho.
A todos os abelhudos do Bloco A do Departamento de Genética da FMRP – USP
pela contribuição com o conhecimento científico acerca das abelhas e boa convivência.
Ao CNPq pela confiança e apoio financeiro da minha pesquisa.
Ao Departamento de Biologia da FFCLRP – USP e Departamento de Genética da
FMRP – USP pelo apoio e permissão da realização deste trabalho.
“O que vejo na Natureza é uma estrutura magnífica que podemos
compreender apenas imperfeitamente e que nos inspira grande humildade.”
- ALBERT EINSTEIN
______________________________________________________________Lista de figuras
Lista de figuras
Figura 1: Mecanismos naturais de produção de rainhas em ninhos de abelhas sem
ferrão....................................................................................................................................28
Figura 2: Quantidade de potes de alimento (mel e pólen) armazenados no interior das
colônias de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis;
acompanhados pelas médias mensais de pluviosidade e temperatura de agosto de 2012 a
julho de 2013........................................................................................................................38
Figura 3: Volume de alimento larval depositado nas células de cria de operárias/machos
de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis;
acompanhados pelas médias mensais de pluviosidade e temperatura de agosto de 2012 a
julho de 2013........................................................................................................................40
Figura 4: Regressão linear do número de potes de alimento (mel e pólen) relacionados ao
volume de alimento contido nas células de cria de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta
varia e Nannotrigona testaceicornis no período de agosto de 2012 a julho de
2013......................................................................................................................................42
Figura 5: Freqüência de produção de machos, rainhas e operárias em colônias de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de
um ano..................................................................................................................................44
Figura 6: Frequência absoluta de machos, rainhas e operárias em colônias de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de
ago/12 a jul/13.....................................................................................................................48
Figura 7: Regressão linear da frequência de produção de machos e operárias de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de
ago/12 a jul/13.....................................................................................................................50
Figura 8: Regressão linear da frequência de produção de machos, operárias e indivíduos
totais com relação ao número de potes de mel e pólen em Tetragonisca angustula,
Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de ago/12 a
jul/13....................................................................................................................................52
______________________________________________________________Lista de figuras
Figura 9: Regressão linear da frequência de produção de machos, operárias e indivíduos
totais com relação ao volume de alimento larval contido em células de cria de
operárias/machos de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona
testaceicornis no período de ago/12 a jul/13......................................................................53
Figura 10: Peso médio dos indivíduos naturais e criados in vitro recém-emergidos de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona
testaceicornis........................................................................................................................56
Figura 11: Análise dos componentes principais entre a largura máxima da cabeça (mm) e
a distância entre as tégulas (mm) realizadas nas fêmeas de Tetragonisca angustula
criadas in vitro com quantidades variadas de alimento e naquelas coletadas nas colônias
(naturais)..............................................................................................................................57
Figura 12: Análise dos componentes principais entre a largura máxima da cabeça (mm) e
a distância entre as tégulas (mm) realizadas nas fêmeas de Frieseomelitta varia criadas in
vitro com quantidades variadas de alimento e naquelas coletadas nas colônias
(naturais)..............................................................................................................................58
Figura 13: Análise dos componentes principais entre a largura máxima da cabeça (mm) e
a distância entre as tégulas (mm) realizadas nas fêmeas de Nannotrigona testaceicornis
criadas in vitro com quantidades variadas de alimento e naquelas coletadas nas colônias
(naturais)..............................................................................................................................59
______________________________________________________________Lista de tabelas
Lista de tabelas
Tabela I: Volume (μl) de alimento larval contido nas células de cria de operárias/machos
de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona
testaceicornis........................................................................................................................41
Tabela II: Volume (μl) de alimento larval contido nas células reais de Tetragonisca
angustula e Nannotrigona testaceicornis, e nas células reais e células acessórias de
Frieseomelitta varia..............................................................................................................43
Tabela III: Médias relativas (%), frequências absolutas, desvios padrões (DP), frequências
mínimas (mín.) e frequências máximas (máx.) de rainhas, operárias e machos produzidos
mensalmente em colônias de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e
Nannotrigona testaceicornis entre agosto de 2012 e Julho de
2013......................................................................................................................................45
Tabela IV: Produção de rainhas, operárias e machos em colônias de Tetragonisca
angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis entre ago/12 e
jul/13....................................................................................................................................46
Tabela V: Taxa de emergência de operárias, rainhas e rainhas-miniatura em função da
variação da quantidade de alimento oferecida às larvas de Tetragonisca angustula,
Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis criadas in
vitro......................................................................................................................................55
____________________________________________________________________Resumo
PRATO, M. Influência da quantidade de alimento sobre a produção de sexuados e a determinação de castas em três espécies de abelhas sem ferrão. 2015. 90 pp. Tese de Doutorado (Entomologia). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo.
A produção sazonal de sexuados nos insetos sociais é um evento dependente de
interações complexas entre fatores intra e extra coloniais, entretanto, a disponibilidade
de alimento dentro das colônias de abelhas sem ferrão, principalmente pólen, foi
apontada por vários estudos como um importante fator para a produção de machos. Nas
abelhas sem ferrão (exceto no gênero Melipona e nas espécies onde ocorrem rainhas-
miniatura) a quantidade de alimento ingerido pelos imaturos é o fator responsável pela
diferenciação das castas, pois as larvas que se tornam rainhas ingerem mais alimento que
as larvas de operárias. Este trabalho fez uma abordagem ampla sobre a importância do
alimento para o ciclo reprodutivo das colônias de abelhas sem ferrão, utilizando
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis como
espécies modelo. Analisamos a relação entre a variação da temperatura e pluviosidade, a
quantidade de alimento estocado no interior das colônias (potes de mel e pólen), assim
como o alimento larval depositado nas células de cria e a influência destes fatores sobre
a produção de sexuados no período de agosto de 2012 a julho de 2013. Estudamos ainda
os mecanismos de determinação de castas nas três espécies, fornecendo quantidades
controladas e graduais de alimento aos imaturos, induzindo a produção in vitro de
rainhas e operárias. Observamos que a produção de indivíduos esteve intimamente
relacionada com a quantidade de alimento armazenada no interior das colônias, e que
esta por sua vez foi influenciada pelos fatores ambientais como temperatura e
principalmente a pluviosidade. Na localidade onde foram realizados os experimentos,
observaram-se dois períodos diferenciados de produção de indivíduos nas colônias: um
período quente e úmido (novembro a maio) quando houve abundância de alimento e
aumento na produção de indivíduos, e outro período de temperaturas amenas e mais
seco (junho a outubro) quando houve menos alimento armazenado e baixa produção de
indivíduos. Os machos foram produzidos principalmente de novembro a maio, porém
cada espécie apresentou uma peculiaridade. Em T. angustula a ocorrência de machos foi
claramente sazonal, apresentando apenas um período de alta produção (março e abril).
Em N. testaceicornis os machos foram produzidos em dois períodos distintos (de
____________________________________________________________________Resumo
setembro a outubro; e de março a maio), enquanto em F. varia os machos foram
produzidos de maneira regular ao longo do ano. No geral, a produção de machos foi
influenciada pela quantidade de pólen armazenado dentro da colônia. As rainhas foram
produzidas de maneira esparsa e homogênea ao longo do ano pelas colônias, não
apresentando tendência à variação sazonal, mesmo considerando as rainhas-miniatura
que foram produzidas na mesma proporção que as rainhas típicas em N. testaceicornis.
Os resultados dos experimentos de produção in vitro de indivíduos mostraram que as
operárias das três espécies apresentaram maneiras diferentes de oferecer o alimento aos
imaturos, controlando assim a determinação de castas. T. angustula apresentou um
controle mais preciso produzindo rainhas apenas em células reais e com uma quantidade
bem definida de alimento. Em F. varia o mecanismo de produção de células acessórias
não se demonstrou muito preciso, porém pode ser muito prático, econômico e mais
rápido em situações emergenciais de produção de rainhas. Em N. testaceiconis a
produção de rainhas de tamanhos diferentes permite a esta abelha produzir rainhas em
todas as épocas do ano, inclusive em situações adversas sendo, portanto, importante na
garantia da sobrevivência das colônias. Ainda existem muitas questões para serem
estudadas sobre a determinação de castas nas abelhas sem ferrão, porém, de acordo
com os conhecimentos atuais, todos os sistemas de determinação de castas das abelhas
sem ferrão estão de uma forma ou de outra, relacionados à alimentação larval.
Palavras-chave: Meliponini; Tetragonisca angustula; Frieseomelitta varia; Nannotrigona testaceicornis; quantidade de alimento; determinação de castas; produção de machos; produção de rainhas.
___________________________________________________________________Abstract
PRATO, M. Influence of the amount of food on the production of sexuals and caste determination in three species of stingless bees. 2015. 90 pp. Tese de Doutorado (Entomologia). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo.
The seasonal production of sexuals in social insects depends on complex
interactions between intra and extra colonial features; however, the availability of food
stored within the colonies of stingless bees, especially pollen was reported by several
studies as an important factor for producing males. In stingless bees (except in the genus
Melipona and in species which miniature queens are present) the amount of food
ingested by immature is responsible for caste differentiation, since the larvae that
become queens ingest more food than workers larvae. This study made a comprehensive
approach on the importance of food to the reproductive cycle of stingless bees colonies,
using Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia and Nannotrigona testaceicornis as
model species. We analyzed the relationship between the variation in temperature and
rainfall, the amount of food stored within the colonies (honey and pollen pots), as well as
the larval food thrown into brood cells and the influence of these factors on the
production of sexuals from August 2012 to July 2013. We have also studied the
mechanisms of caste determination in these three species, providing controlled and
gradual amounts of food to the immature, inducing the in vitro production of queens and
workers. We observed that the production of individuals was closely related to the
amount of food stored inside the colonies, which was biased by environmental factors
such as temperature and rainfall mainly. In the region where the experiments were
conducted, there were two distinct periods of individuals production in the colonies: a
hot and wet season (from November to May) when there was plenty of food and
increased production of individuals, and another mild and dry season (from June to
October) when there were fewer stored food and low production of individuals. Males
were produced mainly from November to May, but each species has a peculiarity. In T.
angustula the occurrence of males was clearly seasonal, with a single period of increased
production (March and April). In N. testaceicornis males were produced in two different
periods (September and October, and from March to May), while in F. varia males were
produced on a regular basis throughout the year. Overall, the production of males was
___________________________________________________________________Abstract
influenced by the amount of pollen stored within the colony. The queens were produced
sparse and evenly throughout the year, showing no tendency to seasonal variation, even
considering the miniature queens that were produced in the same proportion that the
typical queens in N. testaceicornis. The results of the in vitro production of individuals
showed that the workers of the three species exhibited different ways of providing food
to the immature, thereby controlling the caste determination. T. angustula presented the
most precise pattern of producing queens, since these queen were produced only in royal
cells and using a well-defined quantity of food. In F. varia the accessory cell production
mechanism has not been shown very accurate, but can be very practical, economical and
faster when queens are needed. In N. testaceicornis the production of different sizes of
queens allows this species to produce queens in all seasons, even in adverse conditions.
This skill is therefore important to ensure the survival of colonies. There are still many
questions to be studied on caste determination in stingless bees, however, according to
current knowledge, all systems of caste determination of the stingless bees are in one
way or another, related to larval feeding.
Key-words: Meliponini; Tetragonisca angustula; Frieseomelitta varia; Nannotrigona
testaceicornis; amount of food; caste determination; production of male; production of
queens.
Sumário
1. Introdução...............................................................................................................19
1.1 Influência da disponibilidade de alimento armazenado na colônia sobre a produção
de sexuados nas abelhas sem ferrão..............................................................................21
1.2 Influência da quantidade de alimento larval sobre a determinação de castas nas
abelhas sem ferrão..........................................................................................................26
1.3 As espécies escolhidas para o estudo.......................................................................30
2. Objetivos.................................................................................................................34
3. Material e métodos.................................................................................................36
3.1 Quantidade de alimento estocado nas colônias e variação sazonal de pluviosidade
e temperatura.................................................................................................................36
3.2 Quantidade de alimento larval depositado nas células de cria................................37
3.3 Ocorrência de rainhas, machos e operárias..............................................................37
3.4 Efeitos da quantidade de alimento sobre a determinação de castas......................38
3.5 Análise estatística......................................................................................................39
4. Resultados...............................................................................................................42
4.1 Quantidade de alimento estocado nas colônias e variação sazonal de pluviosidade
e temperatura.................................................................................................................42
4.2 Quantidade de alimento larval depositado nas células de cria................................44
4.3 Ocorrência de rainhas, machos e operárias..............................................................49
4.4 Efeitos da quantidade de alimento sobre a determinação de castas......................59
5. Discussão.................................................................................................................66
5.1 Variação sazonal de pluviosidade, temperatura e da quantidade de alimento
estocado nas colônias (potes de mel e pólen e alimento larval)....................................66
5.2 Produção de sexuados...............................................................................................69
5.3 Efeitos da quantidade de alimento sobre a determinação de castas......................73
6. Considerações finais................................................................................................78
7. Referências bibliográficas........................................................................................81
______________________________________________________Introdução
Introdução Introdução
19 __________________________________________________________________________Introdução
1. INTRODUÇÃO
As abelhas formam um grupo monofilético (Alexander & Michener, 1995; Melo,
1999) possuindo uma estreita relação com um grande conjunto de vespas chamadas de
vespas esfecóides (Silveira et al. 2002). A classificação mais largamente utilizada para as
abelhas é a de Michener (2000), onde o grupo é dividido em 7 famílias, 21 subfamílias e
53 tribos. A família Apidae que contém as abelhas corbiculadas, possui três subfamílias,
dentre elas a subfamília Apinae composta por 19 tribos, como por exemplo, as tribos
Euglossini (polinizadoras das orquídeas), Bombini (mamangavas), Apini (abelhas do
gênero Apis) e Meliponini (abelhas sem ferrão ou meliponíneos). De acordo com esta
classificação tradicional, embora seja inegável a monofilia do grupo, as abelhas não
possuem um nome formal de categoria taxonômica, sendo chamado por alguns autores
de “Apiformes” (Brothers, 1975).
Existem alternativas menos tradicionais para a classificação das abelhas já
adotadas por alguns pesquisadores. Silveira e col. (2002) propuseram a distribuição das
abelhas em nove famílias, a família Apidae é composta por três subfamílias, dentre elas a
subfamília Apinae com 17 tribos, das quais 13 possuem representantes no Brasil. A tribo
Apini deixa de possuir somente as abelhas do gênero Apis e passa a incorporar quatro
subtribos: Euglossina, Bombina, Apina e Meliponina, correspondentes às tribos propostas
por Michener (2000).
Melo e Gonçalves (2005) propuseram um sistema ainda mais ousado em que todo
o grupo das abelhas passa a ter um nome formal de categoria taxonômica, a família
Apidae, então o que eram as famílias do sistema tradicional passam a serem subfamílias
e assim sucessivamente as categorias foram rabaixadas. A antiga família Apidae passa a
ser a subfamília Apinae, o resto permanece igual à classificação de Silveira e col. (2002).
Podemos encontrar graus diferentes de organização social dentro de Apinae, no
entanto, os indivíduos das tribos Apini e Meliponini possuem o comportamento social
mais elaborado entre as abelhas (Michener, 1974, 2000; Sakagami, 1982, Wille, 1983;
Winston, 1991). Insetos eussociais são definidos pelo compartilhamento de três
características: cooperação no cuidado da prole, sobreposição de pelo menos duas
gerações e divisão reprodutiva do trabalho, com a formação de castas em que fêmeas
20 __________________________________________________________________________Introdução
reprodutivas são assistidas por fêmeas parcial ou totalmente estéreis (Wilson, 1971,
Oster & Wilson, 1978).
Nos insetos sociais em geral, o desenvolvimento das castas está relacionado com
um amplo fenômeno de polimorfismo que nas abelhas envolve a população feminina
(rainhas e operárias), apresentando diferenças acentuadas quanto à divisão de trabalho
dentro da colônia (Nijhout & Wheeler, 1982). O desenvolvimento de operárias e rainhas
diverge do ponto de vista morfológico e fisiológico, culminando em adultos que diferem
também em suas características comportamentais (Weaver, 1966; Engels & Imperatriz-
Fonseca, 1990). Dentre as diferenças morfológicas de rainhas e operárias podem-se
observar, por exemplo: sistema reprodutor desenvolvido com ovários com maior número
de ovaríolos em rainhas (Michener, 1974) e a presença de corbícula, estrutura
encontrada na tíbia das pernas posteriores de todos os Apidae (Michener, 1990),
formada por uma cavidade envolvida por várias cerdas (Snodgrass, 1956), que é mais
elaborada nas operárias e está relacionada com a coleta de pólen e resina (Thorp, 1979).
As abelhas da tribo Meliponini são conhecidas popularmente como abelhas sem
ferrão por apresentarem seu acúleo (ferrão) atrofiado, impossibilitando seu uso como
estratégia de defesa (Nogueira-Neto, 1997). Estas abelhas são insetos eussociais que
possuem distribuição nas regiões tropical e subtropical do hemisfério sul (Silveira et al.,
2002), com 412 espécies reconhecidas atualmente (Camargo & Pedro, 2013). Nesse
grupo, dois processos relacionados à reprodução são descritos. A fundação de novas
colônias ocorre por enxameagem, um processo em que um novo ninho é formado por
fissão da colônia mãe. Para isso, um local é escolhido e preparado por operárias, que
levam cerume, resinas e alimento, de forma que há uma dependência da colônia filha
com a colônia parental, cuja duração varia de acordo com a espécie (Michener, 1974).
Diferentemente do que acorre em abelhas do gênero Apis, nas abelhas sem
ferrão, é a rainha virgem que se dirige ao novo ninho e dali parte para o vôo nupcial,
quando ocorre o acasalamento com apenas um macho (Peters et al., 1999). O outro
evento relacionado à reprodução é a substituição da rainha de uma colônia, sem que
ocorra a fundação de um novo ninho. Nesse caso, a rainha fisogástrica é perdida e/ou
morta por operárias, sendo que uma nova rainha produzida na colônia irá substituí-la,
após ser fecundada durante o vôo nupcial (van Veen & Sommeijer, 2000; van Veen et al.,
2004).
21 __________________________________________________________________________Introdução
Sabe-se que as abelhas sem ferrão constituem um grupo ecologicamente
importante, uma vez que, salvo algumas exceções, como Trigona crassipes e Trigona
hypogea, que possuem hábitos necrófagos (Nogueira-Neto, 1997; Velthuis, 1997),
apresentam uma estreita relação de dependência com as plantas, as quais fornecem o
alimento para as abelhas, principalmente pólen e néctar (fontes de proteína e
carboidrato, respectivamente) e em troca recebem os benefícios da transferência de
pólen (Kevan & Baker, 1983; Proctor et al., 1996) atuando, portanto na manutenção da
diversidade das plantas como agentes polinizadores.
1.1 Influência da disponibilidade de alimento armazenado na colônia sobre a
produção de sexuados nas abelhas sem ferrão
Colônias de insetos sociais são formadas por várias fêmeas, entre elas a rainha e
operárias, além de machos, sendo que esses indivíduos possuem papéis distintos.
Enquanto as operárias desempenham tarefas relacionadas à manutenção e ao
crescimento da colônia (cuidado com a cria, construção e proteção do ninho, e
forrageamento), machos e rainhas possuem um papel diretamente relacionado à
reprodução.
A rainha possui função exclusivamente reprodutiva, sendo incapaz de sobreviver
isoladamente por muito tempo e de fundar sozinha uma nova colônia. Ainda assim, a sua
presença na colônia é fundamental, garantindo a integridade e funcionalidade da
sociedade, pois copulam com os machos e passam o resto de seus dias realizando a
postura de ovos, são fêmeas férteis responsáveis pela postura da maioria dos ovos e por
todos aqueles que originarão fêmeas (operárias ou rainhas). As operárias são fêmeas
estéreis ou semi-estéreis que executam as mais variadas funções, elas são responsáveis
pela manutenção da colônia realizando diversas atividades, tais como, cuidado com a
prole, coleta de alimento, construção e defesa do ninho, limpeza e aprovisionamento das
células de cria, dentre outras (Michener, 1974; Laidlaw, 1992; Page & Peng, 2001), e em
algumas espécies, realizam postura de ovos tróficos e reprodutivos (Koedam et al., 2001).
Os machos nascem de ovos não fecundados, são haplóides, e em várias espécies, a
maioria dos machos é produto da postura de operárias (Beig, 1972).
22 __________________________________________________________________________Introdução
De acordo com Zucchi e col. (1999) as operárias de colônias sociais avançadas
geralmente se mantêm estéreis, como pode ser observado em algumas espécies tais
como Duckeola ghilianii (Sakagami & Zucchi, 1968), Tetragonula laeviceps (Sakagami et
al., 1983), Tetragonula minangkabau (Suka & Inoue, 1993), incluindo espécies do gênero
Frieseomelitta (Suka & Inoue, 1993; Zucchi et al., 1999; Boleli et al., 1999; 2000; Cruz-
Landim, 2000). Segundo Koedam (1995), na maioria dos insetos eussociais a seleção
natural favoreceu o surgimento de uma plasticidade comportamental, que permite às
operárias serem capazes de realizar qualquer comportamento inerente às fêmeas
daquela espécie, exceto a postura de ovos fecundados e, a adaptação dos ovários das
rainhas, relacionada às altas taxas de oviposição, é uma especialização que está
acompanhada por uma mudança morfofisiológica, limitando o desempenho de outros
comportamentos. Entretanto, segundo Bourke (1988) esta especialização não transforma
os outros grupos de fêmeas, como as operárias, em uma casta completamente estéril.
As operárias do gênero Apis podem ter seus ovários desenvolvidos durante a
ausência da rainha ou quando a população é muito grande (De Groot & Voogd, 1954),
entretanto nos meliponíneos a situação é mais complexa. Em algumas espécies, por
exemplo, em Leurotrigona muelleri, assim como em Apis mellifera as operárias têm seus
ovários diferenciados apenas na ausência da rainha (Sakagami & Zucchi, 1966; Cruz-
Landim, 2000), entretanto, em algumas espécies as operárias apresentam ovários
desenvolvidos e produzem ovos mesmo na presença da rainha (Sakagami et al., 1963).
Estas operárias podem produzir dois tipos de ovos: reprodutivos, que contribuem com a
produção de machos da colônia (Beig, 1972; Imperatriz-Fonseca & Kleinert, 1998;
Sommeijer et al., 1999; Koedam et al., 2001; Tóth et al., 2002; Chinh et al., 2003; Paxton
et al., 2003; Tóth et al., 2004); 2) e ovos tróficos, que são ingeridos pela rainha antes da
postura de seus ovos (Silva et al., 1972; Contel & Kerr, 1976; Bego, 1982; 1990;
Sommeijer & van Buren, 1992; Koedam et al., 2005). É sabido que as operárias
constituem a base ergonômica da colônia, e seu papel na produção de sexuados é
fundamental (Oster & Wilson, 1978).
Os machos, normalmente são expulsos da colônia pelas operárias alguns dias após
emergirem (Michener, 1948; Kerr et al., 1996) e têm como função principal fecundar a
rainha virgem durante o vôo nupcial. Entretanto, alguns autores observaram machos de
espécies de meliponíneos realizando algumas tarefas dentro da colônia envolvendo
23 __________________________________________________________________________Introdução
atividades de construção, trofaláxis, desidratação de néctar (Imperatriz-Fonseca, 1973;
Cortopassi-Laurino, 1979) e algumas atividades relacionadas à defesa do ninho. Para
alguns autores, estas atividades são meramente acidentais (Nogueira-Neto, 1997). Até o
momento, não há evidências de que a atividade de desidratação do néctar pelos machos
contribua de qualquer forma como uma vantagem para a colônia (Cortopassi-Laurino,
2007). Assim, de acordo com Velthuis e col. (2005), a produção de machos é um
investimento que está em conflito com o investimento no tamanho da colônia, pois ao
contrário das operárias, a maioria dos machos não participa das atividades regulares da
colônia.
Em relação à reprodução, até o momento não foram determinados quais são os
fatores que influenciam a produção de sexuados em Meliponini, porém é esperada uma
complexa interação entre fatores intrínsecos e extrínsecos à colônia (Bego, 1982). Alguns
fatores já foram propostos e sua relação com a produção de sexuados investigada. Entre
esses fatores estão: quantidade de alimento armazenado, produção de cria e tamanho
populacional da colônia, presença de operárias férteis, idade da rainha fisogástrica/fase
do ciclo de vida da colônia, fatores climáticos e sazonalidade.
Tanto para o gênero Melipona, quanto para os demais gêneros, foi encontrado
um efeito positivo da quantidade de alimento armazenado na colônia sobre a produção
de machos e rainhas (Bego, 1990; van Veen et al. , 1992; Grosso & Bego, 2000; Moo-Valle
et al., 2001; van Veen et al., 2004; Chinh & Sommeijer, 2005). van Veen e col. (2004)
encontraram uma correlação positiva especificamente com a quantidade de pólen
armazenado, enquanto nos demais estudos, as relações foram encontradas tanto para
mel ou pólen, ou o tipo de alimento armazenado não foi discriminado pelos autores.
Apenas Morais e col. (2006) descartaram a influência da quantidade de potes de mel e de
pólen das colônias de M. compressipes fasciculata estudadas, embora tenham somente
analisado a produção de rainhas. Apesar desse resultado, os autores discutem que
colônias fortes poderiam ter utilizado mais rapidamente os recursos alimentares no
aprovisionamento de células e na produção de ovos do que no armazenamento. Dessa
forma, haveria uma relação da produção de rainhas com a quantidade de alimento,
porém sem a necessidade de haver grandes quantidades de alimento acumuladas no
ninho.
24 __________________________________________________________________________Introdução
Para Melipona favosa, foi verificada uma relação positiva entre a proporção de
machos e rainhas e a proporção de operárias nos favos de cria, sugerindo uma relação
entre a produção de sexuados e o tamanho populacional (Koedam 1999). Isso poderia
indicar que colônias que possuem grande quantidade de operárias poderiam arcar com
os custos da produção de machos e rainhas, sem prejudicar o desenvolvimento da
colônia, como proposto por Oster & Wilson (1978). O mesmo foi encontrado para
Scaptotrigona postica (S. aff depilis) (Bego, 1990), onde a produção de machos foi
positivamente relacionada ao aumento da população das colônias, e para Melipona
bicolor, em que o número de rainhas produzidas foi correlacionado positivamente com o
número de operárias (Alves, 2004). Porém, van Veen et al. (2004) observaram, para
Melipona beecheii, uma relação negativa entre população de cria e de adultos e a
produção de machos e rainhas, embora não tenham apresentado nenhum teste de
significância.
Nas abelhas sem ferrão, os machos podem ser produzidos em quantidades
variáveis ao longo do ano todo nas colônias, dependendo da espécie, das condições
individuais da colônia e fatores extrínsecos como as condições ambientais (Bego, 1982;
Engels & Engels, 1984; Sommeijer, 1994; van Veen et al., 1992). Em algumas espécies os
machos são produzidos em grande número somente em certas épocas do ano, uma
variação sazonal que pode estar relacionada com a disponibilidade de alimento no
interior das colônias, devido às variações nas condições ambientais, como por exemplo,
temperatura, pluviosidade e abundância dos recursos florais. O primeiro experimento
sobre o tema foi realizado por Moo-Valle e col. (2001), com Melipona beecheii, em que
colônias experimentais foram montadas com quantidades diferentes de potes de
alimento (mel e pólen). O grupo com maior quantidade de potes de alimento apresentou
produção de sexuados significativamente maior, fornecendo uma evidência experimental
da relação entre alimento estocado e produção de machos e rainhas.
Entretanto, em Scaptotrigona postica, fatores extrínsecos como temperatura e
precipitação, que influenciam diretamente na floração e consequentemente na
disponibilidade de pólen e néctar, não influencia diretamente a produção de machos,
pois está espécie possui uma grande capacidade de armazenar alimento. Assim, algumas
colônias fortes produzem machos durante o ano todo, enquanto em outras colônias
25 __________________________________________________________________________Introdução
ocorre variação no período de produção de machos, de acordo com a disponibilidade de
pólen e néctar (Bego, 1977; 1982; 1990).
Em Plebeia droryana muitos fatores estão envolvidos na produção de machos,
pois na maior parte do ano ocorre um aumento na produção de machos, células reais e
favos de cria quando se aumenta a disponibilidade de pólen e néctar. Porém, durante os
meses frios a colônias não produz machos. Então, assim como em S. postica, a produção
de machos está também relacionada com a produtividade geral da colônia, entretanto, a
sazonalidade imposta pelas condições climáticas em P. droryana impõe um ciclo bem
definido de produção de machos (Terada, 1980).
Nas espécies em que ocorre enxameagem, a população adulta deve,
teoricamente, ter um controle preciso com relação à produção de rainhas, resultando
numa baixa ocorrência destas na colônia (Craig, 1980; Pamilo, 1991; Bourke & Ratnieks,
1999; Wenseleers et al., 2003). As abelhas sem ferrão que produzem células reais
possuem um baixo investimento na produção de rainhas, como foi constatado por van
Veen e Sommeijer (2000) para Tetragonisca angustula e por Chinh e Sommeijer (2005)
para Trigona ventralis.
Algumas espécies como Plebeia remota, Nannotrigona testaceicornis e
Schwarziana quadripunctata constroem células reais e suas rainhas são muito maiores do
que as operárias, entretanto, estas espécies podem produzir rainhas-miniatura que
emergem de células do mesmo tamanho de onde emergem operárias e machos (Ribeiro
et al., 2006), o que aumenta a taxa de produção de rainhas com relação às espécies onde
as rainhas emergem apenas de células reais (Santo-Filho et al., 2006). No gênero
Melipona, como não há produção de células reais, as rainhas emergem de células do
mesmo tamanho das células de operárias e machos e são ligeiramente menores do que
as operárias ao emergirem (Wenseleers et al., 2004). Podemos dizer que nas abelhas sem
ferrão, exceto no gênero Melipona onde as rainhas são produzidas com uma frequência
de até 25%, a produção de rainhas é um recurso limitado, pois sua taxa de produção
varia entre 1 e 2% (Kerr, 1946; 1948; 1950).
26 __________________________________________________________________________Introdução
1.2 Influência da quantidade de alimento larval sobre a determinação de castas
nas abelhas sem ferrão
Nos Hymenoptera sociais, e particularmente nas abelhas, a quantidade de
alimento é um importante fator na determinação de castas (Wirtz & Beetsma, 1972), pois
a diferenciação entre rainhas e operárias depende primordialmente de fatores
nutricionais e/ou sociais (Wilde & Beetsma, 1982; Wheeler, 1986). Em Apis mellifera, a
determinação de castas depende da quantidade e da composição do alimento consumido
pelas larvas, pois nos três primeiros dias, as larvas de rainhas, operárias e machos
recebem o mesmo tipo de alimento, produzido pelas operárias nutrizes, uma mistura de
secreções de suas glândulas hipofaringeanas com mel. A partir do quarto dia, as larvas de
operárias e machos passam a receber pólen na sua dieta, enquanto as larvas de rainhas
recebem apenas geléia real, um alimento qualitativamente mais rico que promove sua
diferenciação em rainha (Weaver, 1974).
Nas abelhas sem ferrão, a alimentação dos imaturos não ocorre de forma
progressiva, como em Apis, pois todo o alimento que será ingerido pelo imaturo ao longo
de seu desenvolvimento é regurgitado na célula de cria construída pelas operárias, antes
da rainha ovipor, o que é conhecido como aprovisionamento massivo (Schwarz, 1948;
Nogueira-Neto, 1953; Michener 1974; Sakagami, 1982). Após o aprovisionamento e
oviposição da rainha, as operárias operculam as células de cria, portanto, nestas abelhas
não há contato entre a população adulta e os imaturos em desenvolvimento (Velthuis,
1997). As abelhas sem ferrão diferem das outras abelhas que apresentam alimentação
massiva por possuírem um alimento larval líquido e viscoso, sobre o qual o ovo
permanece na posição vertical (Velthuis & Velthuis, 1998).
Além do pólen como fonte de proteína, as abelhas também coletam néctar (fonte
de carboidrato). O alimento que é trazido para o ninho pode ser usado para a nutrição
das larvas, sustento dos adultos e, indiretamente, na produção de ovos tróficos pelas
operárias e produção de ovos reprodutivos pelas rainhas e operárias. Ainda pode ser
armazenado nos potes de alimentos, dentro da colônia, para uso futuro (Michener,
1974). O pólen não é somente essencial para a produção de alimento da cria, mas
também para o desenvolvimento dos tecidos corporais da abelha nos primeiros dias após
a emergência (Haydak, 1970).
27 __________________________________________________________________________Introdução
O alimento larval dos meliponíneos é constituído em grande parte de pólen, além
de mel e secreções glandulares de operárias (Roubik, 1989; Engels & Imperatriz-Fonseca,
1990). Em sua maioria, estratifica-se por decantação do pólen, ficando a secreção
glandular nas primeiras camadas, variando gradativamente a sua composição nas
camadas seguintes, com proporções crescentes de pólen (Kerr, 1948). Como o pólen é o
principal componente deste alimento, uma disponibilidade excedente de pólen pode ser
um fator chave no desenvolvimento próspero da população das colônias de abelhas sem
ferrão (van Veen & Sommeijer, 2000).
Hartfelder e Engels (1989), analisando sete espécies de abelhas sem ferrão,
constatou que, em geral, o alimento larval é composto por 40-60% de água, 5-12% de
açúcares, 1,1-19,4% de proteínas e 0,2-1,3% de aminoácidos livres. Além desses
componentes solúveis em água, cerca de 30% ou mais do alimento larval é composto por
pólen e lipídios. Segundo Hartfelder e col. (2006), a compreensão de como as colônias
regulam a alimentação larval nas abelhas sem ferrão é de extrema importância para
entender os processos biológicos e evolutivos envolvidos na produção de rainhas,
reprodução das colônias e determinação de castas.
Castilho-Hyodo (2001) observou que em Schwarziana quadripunctata, a
quantidade de alimento depositado nas células de cria varia ao longo do ano, sendo
maior em estações do ano com maior disponibilidade de recursos alimentares, o que
também foi observado por Menezes e col. (2013) em Scaptotrigona aff. depilis, por
Baptistella e col. (2012) em Frieseomelitta varia, por Ribeiro e Manoel (2002) em Plebeia
remota e por Ramalho e col. (1998) em Melipona quadrifasciata.
As abelhas sem ferrão possuem diferentes estratégias de fornecimento de
alimento às suas larvas (Hartfelder et al., 2006), resultado de uma grande variabilidade
de mecanismos de determinação de castas e surgimento de rainhas (figura 1) (Engels &
Imperatriz-Fonseca, 1990). Como as larvas fêmeas são totipotentes, caso recebam a
quantidade de alimento acima de um determinado limiar, elas se desenvolvem em
rainhas (Camargo, 1972a, b; Campos & Costa, 1989; Campos & Coelho, 1993).
Na maioria das espécies de abelhas sem ferrão, as larvas que originam operárias e
machos são criadas em células de mesmo tamanho, enquanto as larvas que originam
rainhas são criadas em células maiores, chamadas de células reais (figura 1b) (Darchen &
Delage-Darchen, 1971). Geralmente são construídas na periferia do favo de cria,
28 __________________________________________________________________________Introdução
possuem forma diferenciada, esférica ou ovalada, e contém de duas a oito vezes mais
quantidade de alimento que as células de operárias e machos (Darchen & Delage-
Darchen, 1971; Camargo, 1972a, b; Prato, 2007; Menezes et al., 2013). Ao que tudo
indica não há diferença qualitativa entre o alimento oferecido às larvas que originam
rainhas e aquele oferecido às larvas que originam operárias, portanto, o fator
determinante é somente da quantidade de alimento (Kerr et al., 1966; Camargo, 1972a;
Hartfelder & Engels, 1989; Engels & Imperatriz-Fonseca, 1990).
Nos gêneros Frieseomelitta, Leurotrigona e Plebeia, as operárias não constroem
células reais, mas o sistema de determinação de castas também está relacionado com a
quantidade de alimento larval. Nesses dois gêneros, as larvas precisam ingerir o alimento
extra de uma célula vizinha acessória para se tornarem rainhas (figura 1c) (Terada 1974;
Faustino, 2002; Faustino et al. 2002). Uma peculiaridade dessas espécies é que as células
de cria são arranjadas em cachos e quando as colônias estão órfãs, as operárias
constroem células apenas com alimento ao lado de células com larvas para que essas se
alimentem e se tornem rainhas, como também foi observado em Plebeia lucii (Teixeira &
Campos, 2005).
No gênero Melipona, rainhas, operárias e machos são criados em células de
mesmo tamanho, não existindo, portanto as células reais. A taxa de produção de rainhas
e operárias é determinada geneticamente, porém auxiliado pela alimentação larval que
tem um efeito modulador sobre essa decisão, assim até 25 % das abelhas fêmeas que
emergem podem se tornar rainhas (figura 1a) (Kerr, 1948, 1950, 1969b; Kerr & Nielsen,
1966; Kerr et al., 1966; Ratnieks, 2001). Portanto, o sinal primário para determinação de
castas parte da própria larva (Kerr, 1950, 1969b; Bourke & Ratnieks, 1999).
Em outros gêneros (Plebeia, Nannotrigona, Schwarziana) onde normalmente as
rainhas emergem de células reais, rainhas miniatura também podem ser geradas em
células de operárias. O mecanismo como isso ocorre é ainda desconhecido, mas segundo
Ribeiro e col. (2006) seria um mecanismo intermediário entre (a) e (b) apresentados na
figura 1. De modo geral, as rainhas-miniaturas são viáveis, acasalam-se e realizam
postura normalmente (Ribeiro & Alves, 2001; Ribeiro et al., 2003; Wenseleers et al.,
2005; Ribeiro et al., 2006), embora elas possuam menos ovaríolos que as rainhas
produzidas em células reais (Camargo, 1974; Cruz-Landim et al.,1998).
29 __________________________________________________________________________Introdução
Figura 1: Mecanismos de produção de rainhas em ninhos de abelhas sem ferrão. (a) mecanismo
genético-alimentar presente no gênero Melipona onde não há construção de células reais, pois
rainhas e operárias emergem de células de cria de tamanhos semelhantes. (b) mecanismo
trofogênico presente na maioria dos gêneros de abelhas sem ferrão, onde as rainhas emergem
de células reais. (c) mecanismo trofogênico presente em alguns gêneros de abelhas sem ferrão
onde o fator determinante é a quantidade de alimento oferecido às larvas, porém a sobrecarga
de alimento necessária para uma larva se tornar rainha fica armazenada em uma célula
acessória. Linhas espessas = células de rainhas; linhas finas = células de operárias.
Atualmente, têm-se registro de ocorrência de rainhas-miniatura em nove espécies
de abelha sem ferrão, entre elas: Cephalotrigona capitata (Schwarz, 1948); Schwarziana
quadripunctata (Camargo, 1974; Imperatriz-Fonseca & Darakjian, 1993; Nogueira-Ferreira
et al., 2000; Wenseelers et al., 2005), Plebeia julianii (Juliani, 1962), Plebeia remota
(Ribeiro et al. 2003; Ribeiro et al., 2006), Nannotrigona testaceicornis (Imperatriz-Fonseca
et al., 1997); Plebeia lucii (Teixeira & Campos, 2005).
Vislumbrando este panorama, podemos crer que nas abelhas onde a
determinação de castas ocorre exclusivamente por meio de mecanismo alimentar, é
possível induzir a produção de rainhas por meio da manipulação da quantidade de
alimento oferecida às larvas. A possibilidade de obter rainhas manipulando
experimentalmente a alimentação das larvas tem intrigado pesquisadores há bastante
tempo. Camargo (1972a, b) foi pioneira nesses estudos e desenvolveu uma técnica para
criar larvas de abelhas sem ferrão in vitro em condições controladas, baseada nos
métodos existentes para Apis mellifera. A metodologia consiste na transferência de larvas
recém-nascidas de alvéolos naturais para alvéolos artificiais, confeccionados de cera de
A. mellifera, onde a quantidade de alimento oferecida às larvas é equivalente à
a b c
30 __________________________________________________________________________Introdução
quantidade depositada nas células de rainhas. Assim, 100% das larvas fêmeas se
tornaram rainhas, com exceção do gênero Melipona (Camargo, 1972a, b; Campos &
Costa, 1989; Baptistella et al., 2012). Esses alvéolos são fechados com tampas de cera e
mantidos em estufas a 28°C. Ainda, Buschini e Campos (1995) constataram que em
Trigona spinipes a freqüência de rainhas obtidas foi tanto maior quanto maior a
quantidade de alimento ingerido pelas larvas, influenciando o peso, comprimento dos
ovários e número de ovaríolos.
Os primeiros experimentos foram realizados com a espécie Scaptotrigona postica,
mas posteriormente outros pesquisadores utilizaram a técnica em diversas espécies
(Almeida, 1974; Campos & Costa, 1989; Maciel-Silva & Kerr, 1991; Hartfelder & Engels,
1992; Bezerra, 1995; Menezes et al., 2006, 2013; Prato, 2007; Baptistella et al., 2012). No
presente trabalho utilizamos a técnica de produção in vitro de rainhas como uma
ferramenta para investigar a influência da quantidade de alimento larval sobre a
determinação de castas nas abelhas sem ferrão.
1.3 As espécies escolhidas para o estudo
As três espécies de abelhas sem ferrão escolhidas para este estudo ocorrem na
região Neotropical com ampla distribuição, são elas Tetragonisca angustula (Latreille),
Frieseomelitta varia (Lepeletier) e Nannotrigona testaceicornis (Lepeletier). As três
espécies possuem um sistema de determinação de castas trófico, baseado apenas na
quantidade de alimento ingerido pelas larvas fêmeas, porém apresentam peculiaridades
quanto à maneira de construir as células de cria de rainhas e consequentemente na
maneira como o alimento é oferecido às larvas, e no tamanho das rainhas produzidas.
Além disso, seus ninhos possuem arquiteturas distintas, principalmente quando
comparamos a presença de invólucro, formato e agrupamento das células de cria e forma
dos potes de alimento.
Acreditamos que todas essas diferenças podem influenciar a capacidade de
armazenamento de alimento no interior das colônias, a maneira como estas abelhas
produzem os sexuados e a determinação de castas. Estes fatores tornam estas três
espécies candidatas interessantes para as investigações do presente trabalho.
31 __________________________________________________________________________Introdução
A abelha Tetragonisca angustula, popularmente conhecida no Brasil como abelha
jataí, é uma abelha amarelo-dourada de pequeno porte que mede aproximadamente
5mm. A entrada do ninho é caracterizada pela presença de um tubo de cerume
rendilhado com base firme que é fechado durante a noite. As células de cria são envoltas
por um invólucro de cerume abundante, com várias camadas finas. O alimento (mel e
pólen) é armazenado em potes ovais de mesmo tamanho. As células de cria são
construídas em forma de favos discoides sobrepostos. As rainhas são produzidas em
células reais típicas de formato ovóide que se localizam na periferia do favo (Imperatriz-
Fonseca et al., 1984). Sua distribuição geográfica abrange um imenso território de clima
tropical que se estende do sul do Brasil até o México, sendo encontrada em quase todo o
território brasileiro (Camargo & Pedro, 2013), exceto na Cordilheira dos Andes, na
caatinga brasileira e algumas regiões da Amazônia (Oliveira et al, 2004).
Frieseomelitta varia é uma abelha de médio porte, coloração amarelada e
corbículas com coloração escura de fácil visualização. Suas colméias racionais são
cobertas com própolis pelas próprias abelhas, a entrada do ninho é pequena, não
saliente e permite que apenas uma abelha passe por vez. Não produzem invólucro em
torno das células de cria que se encostam levemente ou são ligadas por pequenas
colunas de cerume, formando agrupamentos parecidos com cachos. Não há células reais
típicas, as larvas que se tornam rainhas ingerem uma quantidade extra de alimento
depositado em uma célula acessória adjacente (Faustino et al., 2002). Os potes de pólen
são cilíndricos ou cônicos, com cerca de 3 cm de altura e os potes de mel são ovais, com
cerca de 1,5 cm de altura. Nestas abelhas as operárias nunca desenvolvem ovários
(Nogueira-Neto, 1970). Sua distribuição geográfica abrange a Bolívia e os seguintes
estados brasileiros: Bahia, Goiás, Mato Grosso, Minas Gerais, São Paulo e Tocantins
(Camargo & Pedro, 2013).
Nannotrigona testaceicornis é uma abelha de pequeno porte que mede
aproximadamente 4mm, possui coloração escura e ficou conhecida popularmente como
abelha iraí. A entrada do ninho é um tubo geralmente curto feito com cerume pardo ou
escuro que permanece fechado durante a noite e é reconstruído diariamente. O
invólucro está presente no entorno dos favos de cria que podem ser helicoidais ou
discoides sobrepostos. As rainhas são produzidas tanto em células reais típicas de
formato ovóide quanto em células pequenas, do mesmo tamanho das células de cria de
32 __________________________________________________________________________Introdução
operárias, portanto, as rainhas podem ser grandes (comuns) ou pequenas (rainhas-
miniatura) (Imperatriz-Fonseca et al., 1997). Os potes de alimento (mel e pólen) são ovais
e de mesmo tamanho, podendo atingir 1,5 cm de altura (Nogueira-Neto, 1970). Sua
distribuição geográfica abrange o norte da Argentina, Paraguai e os seguintes estados
brasileiros: Bahia, Espírito Santo, Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraná, Rio
Grande do Sul, Rio de Janeiro, Santa Catarina e São Paulo (Camargo & Pedro, 2013).
________________________________________________________Objetivos
Objetivos Objetivos
34 _____________________________________________________________________________Objetivos
2. OBJETIVOS
Este trabalho analisou a relação existente entre as condições ambientais de
temperatura e pluviosidade e a quantidade de alimento estocado no interior das colônias
(potes de mel e pólen), assim como da quantidade de alimento larval depositado nas
células de cria. Averiguamos ainda a influência da disponibilidade de recursos
alimentares sobre a frequência de produção dos indivíduos, enfatizando os sexuados
(machos e rainhas) em colônias de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e
Nannotrigona testaceicornis ao longo do ano.
Buscando compreender a influência da quantidade de alimento larval sobre a
determinação das castas nas três espécies, utilizamos a técnica de produção in vitro de
rainhas com variação gradual da quantidade de alimento oferecido às larvas, testando a
possível produção de intercastas e/ou a quantidade mínima limite de alimento larval
necessário para induzir o desenvolvimento de uma larva fêmea em rainha.
Em linhas gerais, este trabalho procurou fazer uma abordagem ampla sobre a
importância dos recursos alimentares para o ciclo reprodutivo das colônias de abelhas
sem ferrão, principalmente com relação à produção de sexuados e a determinação das
castas.
_________________________________________________Material e métodos
Material e métodos Material e métodos
36 ___________________________________________________________Material e métodos
3. MATERIAL E MÉTODOS
Para investigar a relação existente entre os fatores ambientais (pluviosidade e
temperatura), a quantidade de alimento estocado no interior das colônias, a quantidade
de alimento larval depositado nas células de cria e a frequência de produção de sexuados
nas colônias, utilizamos 4 colônias de Tetragonisca angustula, 4 colônias de
Frieseomelitta varia e 4 colônias de Nannotrigona testaceicornis. Os dados foram
coletados no período de um ano, de agosto/2012 a julho/2013. Para averiguar a
influência da quantidade de alimento larval sobre a determinação das castas utilizamos
outras três colônias (uma de cada espécie). Os experimentos foram realizados de
agosto/2013 a maio/2014.
Todas as colônias utilizadas foram mantidas em caixas para criação racional no
meliponário do Depto. de Genética da FMRP-USP e não receberam alimento artificial
durante a coleta de dados. As análises de conteúdo proteico e de aminoácidos dos
alimentos larvais foram realizadas oportunamente em vários momentos ao longo da
coleta de dados.
3.1 Quantidade de alimento estocado nas colônias e variação sazonal de
pluviosidade e temperatura
Foram utilizadas nove colônias de abelhas sem ferrão, três colônias (C1, C2 e C3)
de T. angustula, três colônias (C4, C5 e C6) de F. varia e três colônias (C7, C8 e C9) de N.
testaceicornis. Os dados foram coletados durante 12 meses consecutivos, de
agosto/2012 a julho/2013. Realizamos mensalmente a contagem do número de potes de alimento
encontrados no interior das colônias. Para isso as caixas de madeira racionais que
continham as colônias foram abertas para visualização dos potes de alimento, que foram
discriminados entre potes de pólen e potes de mel. Os potes foram encontrados em sua
maioria na região superior das caixas (melgueiras), porém em muitas colônias
observamos também a presença de potes de alimento no entorno da área de cria.
Os dados de variáveis ambientais (médias mensais de pluviosidade e temperatura)
para período de agosto/2012 a julho/2013 na localidade de Ribeirão Preto - SP foram
37 ___________________________________________________________Material e métodos
obtidos pela base de dados do CIIAGRO (Centro Integrado de Informações
Agrometeorológicas) por meio do site http://www.ciiagro.sp.gov.br/.
3.2 Quantidade de alimento larval depositado nas células de cria
Para este estudo foram escolhidas três colônias diferentes das utilizadas na
etapa anterior, sendo uma colônia (C10) de T. angustula, uma colônia (C11) de F. varia e
uma colônia (C12) de N. testaceicornis. Mensalmente foi coletado de cada colônia um
favo de cria (T. angustula e N. testaceicornis) e uma porção (F. varia) com células recém-
operculadas, na fase embrionária (contendo ovos) de cada colônia. As coletas foram
realizadas durante 12 meses consecutivos, de agosto/2012 a julho/2013.
De cada favo/porção foram escolhidas ao acaso 20 células de cria para serem
analisadas. As células de cria, incluindo as células reais foram levadas ao laboratório e
desoperculadas individualmente com um estilete de ponta fina. Os ovos foram
removidos para que seu conteúdo proteico não interferisse no experimento.
Posteriormente o conteúdo alimentar de cada célula foi quantificado volumetricamente
utilizando-se capilares de 20 µL graduados de 5µL em 5µL (para células de cria de
operárias/machos) e de 50µL graduados de 10µL em 10µL (para células reais),
conectados a um micropipetador manual.
Todo o alimento retirado das células foi estocado em frascos Eppendorf
devidamente identificados e acondicionados em freezer a –21°C para utilização nas
etapas posteriores. Após a coleta os favos de cria eram devolvidos às colônias de origem.
3.3 Ocorrência de rainhas, machos e operárias
Utilizamos as mesmas nove colônias, citadas no item 3.1, três colônias (C1, C2 e
C3) de T. angustula, três colônias (C4, C5 e C6) de F. varia e três colônias (C7, C8 e C9) de
N. testaceicornis no período de agosto/2012 a julho/2013.
Para T. angustula e N. testaceicornis foram coletados mensalmente seis favos de
cria (um de cada colônia), cujas células de cria continham indivíduos em estágio pupal
pré-emergente, incluindo células reais. Para a avaliação do número de sexuados foi
utilizada uma técnica não invasiva, descrita por Koedam (2003), a qual não afeta o
número demográfico da colônia. Esta técnica consiste em desopercular as células de
favos prontos para emergirem com o auxílio de um alfinete número o 3 ou 4. Depois, um
38 ___________________________________________________________Material e métodos
plástico transparente é sobreposto ao favo onde fica registrado o número e a localização
dos machos, das rainhas e das operárias encontrados.
Para F. varia que constrói células de cria individualizadas em formato de “cacho”,
localizamos regiões contendo indivíduos em estágio pupal pré-emergente, incluindo
casulos reais e células acessórias que foram coletados e levados ao laboratório onde as
células de cria foram desoperculadas com o auxílio de um estilete de ponta fina. Após a
etapa de verificação do sexo, os favos e células de cria foram devolvidos aos seus ninhos
de origem.
A distinção entre os sexos e as castas foi feita por características morfológicas
como largura máxima da cabeça, distância interorbital (tendo como referência a base da
antena) e distância intertegular com auxílio de estereomicroscópio (Leica Wild M3B).
3.4 Efeitos da quantidade de alimento sobre a determinação de castas
Utilizamos as mesmas três colônias citadas no item 3.3, uma colônia (C10) de T.
angustula, uma colônia (C11) de F. varia e uma colônia (C12) de N. testaceicornis. Os
experimentos foram realizados de agosto/2013 a maio/2014.
Nesta etapa foi utilizada a técnica modificada e aprimorada de produção in vitro
de rainhas, que será brevemente descrita a seguir (para maiores detalhes ver Prato,
2011; Baptistella et al., 2012; Menezes et al., 2013). Os procedimentos descritos a seguir
foram realizados separadamente para as três espécies aqui estudadas.
Células de cria de operárias/machos recém-operculados foram coletadas, levadas
ao laboratório, desoperculadas com um estilete de ponta fina e seus ovos foram
removidos. Posteriormente, com o auxílio de uma bomba de sucção a vácuo, o alimento
foi retirado célula por célula de todos os favos, estocado em tubos Falcon identificados
para as três espécies e acondicionados em freezer a -21°C até o momento de sua
aplicação nas placas de acrílico.
Para reproduzir células de cria utilizamos três placas de acrílico (uma para cada
espécie) retangulares com 1,5 cm de espessura e lados com 8,4 cm e 7,6 cm contendo
100 pocinhos cada uma. Cada pocinho possuía 4 mm de diâmetro, 8 mm de
profundidade e volume total de 100 µL.
O alimento que estava acondicionado em freezer a -21°C foi mantido em
temperatura ambiente por cerca de meia hora para descongelamento, agitado e
39 ___________________________________________________________Material e métodos
posteriormente transferido com micropipetas para os 300 pocinhos das três placas de
acrílico separados por espécie e em quantidades graduais. Para as três espécies
aplicamos o alimento de 10 em 10 pocinhos com as seguintes quantidades: 15 µL, 20 µL,
25 µL, 30 µL, 35 µL, 40 µL, 45 µL, 50 µL, 55 µL e 60 µL.
Células de cria contendo larvas em estágio primário foram coletadas, levadas ao
laboratório, onde suas células de cria foram desoperculadas, em seguida, as larvas foram
transferidas com estilete de ponta fina para os pocinhos das placas de acrílico contendo
alimento. Após transferência, as placas de acrílico foram acondicionadas em estufa BOD a
28°C e umidade controlada onde foram mantidas até o início da emergência dos
indivíduos. Realizamos 300 transferências (100 de cada espécie) de larvas para pocinhos
contendo quantidades variáveis de alimento larval.
Após a emergência, os poucos machos obtidos foram desconsiderados e as
fêmeas foram analisadas quanto ao peso e medidas morfométricas (largura máxima da
cabeça, distância entre os olhos e distância entre as tégulas). Os mesmos parâmetros
foram avaliados para rainhas (n= 4, por espécie) e operárias (n= 10, por espécie) e
rainhas-miniatura (n= 5, somente para N. testaceicornis) recém-emergidas em condições
naturais a título de comparação.
3.5 Análise estatística
Para a análise dos dados relativos à produção de indivíduos pelas colônias e
quantidade de alimento depositado nas colônias ao longo do ano, utilizamos os testes de
Kruskal-Wallis (ANOVA) para múltiplas amostras independentes e de Mann-Whitney para
comparação para par a par de amostras independentes, considerando significativos os
valores de probabilidade menores que 5% (p<0,05). Utilizamos também os coeficientes
de correlação de Spearman e Pearson.
Para testar se a quantidade de alimento depositado nas células de cria de
operárias/machos em T. angustula foi influenciada pelas diferentes épocas do ano foi
realizado o teste One-Way ANOVA. O mesmo foi feito para avaliar se a quantidade de
alimento nas células de cria foi diferente em cada colônia amostrada. Para comparar as
épocas do ano entre si utilizamos o teste de Friedman para comparações múltiplas par a
par.
40 ___________________________________________________________Material e métodos
Para comparação das quantidades de aminoácidos livres e totais presentes nos
alimentos provenientes de células reais e células de operárias/machos utilizamos o teste
ANOVA e o coeficiente de correlação de Spearman, para duas amostras pareadas e
relacionadas.
Para comparação entre os tempos de desenvolvimento e pesos dos diversos
grupos de indivíduos naturais e produzidos in vitro, utilizamos o teste de Mann-Whitney
para amostras independentes e a distância de Mahalanobis a fim de comparar as
medidas morfométricas. O programa BioEstat 5.0 foi utilizado para realizar tais testes
estatísticos.
_______________________________________________________Resultados
Resultados Resultados
42 ________________________________________________________________Resultados
4. RESULTADOS
4.1 Quantidade de alimento estocado nas colônias e variação sazonal de
pluviosidade e temperatura.
Analisando as médias mensais de temperatura e pluviosidade no período de
agosto/2012 a julho/2013, notamos que houve uma variação sazonal bem pronunciada
com duas estações bem definidas: um verão quente e chuvoso de novembro a março, e
um inverno com temperaturas amenas e muito seco de agosto a outubro e de abril a
julho.
Nas três espécies estudadas houve correlação significativamente positiva entre a
quantidade de alimento (potes de mel + potes de pólen) armazenados no interior das
colônias e os dados de pluviosidade e temperatura, sendo que a pluviosidade apresentou
uma correlação significativamente maior (índice de correlação de Pearson igual a
0,52017). Houve também um alto índice de correlação positiva entre as quantidades de
potes de pólen e potes de mel armazenados no interior das colônias, entretanto temos
que destacar que a maior correlação foi encontrada nas colônias de F. varia (índice de
correlação de Pearson igual a 0,94096; teste-F p = 0,71832).
Estes dados indicam que a variação da temperatura, e mais fortemente da
pluviosidade, influenciou a quantidade de alimento armazenado no interior das colônias
ao longo do ano. Observamos também que o armazenamento de pólen e mel no interior
das colônias das diferentes espécies exibiu um perfil muito semelhante entre os meses
amostrados, demonstrando que as três espécies responderam de maneira semelhante às
variações ambientais. Além disso, quando analisamos as espécies separadamente
notamos que as quantidades de potes de pólen e de potes de mel responderam de
maneira semelhante às variações sazonais ao longo do ano, sendo o período de fevereiro
a maio de 2013, o de maior abundância de alimento armazenado no interior das colônias.
Observamos ainda que o número de potes de mel se manteve superior ao número de
potes de pólen nas colônias das três espécies ao longo do ano (figura 2).
43 ________________________________________________________________Resultados
Figura 2: Quantidade de potes de alimento (mel e pólen) armazenados no interior das colônias
de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis; acompanhados
pelas médias mensais de pluviosidade e temperatura de agosto de 2012 a julho de 2013.
44 ________________________________________________________________Resultados
4.2 Quantidade de alimento larval depositado nas células de cria
As variações sazonais apresentaram efeito significativo sobre a quantidade de
alimento depositado nas células de cria de operárias/machos nas três espécies estudadas
(figura 3), (ANOVA, p<0,0001). Foi utilizada uma colônia por espécie.
Nas três espécies houve correlação significativamente positiva entre a quantidade
de alimento larval depositado nas células de cria e os dados de pluviosidade e
temperatura, sendo que a pluviosidade apresentou uma correlação significativamente
maior (índice de correlação de Pearson igual a 0,64012).
Encontramos ainda um alto índice de correlação positiva entre as quantidades de
potes de pólen e potes de mel armazenados no interior das colônias e o volume de
alimento depositado nas células de cria, entretanto temos que destacar que a maior
correlação foi encontrada nas colônias de T. angustula (índice de correlação de Pearson
igual a 0,84194; teste-F p = 0,61742).
Os dados anteriores indicaram que a variação da temperatura, e mais fortemente
da pluviosidade, influenciou tanto a quantidade de alimento armazenado no interior das
colônias ao longo do ano (potes de pólen e potes de mel) quanto o volume de alimento
depositado nas células de cria. Observamos também que o volume de alimento
depositado nas células de cria das diferentes espécies exibiu um perfil muito semelhante
entre os meses amostrados, demonstrando que as três espécies responderam de
maneira semelhante às variações ambientais. O período de janeiro a maio de 2013
apresentou a maior abundância de alimento depositado nas células de cria (figura 3).
Os meses de coleta foram comparados entre si para identificar as diferenças mais
acentuadas em relação ao volume do alimento. Fevereiro, março e abril foram os meses
com maior volume de alimento depositado nas células de cria de operárias/machos,
diferindo estatisticamente de todos os outros meses analisados nas três espécies
estudadas (p= 0,0001, p< 0,05). Junho, julho, agosto e setembro foram os meses com
menor volume de alimento, diferindo estatisticamente de todos os outros meses
analisados nas três espécies (p= 0,0001, p< 0,05). Nos demais meses, a variação na
quantidade de alimento das células de cria de operárias/machos não se demonstraram
significativas (p= 0,09, p > 0,05) (tabela I).
45 ________________________________________________________________Resultados
Figura 3: Volume de alimento larval depositado nas células de cria de operárias/machos de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis; acompanhados
pelas médias mensais de pluviosidade e temperatura de agosto de 2012 a julho de 2013.
46 ________________________________________________________________Resultados
Analisando as colônias individualmente, notamos que não existiu influência do
estado das colônias sobre a quantidade de alimento depositado nas células de cria de
operárias/machos (ANOVA; Volume: F = 1,2421; p= 0,2931, p>0,05). Constatamos ainda
uma característica intrínseca de cada espécie, a diferença na média de volume do
alimento larval: T. angustula foi a espécie com menor volume de alimento por célula de
cria, enquanto F. varia apresentou o maior volume (tabela I).
Tabela I: Volume (μl) de alimento larval contido nas células de cria de operárias/machos de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis. Foi utilizada uma
colônia por espécie. Med= média; DP = desvio padrão; Min = mínimo; Max = máximo.
Meses
de
coleta
T. angustula F. varia N. testaceicornis
Med DP Max Min Med DP Max Min Med DP Max Min
ago/12 6,7 0,5 9,0 6,5 24,9 0,3 27,1 19,8 20,0 0,5 24,3 18,3
set/12 6,9 0,9 10,5 6,5 25,2 0,4 27,2 20,2 21,9 0,7 25,6 18,2
out/12 7,3 0,6 9,0 5,5 26,0 0,4 27,9 19,9 22,4 0,6 26,0 19,0
nov/12 7,4 0,7 10,0 6,0 26,4 0,5 28,0 21,6 23,3 0,6 28,1 20,4
dez/12 7,8 0,7 10,0 7,0 27,3 0,5 28,2 22,9 23,6 0,7 28,4 20,6
jan/13 8,0 0,9 10,5 7,0 28,0 0,6 30,7 23,6 24,8 0,9 28,0 20,7
fev/13 8,8 0,8 10,5 7,5 30,2 0,4 34,8 26,1 26,0 0,8 29,3 21,1
mar/13 9,2 1,1 11,0 7,5 31,3 0,6 37,1 26,0 25,8 1,0 30,1 21,2
abr/13 8,6 1,0 10,0 7,0 29,2 1,0 38,0 24,3 24,7 1,0 32,0 19,0
mai/13 7,7 1,2 10,5 7,5 25,0 1,1 35,8 20,3 23,6 1,1 29,0 19,3
jun/13 7,2 0,7 9,5 6,5 23,6 0,9 26,2 19,5 22,0 0,6 27,2 18,8
jul/13 6,5 0,6 8,5 6,0 23,1 0,4 25,8 18,0 19,8 0,5 23,9 17,9
Total 7,6 0,8 9,9 6,7 26,7 0,6 30,5 21,8 23,2 0,7 27,7 19,5
Observamos que a produção de rainhas se correlacionou muito fracamente com o
volume de alimento depositado nas células de cria das três espécies. Entretanto a
produção de machos e operárias encontrou-se fortemente correlacionada positivamente
com o volume de alimento larval contido nas células de cria das três espécies: coeficiente
de correlação de Spearman para T. angustula (p= 0,9371), F. varia (p= 0,9729) e N.
testaceicornis (p= 0,9035) (figura 4).
47 ________________________________________________________________Resultados
Figura 4: Regressão linear do número de potes de alimento (mel e pólen) relacionados ao
volume de alimento contido nas células de cria de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia
e Nannotrigona testaceicornis no período de agosto de 2012 a julho de 2013.
48 ________________________________________________________________Resultados
As células reais foram encontradas em sete meses diferentes no período de
agosto/12 a julho/13, com destaque para o mês de maio/13 quando foram encontradas
células reais nas colônias das três espécies (célula real + célula acessória, em F. varia). Os
meses de março, abril e maio de 2013 merecem destaque, pois neste período foram
encontradas 57 % (n = 4) das células reais das três espécies estudadas. Entretanto,
analisando as espécies separadamente observamos que todas as colônias produziram
células reais em meses diferentes (tabela II).
Segundo teste-t com valores significativos de p < 0,05, não houve diferença
significativa para os volumes de alimento larval das células reais e/ou células acessórias
das três espécies (T. angustula, p = 0,0879; F. varia, p = 0,0708 e N. testaceicornis, p =
0,09307).
Tabela II: Volume (μl) de alimento larval contido nas células reais de Tetragonisca angustula e
Nannotrigona testaceicornis, e nas células reais e células acessórias de Frieseomelitta varia. Foi
utilizada uma colônia por espécie. DP: desvio padrão.
Meses de
coleta
T. angustula N. testaceicornis Frieseomelitta varia
Células reais Células reais Células reais Céls acessórias Total
ago/12 - - - - -
set/12 50 - - - -
out/12 - - - - -
nov/12 - - 34 25 59
dez/12 - 49 - - -
jan/13 53 - - - -
fev/13 - - - - -
mar/13 - 51 - - -
abr/13 55 - - - -
mai/13 52 50 37 26 63
jun/13 - - - - -
jul/13 - - - - -
Média + DP 52,5 ± 2,0 50 ± 1,0 35,5 ± 2,1 25,5 ± 0,7 61,0 ± 2,8
Quando comparamos os volumes de alimento depositados nas células de cria de
operárias/machos e nas células reais e/ou acessórias, através do teste de Mann-Whitney
49 ________________________________________________________________Resultados
para duas amostras independentes com valores significativos de p< 0,05, notamos que
houve diferença significativa para as três espécies (T. angustula, p = 0,0001; F. varia, p =
0,0001 e N. testaceicornis, p = 0,0001). As larvas que se tornaram rainhas nas colônias de
T. angustula, F. varia e N. testaceicornis ingeriram em média, respectivamente 44,9 µL,
34,3 µL e 26,8 µL mais alimento do que as larvas que se tornaram operárias e/ou machos.
4.3 Ocorrência de rainhas, machos e operárias
Foram examinados 18829 indivíduos coletados a partir de nove colônias
diferentes. Em 3 colônias de T. angustula foram analisados 7578 indivíduos dos quais 933
eram machos, sendo encontradas apenas 5 células reais. Em 3 colônias de F. varia foram
analisados 6976 indivíduos dos quais 1010 eram machos e apenas 5 rainhas. Em 3
colônias de N. testaceicornis foram analisados 4275 indivíduos dos quais 610 eram
machos e 11 rainhas, das quais 6 foram rainhas-miniatura.
Analisando as frequências totais de produção dos indivíduos ao longo do ano nas
três espécies, observamos que todas exibiram um perfil semelhante. As operárias
variaram aproximadamente entre 85% e 88%, enquanto os machos se mantiveram
aproximadamente entre 12% e 15%. As rainhas tiveram uma produção
proporcionalmente muito baixa, especialmente em T. angustula e F. varia cuja frequência
não ultrapassou 0,1% (figura 5).
Figura 5: Freqüência de produção de machos, rainhas e operárias em colônias de Tetragonisca
angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de um ano.
50 ________________________________________________________________Resultados
Analisando as frequências médias de produção de indivíduos nas colônias das três
espécies percebemos que a colônia C3 de T. angustula foi a mais populosa, enquanto a
colônia C7 de N. testaceicornis foi a menos populosa. Todas as colônias produziram
operárias a uma taxa superior a 82%, variando de 82,10% (C8) a 90,26% (C9), enquanto a
produção de machos variou de 9,55% (C9) a 17,48% (C8), sendo também produzidos por
todas as colônias. A produção de rainhas foi baixa em todas as colônias. Somente a
colônia C2 de T. angustula não produziu rainhas, enquanto a maior quantidade de
rainhas foi produzida na colônia C8 de N. testaceicornis (6 rainhas; 0,72%) (tabela III).
Tabela III: Médias relativas (%), frequências absolutas, desvios padrões (DP), frequências
mínimas (mín.) e frequências máximas (máx.) de rainhas, operárias e machos produzidos
mensalmente em colônias de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona
testaceicornis entre agosto de 2012 e Julho de 2013.
T. angustula F. varia N. testaceicornis
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 Freq. relativa (%) Rainhas média DP min. máx.
0,09 0,00 0,10 0,04 0,07 0,08 0,17 0,42 0,19 0,31 0,00 0,25 0,23 0,20 0,30 0,22 0,37 0,32 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,10 0,00 0,69 0,71 0,39 0,68 0,74 0,72 0,54
Operárias média 88,56 87,95 86,62 84,13 85,25 86,89 83,09 82,10 90,26 DP 22,34 25,34 16,50 13,31 16,50 11,31 14,31 16,51 11,33 mín. 28,18 22,16 47,75 57,19 47,75 46,19 56,17 45,75 51,14 máx. 100,00 100,00 100,00 98,94 88,11 99,00 100,00 100,00 99,84 Machos média 11,35 12,05 13,28 15,83 14,68 13,03 16,74 17,48 9,55 DP 22,37 18,36 16,48 13,34 16,48 12,42 14,34 18,43 12,32 mín. 0,00 0,00 0,00 1,06 11,89 1,00 0,00 0,00 0,16 máx. 71,82 67,82 52,24 42,81 52,24 52,83 38,81 51,24 43,81 Freq. absoluta Céls. de cria média 182,15 229,25 222,08 134,91 232,08 124,91 145,63 143,28 224,83 DP 52,24 60,42 76,25 42,94 71,23 62,42 63,23 38,25 68,43 mín. 97 116 103 96 103 82 78 92 96 máx. 231 282 307 202 274 163 180 178 265 total 2238 2440 2900 2098 2560 2318 1213 1448 1614 Rainhas 2 0 3 1 2 2 2 6 3 Operárias 1982 2146 2512 1765 2182 2014 1008 1189 1457 Machos 254 294 385 332 376 302 203 253 154
51 ________________________________________________________________Resultados
A produção dos indivíduos entre as colônias de cada espécie foi semelhante,
notamos ainda que as operárias foram produzidas em todos os meses por todas as
colônias. Todas as colônias de N. testaceicornis produziram rainhas normais e rainhas-
miniatura, com destaque para a colônia C8 que produziu 3 rainhas-miniatura (tabela IV).
Tabela IV. Produção de rainhas, operárias e machos em colônias de Tetragonisca angustula,
Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis entre ago/12 e jul/13. *Rainhas-miniatura.
Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul T. angustula C1 Rainhas 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 Operárias 163 161 143 155 215 191 204 166 119 148 155 162 Machos 0 7 20 5 4 6 36 52 70 38 16 0 C2 Rainhas 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Operárias 136 165 216 224 206 218 198 172 162 153 137 159 Machos 1 9 16 7 6 10 43 63 76 43 18 2 C3 Rainhas 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 Operárias 196 199 210 220 231 252 226 223 125 212 243 175 Machos 3 12 43 6 19 21 53 79 118 31 0 0 Rainhas 0 0 1 0 0 0 1 0 2 1 0 0 Operárias 495 525 569 599 652 661 628 561 406 513 535 496 Machos 4 28 79 18 29 37 132 194 264 112 34 2 F. varia C4 Rainhas 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Operárias 150 143 146 145 130 127 142 152 157 168 162 143 Machos 21 20 20 22 20 27 36 40 43 44 19 20 C5 Rainhas 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Operárias 169 209 193 168 180 164 153 211 180 184 201 170 Machos 24 32 34 35 19 31 40 46 49 29 18 19 C6 Rainhas 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 Operárias 176 173 164 156 137 123 136 205 204 180 186 174 Machos 18 17 22 21 16 21 36 39 40 39 15 18 Rainhas 0 1 0 0 0 1 0 2 1 0 0 0 Operárias 495 525 503 469 447 414 431 568 541 532 549 487 Machos 63 69 76 78 55 79 112 125 132 112 52 57 N. testaceicornis C7 Rainhas 0 1* 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Operárias 73 84 89 83 82 69 54 102 91 99 103 79 Machos 8 22 21 14 6 10 18 29 32 39 3 1 C8 Rainhas 0 0 1 0 1* 1* 1 0 1* 1 0 0 Operárias 87 99 83 123 84 123 80 116 107 106 107 74 Machos 12 26 32 18 8 13 13 33 41 53 3 1 C9 Rainhas 1* 0 0 0 0 1 0 1* 0 0 0 0 Operárias 135 142 131 73 109 57 117 150 143 127 139 134 Machos 6 17 16 11 7 8 11 16 26 34 2 0 Rainhas 1 1 1 0 1 2 1 2 1 1 0 0 Operárias 295 325 303 279 275 249 251 368 341 332 349 287 Machos 26 65 69 43 21 31 42 78 99 126 8 2
52 ________________________________________________________________Resultados
Em F. varia e N. testaceicornis os machos foram produzidos praticamente o ano
todo, mesmo em quantidades muito baixas em certas épocas do ano, entre as colônias
dessas duas espécies apenas C9 deixou de produzir machos em julho/13. Em T. angustula
a produção de machos foi sazonal, pois abril foi o mês de maior produção, enquanto os
períodos de ago-set/12 e jun-jul/13 foram os de menor produção, sendo que C1 deixou
de produzir machos em ago/12 e jul/13 e C3 não produziu machos em jun-jul/13. A
ocorrência de rainhas também foi muito semelhante em todas as colônias, embora N.
testaceicornis tenha produzido mais rainhas do que as outras espécies. Nov/12 e jun-
jul/13 foram os únicos meses em que não houve produção de rainhas, enquanto em
abr/13 ocorreu produção de rainhas em todas as espécies (tabela IV).
Quando analisamos as três colônias de T. angustula percebemos que embora a
colônia C3 tenha sido mais populosa, todas tiveram um perfil muito semelhante para a
frequência absoluta de indivíduos. Considerando as três colônias conjuntamente, a
produção de operárias se manteve alta durante a maior parte do ano (n= 495 min., n=
661 max.) e diminuiu abruptamente no mês de abr/13 quando caiu para 406 operárias
(figura 6).
A produção de machos em T. angustula exibiu grande amplitude ao longo do ano,
pois a porcentagem média de células com machos em estágio pupal variou de 0,2% (n=2)
em jul/13 até 28,3 % (n=264) em abr/13 (tabela IV). Embora tenha se mantido baixa na
maior parte do ano, a produção de machos começou a aumentar a partir de fev/13
mantendo-se alta até mai/13, com destaque para o mês de abr/13 que registrou a maior
frequência de produção (n=264 machos), caracterizando uma produção fortemente
sazonal. Embora tenha havido um pequeno aumento em out/12, este não foi significativo
(figura 6).
Em F. varia as três colônias apresentaram perfis muito semelhantes quanto à
frequência absoluta de produção de indivíduos. A produção de operárias se manteve
relativamente constante ao longo do ano, variando de 414 em jan/13 a 568 em mar/13,
notou-se ainda que a produção de operárias acompanhou a produção total de indivíduos.
Embora a produção de machos tenha sido maior no período de fevereiro a maio de 2013,
estes também apresentaram frequência constante ao longo do ano sem diferenças
significativas (figura 6).
53 ________________________________________________________________Resultados
Figura 6: Frequência absoluta de machos, rainhas e operárias em colônias de Tetragonisca
angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de ago/12 a jul/13.
54 ________________________________________________________________Resultados
Analisando as três colônias de N. testaceicornis notamos dois períodos de grande
produção de indivíduos significativamente diferentes (set-out/12 e mar-mai/13), que
foram acompanhados pelas frequências de operárias e machos. Os machos foram
produzidos sazonalmente em dois períodos com picos significativamente diferentes em
out/12 e mai/13 (figura 6). Embora N. testaceicornis tenha produzido uma quantidade
maior de rainhas, considerando as rainhas miniatura, não observamos nenhuma época
de produção diferenciada de rainhas (figura 6).
Os dados médios da frequência de operárias, machos e rainhas produzidas ao
longo do ano por cada espécie foram submetidos à análise de variância (ANOVA)
utilizando o teste de Kruskal-Wallis (p<0,05), para as operárias encontramos: T. angustula
(p=0,0019), F. varia (p=0,0025) e N. testaceicornis (p=0,0021). Enquanto para os machos
encontramos: T. angustula (p=0,0031), F. varia (p=0,0038) e N. testaceicornis (p=0,0029).
Os dados indicam que existiu diferença significativa tanto na frequência de machos
quanto na frequência de operárias produzidas entre os meses analisados. Entretanto,
para as rainhas encontramos: T. angustula (p=0,6234), F. varia (p=0,6875) e N.
testaceicornis (p=0,7212) indicando a não existência de diferença significativa.
Quando analisamos as colônias de cada espécie entre si não encontramos
diferença significativa para nenhuma das classes de indivíduos avaliados: T. angustula
(operárias, p= 0,6284; machos, p= 0,3589 e rainhas, p= 0,7247), F. varia (operárias, p=
0,9234; machos, p= 0,6549 e rainhas, p= 0,8246) e N. testaceicornis (operárias, p=
0,9845; machos, p= 0,4796 e rainhas, p= 0,6935) demonstrando uma sincronia na
produção dos indivíduos entre as colônias da mesma espécie.
Utilizando o coeficiente de Spearman para análise de correlação das amostras das
classes de indivíduos par a par, percebemos que a produção de rainhas se correlacionou
fracamente com as outras classes para as três espécies: T. angustula (Rainhas x Machos,
p= 0,0134; Rainhas x Operárias, p= 0,0365), F. varia (Rainhas x Machos, p= 0,0121;
Rainhas x Operárias, p= 0,0476) e N. testaceicornis (Rainhas x Machos, p= 0,0115; Rainhas
x Operárias, p= 0,0398). Entretanto, as produções de machos e operárias encontraram-se
correlacionadas positivamente nas três espécies: T. angustula (p= 0,8350), F. varia (p=
0,9867) e N. testaceicornis (p= 0,9142) (figura 7).
55 ________________________________________________________________Resultados
Figura 7: Regressão linear da frequência de produção de machos e operárias de Tetragonisca
angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de ago/12 a jul/13.
56 ________________________________________________________________Resultados
Ao recuperarmos e relacionarmos os dados de número de potes de alimento
presentes no interior das colônias (mel e pólen) com as frequências de produção de
indivíduos para as três espécies por meio do coeficiente de correlação de Spearman no
período de agosto de 2012 a julho de 2013, observamos que a produção de rainhas se
correlacionou muito fracamente com o número de potes de alimento das três espécies.
Os números de potes de mel e pólen se correlacionaram positivamente com as
frequências de produção de operárias, machos e com o número total de indivíduos
produzidos nas colônias das três espécies: T. angustula (potes de mel x operárias, p=
0,5320; potes de mel x machos, p= 0,6032; potes de mel x total, p= 0,6932; potes de
pólen x operárias, p= -0,2034; potes de pólen x machos, p= 0,8907; potes de pólen x
total, p= 0,9021), F. varia (potes de mel x operárias, p= 0,1867; potes de mel x machos,
p= 0,4036; potes de mel x total, p= 0,7903; potes de pólen x operárias, p= 0,0; potes de
pólen x machos, p= 0,8903; potes de pólen x total, p= 0,06098) e N. testaceicornis (potes
de mel x operárias, p= 0,4142; potes de mel x machos, p= 0,6092; potes de mel x total, p=
0,7034; potes de pólen x operárias, p= 0,4960; potes de pólen x machos, p= 0,8905;
potes de pólen x total, p= 0,5043). As únicas exceções foram a correlação negativa entre
o número de potes de pólen e a produção de operárias em T. angustula, e ausência de
correlação entre o número de potes de pólen e a produção de operárias em F. varia
(figura 8).
Analogamente, recuperamos e correlacionamos os dados de volume de alimento
larval depositado nas células de cria de operárias/machos com as frequências de
produção de operárias, machos e total de indivíduos, obtendo resultados positivos para
as três espécies: T. angustula (vol. de alimento x operárias, p= 0,3210; vol. de alimento x
machos, p= 0,8039; vol. de alimento x total), F. varia (vol. de alimento x operárias, p= -
0,1603; vol. de alimento x machos, p= 0,4138; vol. de alimento x total, p= 0,5902) e N.
testaceicornis (vol. de alimento x operárias, p= 0,0; vol. de alimento x machos, p= 0,7092;
vol. de alimento x total, p= 0,7034). As únicas exceções foram a correlação negativa entre
o volume de alimento larval e a produção de operárias em F. varia, e ausência de
correlação entre o volume de alimento larval e a produção de operárias em N.
testaceicornis (figura 9).
57 ________________________________________________________________Resultados
Figura 8: Regressão linear da frequência de produção de machos, operárias e indivíduos totais
com relação ao número de potes de mel e pólen em Tetragonisca angustula, Frieseomelitta
varia e Nannotrigona testaceicornis no período de ago/12 a jul/13.
Tetragonisca angustula
Frieseomelitta varia
Nannotrigona testaceicornis
58 ________________________________________________________________Resultados
Figura 9: Regressão linear da frequência de produção de machos, operárias e indivíduos totais
com relação ao volume de alimento larval contido em células de cria de operárias/machos de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis no período de
ago/12 a jul/13.
59 ________________________________________________________________Resultados
4.4 Efeitos da quantidade de alimento sobre a determinação de castas
Com a realização de 300 transferências de larvas conseguimos uma taxa de 75,7%
(n= 227) de natalidade de fêmeas (rainhas e operárias) produzidas in vitro. Os poucos
machos obtidos não foram considerados para esta parte do trabalho.
Em T. angustula obtivemos uma produção de 60, 6% de rainhas, sendo que estas
foram obtidas na a faixa de 35 a 60 µL de alimento larval, não havendo sobreposição com
a produção de operárias que foram produzidas apenas na faixa de 15 a 30 µL de alimento
larval (tabela V).
Em F. varia obtivemos 58% de rainhas que foram produzidas na faixa de 30 a 60
µL de alimento larval, enquanto as operárias foram produzidas apenas na faixa de 15 a 35
µL de alimento larval, portanto, nesta espécie houve uma sobreposição nas quantidades
de 30 e 35 µL de alimento larval, quando houve a produção mútua de operárias e rainhas
(tabela V).
Em N. testaceicornis obtivemos 35,7% de rainhas comuns e 6,7% de rainhas-
miniatura. As operárias foram produzidas na faixa de 15 a 40 µL de alimento larval, as
rainhas comuns foram produzidas na faixa de 40 a 60 µL de alimento larval, e as rainhas-
miniatura foram produzidas apenas nas quantidades de 25, 30 e 35 µL de alimento larval.
Portanto, nesta espécie houve sobreposição nas quantidades de 25, 30 e 35 µL de
alimento larval, quando houve a produção de operárias e rainhas-miniatura, e também
na quantidade de 40 µL de alimento larval, quando houve a produção de operárias e
rainhas comuns (tabela V).
Constatamos que apenas em T. angustula não houve a produção de indivíduos
pertencentes a duas castas diferentes para uma mesma quantidade de alimento larval.
Salientamos que somente em N. testaceicornis houve a produção de rainhas-miniatura.
Ainda observamos que em nenhuma das três espécies houve a produção de indivíduos
intermediários (intercastas).
60 ________________________________________________________________Resultados
Tabela V: Taxa de emergência de operárias, rainhas e rainhas-miniatura em função da variação
da quantidade de alimento oferecida às larvas de Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia
e Nannotrigona testaceicornis criadas in vitro.
VA
(µL)
Tetragonisca angustula Frieseomelitta varia Nannotrigona testaceicornis
NT Operárias Rainhas
NT Operárias Rainhas
NT Operárias Rainhas
Rainhas-
miniatura
Nº % Nº % Nº % Nº % Nº % Nº % Nº %
15 10 8 100 0 0,0 10 10 100 0 0,0 10 5 100 0 0,0 0 0
20 10 7 100 0 0,0 10 9 100 0 0,0 10 9 100 0 0,0 0 0
25 10 9 100 0 0,0 10 8 100 0 0,0 10 7 87,5 0 0,0 1 12,5
30 10 6 100 0 0,0 10 4 57,2 3 42,8 10 6 66,7 0 0,0 3 33,3
35 10 0 0,0 7 100 10 3 37,5 5 62,5 10 8 80,0 0 0,0 2 20,0
40 10 0 0,0 7 100 10 0 0,0 6 100 10 4 66,7 2 33,3 0 0,0
45 10 0 0,0 8 100 10 0 0,0 8 100 10 0 0,0 5 100 0 0,0
50 10 0 0,0 10 100 10 0 0,0 7 100 10 0 0,0 3 100 0 0,0
55 10 0 0,0 9 100 10 0 0,0 10 100 10 0 0,0 8 100 0 0,0
60 10 0 0,0 5 100 10 0 0,0 8 100 10 0 0,0 7 100 0 0,0
Total 100 30 39,4 46 60,6 100 34 42,0 47 58,0 100 39 55,7 25 35,7 6 8,6
Ao compararmos o peso dos indivíduos recém-emergidos produzidos in vitro e de
exemplares produzidos naturalmente nas colônias das três espécies, notamos que de
maneira geral as rainhas produzidas in vitro possuíram peso inferior àquelas produzidas
naturalmente. Ao realizarmos o teste de Mann-Whitney para o peso de rainhas (rainhas
naturais e rainhas produzidas in vitro, exceto rainhas miniatura) e operárias (operárias
naturais e operárias produzidas in vitro), notamos que existe diferença significativa entre
os dois grupos para as três espécies (p< 0,0001).
Quando analisamos os indivíduos produzidos in vitro entre si, notamos que as
rainhas possuíram um peso bastante superior ao obtido pelas operárias e pelas rainhas-
miniatura. Foi possível notar que o peso dos indivíduos recém-emergidos exibiu variação
diretamente proporcional à quantidade de alimento oferecido às larvas (figura 10).
Utilizando o coeficiente de Spearman para análise de correlação das amostras par a par,
percebemos que o peso dos indivíduos produzidos in vitro se correlacionou
positivamente com a quantidade de alimento oferecido às larvas para as três espécies: T.
angustula (p= 0,9024), F. varia (p= 0,9120) e N. testaceicornis (p= 0,9123).
61 ________________________________________________________________Resultados
Figura 10: Peso médio dos indivíduos naturais e criados in vitro recém-emergidos de
Tetragonisca angustula, Frieseomelitta varia e Nannotrigona testaceicornis.
Operárias in vitro Rainhas in vitro
Rainhas in vitro Operárias in vitro
Rainhas-miniatura Operárias in vitro
Rainhas in vitro
62 ________________________________________________________________Resultados
Realizamos análise dos componentes principais das três medidas morfométricas
realizadas tanto nas fêmeas naturais (Rainhas e operárias naturais) quanto nas fêmeas
criadas in vitro para as três espécies. Verificamos que a largura máxima da cabeça e a
distância entre as tégulas foram as duas variáveis que mais contribuíram para explicar
nossos dados, e por isso, foram utilizadas nas análises dos componentes principais.
Analisando as medidas morfométricas para T. angustula observamos a existência
de dois grupos distintos de fêmeas, o primeiro grupo foi formado pelas rainhas e
compreendeu as rainhas naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 35, 40,
45, 50, 55 e 60 µL de alimento larval; o segundo grupo foi formado pelas operárias e
compreendeu as operárias naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 15,
20, 25 e 30 µL de alimento larval. Notamos claramente que as rainhas exibiram ambas as
medidas (largura máxima da cabeça e distância entre as tégulas) maiores que as
operárias (figura 11).
Figura 11: Análise dos componentes principais entre a largura máxima da cabeça (mm) e a
distância entre as tégulas (mm) realizadas nas fêmeas de Tetragonisca angustula criadas in
vitro com quantidades variadas de alimento e naquelas coletadas nas colônias (naturais).
Analisando as medidas morfométricas para F. varia observamos a existência de
dois grupos distintos de fêmeas, o primeiro grupo foi formado pelas rainhas e
63 ________________________________________________________________Resultados
compreendeu as rainhas naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 30, 35,
40, 45, 50, 55 e 60 µL de alimento larval; o segundo grupo foi formado pelas operárias e
compreendeu as operárias naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 15,
20, 25 e 30 µL de alimento larval. Notamos que houve uma sobreposição de ambos os
grupos devido aos indivíduos produzidos com a quantidade de 30 µL de alimento larval
que originaram tanto rainhas quanto operárias. As rainhas exibiram ambas as medidas
(largura máxima da cabeça e distância entre as tégulas) maiores que as operárias (figura
12).
Figura 12: Análise dos componentes principais entre a largura máxima da cabeça (mm) e a
distância entre as tégulas (mm) realizadas nas fêmeas de Frieseomelitta varia criadas in vitro
com quantidades variadas de alimento e naquelas coletadas nas colônias (naturais).
Analisando as medidas morfométricas para N. testaceicornis observamos a
existência de três grupos distintos de fêmeas, o primeiro grupo foi formado pelas rainhas
e compreendeu as rainhas naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 40,
45, 50, 55 e 60 µL de alimento larval; o segundo grupo foi formado pelas operárias e
compreendeu as operárias naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 15,
64 ________________________________________________________________Resultados
20, 25 e 30, 35 e 40 µL de alimento larval; e o terceiro grupo foi formado pelas rainhas-
miniatura naturais e aquelas criadas in vitro com as quantidades de 25 e 30, 35 µL de
alimento larval. Notamos que houve uma sobreposição dos dois primeiros grupos devido
aos indivíduos produzidos com a quantidade de 40 µL de alimento larval que originaram
tanto rainhas quanto operárias, porém o terceiro grupo, das rainhas-miniatura, ficou
claramente segregado dos dois primeiros grupos. As rainhas comuns exibiram ambas as
medidas (largura máxima da cabeça e distância entre as tégulas) maiores que as
operárias, enquanto as rainhas-miniatura possuem a largura máxima da cabeça menor do
que rainhas comuns e operárias, e a distância entre as tégulas intermediária (figura 13).
Figura 13: Análise dos componentes principais entre a largura máxima da cabeça (mm) e a
distância entre as tégulas (mm) realizadas nas fêmeas de Nannotrigona testaceicornis criadas in
vitro com quantidades variadas de alimento e naquelas coletadas nas colônias (naturais).
_______________________________________________________Discussão
Discussão Discussão
66 ______________________________________________________________________________Discussão
5. DISCUSSÃO
5.1 Variação sazonal de pluviosidade, temperatura e da quantidade de alimento
estocado nas colônias (potes de mel e pólen e alimento larval).
As abelhas coletam pólen como fonte de proteína e também coletam néctar
(fonte de carboidrato). O alimento que é trazido para o ninho pode ser usado para a
nutrição das larvas, sustento dos adultos e, indiretamente, na produção de ovos tróficos
pelas operárias e produção de ovos reprodutivos pelas rainhas e operárias. Ainda pode
ser armazenado nos potes de alimentos, dentro da colônia, para uso futuro (Michener,
1974). O pólen não é somente essencial para a produção de alimento da cria, mas
também para o desenvolvimento dos tecidos corporais da abelha nos primeiros dias após
a emergência (Haydak, 1970).
Nossos resultados mostraram que nas três espécies estudadas, a quantidade de
alimento estocada nos potes de mel e pólen no interior das colônias sofreu variação
semelhante ao longo do ano, estando claramente relacionada aos fatores extrínsecos à
colônia, como a temperatura e, principalmente, a precipitação. As colônias das três
espécies responderam de maneira semelhante à variação sazonal de temperatura e
precipitação que exibiram duas estações bem definidas: uma quente e chuvosa de
novembro a março, e outra com temperatura amena e muito seca, de agosto a outubro e
de abril a julho.
Observamos que a precipitação atingiu valores máximos nos meses de janeiro e
fevereiro, enquanto o número de potes de mel e pólen exibiu aumento gradual até
atingir os valores máximos nos meses de março, abril e maio. Estes dados sugerem que a
quantidade de alimento depositado no interior das colônias variou conforme a
disponibilidade de fontes florais que provavelmente foram mais abundantes durante a
estação mais úmida e quente. Frieseomelitta varia foi a espécie que exibiu maior
constância nas quantidades de mel e pólen estocados.
O alimento larval dos meliponíneos é constituído em grande parte de pólen, além
de mel e secreções glandulares de operárias (Roubik, 1989; Engels & Imperatriz-Fonseca,
1990). Em sua maioria, estratifica-se por decantação do pólen, ficando a secreção
glandular nas primeiras camadas, variando gradativamente a sua composição nas
camadas seguintes, com proporções crescentes de pólen (Kerr, 1948). Como o pólen é o
67 ______________________________________________________________________________Discussão
principal componente deste alimento, uma disponibilidade excedente de pólen pode ser
um fator chave no desenvolvimento próspero da população das colônias de abelhas sem
ferrão (van Veen & Sommeijer, 2000).
Nossos resultados mostraram que a variação da temperatura, e mais fortemente
da pluviosidade, influenciou tanto a quantidade de alimento armazenado no interior das
colônias ao longo do ano (potes de pólen e potes de mel) quanto o volume de alimento
larval depositado nas células de cria. Observamos que o volume de alimento depositado
nas células de cria das diferentes espécies exibiu um perfil muito semelhante entre os
meses amostrados, demonstrando que as três espécies responderam de maneira
semelhante às variações ambientais. Nossas análises estatísticas mostraram ainda que a
quantidade de alimento larval depositada nas células de cria está estreitamente
relacionada à quantidade de potes de mel e pólen estocados no interior das colônias das
três espécies.
Segundo Castilho-Hyodo (2001), em Schwarziana quadripunctata, a quantidade de
alimento depositado nas células de cria variou ao longo do ano, sendo maior em estações
do ano com maior disponibilidade de recursos alimentares. Em contraposição, a condição
da colônia, em relação ao tamanho populacional e quantidade de potes de alimento,
pareceu não influenciar na quantidade de alimento larval nas células de cria. Já em
Melipona quadrifasciata e Plebeia remota, as operárias provenientes de colônias fracas
foram menores que operárias de colônia fortes, provavelmente por causa da diminuição
na quantidade de alimento depositado nas células de cria nas colônias fracas (Ramalho et
al., 1998; Ribeiro & Manoel, 2002).
Corroborando nossos dados, Baptistella et al. (2012) observou variação sazonal do
volume de alimento contido nas células de cria de operárias/machos de Frieseomelitta
varia entre duas épocas do ano, que a autora intitulou de estação seca (maio, junho e
agosto), quando a quantidade de alimento depositado nas células foi menor e estação
chuvosa (novembro, fevereiro e abril), quando a quantidade de alimento depositado nas
células foi maior. Menezes (2013) encontrou variação sazonal na quantidade de alimento
depositado nas células de cria de operárias/machos de Scaptotrigona aff. depilis; a
primavera (outubro) foi a estação com maior quantidade de alimento depositado nas
células de cria, enquanto o outono (abril) e inverno (julho) apresentaram menores
68 ______________________________________________________________________________Discussão
quantidades de alimento. Prato e Soares (2013) também encontraram variação sazonal
na quantidade de alimento depositado nas células de cria de T. angustula.
Em consonância com os três trabalhos citados anteriormente, que foram
realizados na mesma região (Ribeirão Preto) que o presente trabalho, verificou-se para as
três espécies aqui estudadas a ocorrência de uma variação do volume de alimento larval
contido nas células de cria de operárias/machos entre os meses de coleta, sendo os
meses de fevereiro, março e abril os meses com maior quantidade, enquanto julho e
agosto foram os meses com menor quantidade de alimento. Os resultados reforçaram a
ideia de que as variações nas condições climáticas influenciaram a quantidade de
alimento depositado nas células de cria de operárias/machos.
A variação na quantidade de alimento aprovisionado nas células de cria esteve
diretamente relacionada à disponibilidade de alimento estocado nos potes de mel e
pólen e à densidade populacional da colônia, e indiretamente à disponibilidade de
recursos florais, que provavelmente dependeu dos fatores ambientais, uma vez que as
abelhas coletam quantidades maiores ou menores de recursos alimentares (néctar e
pólen) de acordo com a sua disponibilidade. A quantidade de alimento e a densidade
populacional da colônia são interdependentes.
A hipótese é que no período mais frio e seco e, portanto, com menor oferta de
recursos alimentares, ocorreu diminuição na quantidade de alimento larval fornecido à
cria, em comparação com período mais quente e com maior disponibilidade de recursos
alimentares. Conforme o alimento foi se tornando escasso, as operárias investiram
menos na alimentação dos imaturos, depositando menores quantidades de alimento por
célula para continuar atendendo as necessidades da colônia e produzindo um mínimo
aceitável de indivíduos. Assim, elas produziram operárias menores com menor gasto de
recursos nos períodos de estresse.
Nossos resultados mostraram que nas células reais de T. angustula e N.
testaceicornis, e nas células acessórias de F. varia a quantidade de alimento larval
depositado não sofreu variação sazonal. Embora a quantidade de alimento das células de
operárias/machos tenha variado sazonalmente, resultando em operárias de tamanhos
diferentes, a quantidade de alimento nas células reais e acessórias não sofreu grande
variação, resultando em rainhas com tamanhos aproximados dentro de cada espécie.
Podemos inferir que apesar da variação sazonal dos recursos alimentares, as operárias
69 ______________________________________________________________________________Discussão
priorizaram o aprovisionamento das células reais, quando são construídas, através de um
mecanismo fino de controle do aprovisionamento que garantiu a produção de rainhas
com o mesmo porte em qualquer época do ano. Embora os testes estatísticos não
tenham demonstrado nenhuma sazonalidade quanto à produção de células reais e
acessórias entre as colônias das três espécies, quando analisamos todas as colônias em
conjunto, nos meses de março abril e maio foram encontradas mais da metade de todas
as células reais e acessórias, demonstrando que provavelmente a maior disponibilidade
de alimentos nesta época permitiu uma maior produção destas células nas colônias.
Para T. angustula encontramos um volume total médio de alimento larval em
células de operárias/machos, igual a 7,6 ± 0,8 μl; e para as células reais igual a 52,5 ± 2,0
μl, ou seja, as larvas que se tornaram rainhas ingeriram cerca de 44,9 μl a mais de
alimento do que as larvas de operárias e machos. Em N. testaceicornis o volume médio
de alimento larval em células de operárias/machos foi igual a 23,2 ± 0,7 μl e nas células
reais igual a 50,0 ± 1,0 μl, portanto as larvas que se tornaram rainhas ingeriram cerca de
26 μl a mais de alimento do que as larvas de operárias e machos. Em F. varia o volume
médio de alimento larval em células de operárias/machos foi igual a 26,7 ± 0,6 μl e nas
células reais + células acessórias igual a 61,0 ± 2,8 μl, portanto as larvas que se tornaram
rainhas ingeriram cerca de 34,3 μl a mais de alimento do que as larvas de operárias e
machos. Notamos que em T. angustula a diferença na quantidade de alimento oferecido
às larvas foi muito grande e se refletiu no peso e tamanho dos indivíduos adultos, por
isso as rainhas de T. angustula apresentaram a maior diferença de peso e tamanho com
relação às operárias, quando comparado às outras duas espécies.
5.2 Produção de sexuados
De acordo com Roubik (1989), para as abelhas altamente sociais, o grau de
independência da disponibilidade de recurso presente no ambiente é subentendido pela
mera existência de alimento estocado no ninho; entretanto, atividades como construção
de potes para estoque alimentar são reguladas pela quantidade de pólen que entra na
colônia. Os ciclos reprodutivos e a criação da prole também são determinados pela
abundância de pólen e disponibilidade geral de flor no ambiente.
Uma colônia com condições para enxamear apresenta mais que o dobro da
quantidade de estoque de pólen, o que mostra que um maior estoque de pólen pode ser
70 ______________________________________________________________________________Discussão
um fator imprescindível para o desenvolvimento de sua população (van Veen &
Sommeijer, 2000). Portanto, a quantidade de pólen coletada pode influenciar
diretamente a criação da prole e a postura de ovos pela rainha, podendo ser um fator
limitante para colônias com pouco estoque polínico. Contudo, a presença de cria, por sua
vez, estimula o forrageamento, especialmente a coleta de pólen (Free, 1987). A produção
de cria e a aquisição de alimento seguem as tendências sazonais na abundância floral
(Roubik, 1983; van Veen et al., 2004).
Uma insuficiência de alimento coletado pode ser devido a influências externas,
tais como condições climáticas desfavoráveis ou forrageamento insuficiente, ou pode
resultar de uma influência das condições da colônia, como um número inadequado de
operárias ou estrutura etária desbalanceada da população de operárias (Michener,
1974). Além disto, o potencial de postura de ovos pela rainha (e operárias) pode não ser
alcançado também por outras razões, como por exemplo, a construção de um número
insuficiente de células de cria pelas operárias (Michener, 1974).
A produção sazonal de sexuados nos insetos sociais é um evento dependente de
interações complexas entre fatores intra e extra coloniais (van Veen et al., 1999). De
acordo com Bego (1977, 1982, 1990) e van Veen e Sommeijer (1990), a produção natural
de machos ocorre em condições específicas relacionadas à fecundidade da rainha, à
densidade populacional e quantidade de pólen armazenado nas colônias de
meliponíneos.
A ocorrência de machos ao longo de todo o ano foi relatada em Scaptotrigona
postica (Kerr et al., 1962; Bego, 1977, 1982, 1990), em Melipona subnitida (Contel & Kerr,
1976), Scaptotrigona depilis (Lacerda, 2000); Plebeia remota (Alves et al., 2009) e Trigona
(Lepidotrigona) ventralis (Chinh & Sommeijer, 2005). Em algumas espécies, entretanto, a
produção de machos se mostrou sazonal como, por exemplo: Melipona favosa
(Sommeijer et al., 1999); Trigona nigra (Sommeijer et al., 1984); Melipona beecheii (van
Veen et al., 1992), Leurotrigona muelleri (Terada, 1974); Melipona quadrifasciata
(Camargo, 1976; Bezerra, 1995), Plebeia (Friesella) schrotkyii (Camillo-Atique, 1977),
Schwarziana quadripunctata (Alves & Imperatriz-Fonseca, 2005) e Tetragonisca angustula
(Prato & Soares, 2013). Velthuis et al. (2005) reviram os padrões de produção de machos
em algumas espécies de abelha sem ferrão e verificaram que os períodos cíclicos de
produção de machos ocorrem em colônias individuais, também observado em Melipona
71 ______________________________________________________________________________Discussão
favosa (Chinh et al., 2003) e Melipona bicolor (Alves, 2004), embora isto não reflita o
contexto populacional, ou seja, geralmente a produção de machos ocorre continuamente
ao longo do ano na população.
Nossos resultados mostraram que a produção de indivíduos, principalmente de
machos, durante os doze meses de estudo variou sazonalmente, tanto nas colônias
(individualmente) quanto na população (colônias agrupadas), apresentando apenas um
período de alta produção durante o ano que abrangeu os meses de março, abril e maio.
Este período foi o de maior abundância de alimento nas colônias, tanto de mel e pólen
armazenados nos potes, quanto de alimento larval depositado nas células de cria.
Portanto, podemos dizer que a maior disponibilidade de alimento influenciou
positivamente no crescimento populacional das colônias.
Em seu estudo com Melipona beecheii, Moo Valle et al. (2001) testou o efeito da
nutrição na produção de sexuados, observaram que as colônias pouco alimentadas
produziram 0,7% de machos na população, enquanto as colônias superalimentadas
produziram 23,4%, concluindo que as reservas de alimento tiveram forte influência na
produção dos machos.
Corroborando os resultados do presente estudo, Grosso e Bego (2000)
observaram que a produção de machos ao longo do ano em T. angustula se
correlacionou positivamente com o número de potes de mel, potes de pólen e o número
de favos de cria encontrados no interior das colônias, reforçando a hipótese de que a
quantidade de alimento disponível dentro das colônias é um fator determinante na
produção de machos.
No presente estudo, a maior produção de machos coincidiu com o período de
maior produção de indivíduos nas colônias, já a produção de rainhas, que foi baixa, não
se correlacionou com nenhuma das outras classes de indivíduos, tendo uma distribuição
homogênea ao longo do ano. Até mesmo em N. testaceicornis, onde houve a produção
de rainhas-miniatura, não encontramos nenhuma tendência sazonal na produção de
rainhas.
Em estudo realizado com Plebeia remota e Schwarziana quadripunctata, Santos-
Filho et al. (2006) encontrou que a produção de rainhas foi extremamente baixa, sendo
que estas perfizeram apenas 0,08% entre os indivíduos e 0,1% entre as fêmeas,
possuindo baixa correlação com as produções de machos e operárias.
72 ______________________________________________________________________________Discussão
Em T. angustula encontramos uma correlação positiva entre a produção de
machos e operárias, porém houve uma correlação negativa entre operárias e número
total de indivíduos, o que também foi encontrado por Santos-Filho et al. (2006) para P.
remota e S. quadripunctata, por Moo-Valle et al. (2001) em Melipona beecheii e por Prato
e Soares (2013). Nossos dados mostraram que nos períodos onde houve menor produção
de indivíduos na colônia, a produção de machos e operárias variou de maneira
semelhante, enquanto nos períodos onde houve maior produção de indivíduos na
colônia, a produção de machos a operárias foi inversamente proporcional. Portanto, nos
meses de maior produção de indivíduos as colônias de T. angustula diminuíram a
produção de operárias e investiram na produção de machos. Em N. testaceicornis encontramos uma correlação fortemente positiva entre a
produção de machos, operárias e o número total de indivíduos. As colônias desta espécie
foram as únicas que apresentaram dois períodos diferentes de alta produção de machos,
pois além do período de março a maio, que coincidiu com o período de alta produção de
machos das outras duas espécies, N. testaceicornis apresentou uma elevação na
produção de machos nos meses de setembro e outubro, embora esta tenha sido menor.
Este segundo período de produção de machos esteve relacionado com um pequeno
aumento na quantidade de potes de pólen e mel armazenados no interior das colônias.
Provavelmente as colônias de N. testaceicornis tiveram acesso a novas fontes de
alimento nos meses de setembro e outubro o que as permitiram coletar e armazenar
mais mel e pólen.
Embora as colônias de F. varia também tenham produzido maior quantidade de
machos nos meses de março, abril e maio, não observamos uma tendência
marcadamente sazonal na produção de machos, pois estes foram produzidos de maneira
constante durante todos os meses de coleta. Diferente das duas outras espécies aqui
abordadas, embora a quantidade de potes de alimento armazenados nas colônias de F.
varia tenham variado sazonalmente, notamos que estas foram capazes de manter um
estoque de mel e pólen mais regular ao longo do ano. Provavelmente a capacidade de
armazenar alimento, principalmente pólen no interior da colônia ao longo de todo o ano,
permitiu com que as colônias de F. varia produzissem machos de maneira constante em
todos os meses amostrados.
73 ______________________________________________________________________________Discussão
Ao observar os resultados para as três espécies, percebemos que nas colônias
analisadas ocorreu uma enorme assimetria no investimento numérico tanto com relação
às castas quanto aos sexos, pois as colônias investiram maciçamente na produção de
operárias em detrimento à produção de rainhas e os machos foram produzidos em
pequena quantidade se comparado com as fêmeas, porém entre os sexuados houve
maior produção de machos em detrimento às rainhas. Segundo Wenseelers et al. (2003),
a presença de células reais ou células acessórias, as quais estão ligadas funcionalmente à
determinação trofogênica de castas, permitem um alto grau de exatidão e precisão
quanto ao número e a época de produção de rainhas, favorecendo uma ocorrência
extremamente baixa destas. Com isso, é esperado que a taxa de produção dos sexuados
apresente tendência à maior produção de machos.
A produção de sexuados nas colônias está diretamente relacionada ao tamanho
da população. Isso sugere que colônias maiores e provavelmente já estabelecidas
poderiam arcar com os custos de uma quantidade maior de machos, sem prejudicar o
desenvolvimento da colônia, como previam Oster & Wilson (1978). Uma maior
quantidade de operárias também resultaria em um maior número de forrageiras, o que
por sua vez, levaria a um aumento na quantidade de recursos alimentares coletados e
trazidos ao ninho. Além disso, a correlação entre tamanho da população da colônia e
número de células reais poderia indicar a possibilidade de enxameagem pela colônia,
processo que requer um grande número de operárias (Michener, 1974).
5.3 Efeitos da quantidade de alimento sobre a determinação de castas
As abelhas sem ferrão seguem a estratégia de aprovisionamento massal de
alimento em suas células de cria (Kerr, 1948; Michener, 1974; Nogueira-Neto, 1997),
entretanto, o mecanismo de determinação das castas difere entre as abelhas do gênero
Melipona e as abelhas dos demais gêneros. Nos meliponíneos, exceto os do gênero
Melipona e nos casos de ocorrência de rainhas-miniatura, a indução da casta parece ser
determinada apenas pela quantidade de alimento ingerido pela larva durante seu
desenvolvimento (Hartfelder et al, 2006). Camargo (1972a) demonstrou em prática esta
teoria, produzindo rainhas de Scaptotrigona postica a partir de quantidades excessivas de
alimento larval.
74 ______________________________________________________________________________Discussão
Os resultados dos experimentos com variação na quantidade de alimento
oferecido aos imaturos mostraram que todos os parâmetros de morfometria utilizados
para realizar o enquadramento dos indivíduos produzidos in vitro em uma das castas,
utilizando como referências operárias e rainhas recém-emergidas naturalmente nas
colônias, corroboraram a divisão em apenas dois grupos em T. angustula e F. varia
(operárias e rainhas), enquanto em N. testaceicornis obtivemos a formação de três
grupos distintos (operárias, rainhas e rainhas-miniatura). Não houve ocorrência de
indivíduos intermediários (intercastas), ou seja, aqueles que conservam características
tanto de rainhas quanto de operárias. As rainhas típicas apresentaram medidas
morfométricas superiores às operárias, enquanto as rainhas-miniatura apresentaram
cabeça de tamanho reduzido com relação às operárias e rainhas típicas.
Em T. angustula não houve sobreposição dos grupos, pois todas as operárias
foram alimentadas com 30 µL ou menos de alimento larval, enquanto todas as rainhas
receberam 35 µL ou mais de alimento larval. Portanto, deve existir uma quantidade
limite de alimento, que se situa entre 30 µL e 35 µL acima da qual todos os indivíduos se
tornam rainhas e abaixo da qual todos se tornam operárias. Não houve a produção de
rainhas-miniatura.
Em F. varia houve sobreposição dos grupos, pois entre os indivíduos que foram
alimentados com 30 e 35 µL de alimento larval, houve a produção de operárias e rainhas.
Portanto, não foi possível delimitar precisamente uma quantidade limite de alimento que
separa a produção de operárias e rainhas. Não houve a produção de rainhas-miniatura.
Em N. testaceicornis além de haver a produção de três grupos distintos, houve
sobreposição dos grupos, pois entre os indivíduos que foram alimentados com 40 µL de
alimento larval, houve a produção de operárias e rainhas, e nos grupos alimentados com
25, 30 e 35 µL de alimento larval, houve a produção de operárias e rainhas-miniatura.
Não foi possível delimitar precisamente uma quantidade limite de alimento que separou
a produção de operárias e rainhas, mas pudemos estabelecer uma faixa bem delimitada
de produção de rainhas-miniatura que não se sobrepôs à produção de rainhas típicas.
Segundo Cabral (2009) as rainhas-miniatura de Scaptotrigona aff. depilis produzidas em
experimento in vitro possuíram tamanho inferior, porém a proporcionalidade foi mantida
com as rainhas típicas, diferindo das operárias típicas, concordando com os resultados
observados em N. testaceicornis no presente trabalho.
75 ______________________________________________________________________________Discussão
Nas três espécies obtivemos indivíduos produzidos in vitro com tamanho e peso
inferiores aos emergidos naturalmente nas colônias. Um problema da técnica de criação
in vitro comumente relatado nos trabalhos é a dificuldade de se obter rainhas de
tamanho normal. Hartfelder & Engels (1992) produziram um grande número de rainhas
in vitro de Scaptotrigona postica e além das medidas morfométricas das estruturas
corpóreas externas das rainhas, eles avaliaram os ovários e mostraram que também
havia diferenças de tamanho e forma desse órgão, também menores que nas naturais.
Essa dificuldade de produzir rainhas de tamanho próximo ao tamanho de rainhas criadas
em células reais pode estar relacionada a dois fatores. Primeiro, porque na maioria dos
testes realizados foi observado que as larvas sempre deixam um pouco de alimento no
fundo da célula, provavelmente por causa do ressecamento do alimento e dificuldades
de simular o microambiente das células de cria naturais e segundo devido a algum tipo
de estresse causado pelo ambiente artificial, talvez a manipulação excessiva das placas
de criação, variações na luminosidade ou até mesmo a falta do contexto social da
colônia. O contexto social é um importante fator que varia de colônia para colônia e tem
grande influência nas atividades sociais, inclusive na produção de machos, rainhas e
operárias, como já visto por Bego (1982) em Nannotrigona (Scaptotrigona) postica.
Nossos resultados demonstraram que nas três espécies estudadas as operárias
apresentaram maneiras diferentes de oferecer o alimento aos imaturos, controlando
assim a determinação de castas. Entretanto, exceto no caso das rainhas-miniatura, em
que o mecanismo de determinação de castas não está bem elucidado, o principal fator
na diferenciação das castas foi a quantidade de alimento ingerida pelos imaturos.
Estes dados demostraram que T. angustula exibiu um mecanismo muito preciso e
refinado de produção de rainhas, uma vez que produziu rainhas exclusivamente em
células reais com uma divisão muito precisa e clara na quantidade de alimento capaz de
produzir rainhas. Além disso, segundo Koedam et. al (2005) as operárias de T. angustula
são completamente estéreis, portanto, todos os machos desta espécie são produzidos
pelas rainhas. F. varia exibiu um mecanismo menos preciso quanto à quantidade de
alimento necessária para a produção de rainhas, porém de grande eficiência quanto à
época de produção destas, uma vez que a adição de células acessórias basta para a
produção de uma nova rainha. N. testaceicornis apresentou mecanismos mais
abrangentes de produção de rainhas, pois além de produzir rainhas e operárias com a
76 ______________________________________________________________________________Discussão
mesma quantidade de alimento, ainda produziu rainhas-miniatura. Estes mecanismos se
demonstraram menos precisos, porém de grande valia em casos emergenciais de
substituição de rainhas, já que nesta espécie as rainhas são produzidas em maior
quantidade e de maneira homogênea ao longo do ano.
A hipótese de que rainhas-miniatura seriam originadas de ovos destinados à
produção de operárias que conseguem escapar desse destino, explicaria a produção
dessas rainhas (para revisão, ver Ribeiro et al., 2006). Com isso, a produção de rainhas
miniaturas pode ser interpretada como um investimento em reprodução em abelhas sem
ferrão. Como a presença de uma rainha é essencial à sobrevivência da colônia, o
investimento constante e independente da presença de recursos, ou da época do ano, na
produção de rainhas-miniatura pode ser justificado, significando uma garantia que a
rainha atual possa ser substituída, caso haja necessidade (morte ou diminuição da
qualidade da rainha).
Assim, podemos concluir que T. angustula apresenta um mecanismo bem definido
e rigoroso de produção de rainhas, não possuindo muitas variações. Este mecanismo
oferece muita precisão e economia com relação à produção das rainhas nas colônias,
porém pode ser um fator limitante para a sobrevivência da colônia em situações de risco,
quando se faz necessária uma substituição emergencial da rainha. As operárias de T.
angustula parecem não produzir novas células de cria em situação de orfandade, o que
pode levar à morte da colônia caso a rainha desapareça repentinamente (Prato, inf.
pessoal). Em F. varia o mecanismo de produção de células acessórias não se demonstrou
muito preciso, porém em colônias órfãs as operárias são capazes de produzir células
acessórias induzindo assim a produção de novas rainhas (Terada, 1974; Faustino, 2002), o
que torna este mecanismo muito prático, econômico e mais rápido em situações
emergenciais de produção de rainhas. N. testaceicornis teve um investimento maior em
rainhas do que as outras duas espécies, pois exibiu o mecanismo preciso de produção de
rainhas em células reais, mas também produziu rainhas-miniatura. A mistura destes
mecanismos, embora pouco preciso, permite a esta abelha produzir rainhas em todas as
épocas do ano, inclusive em situações adversas, sendo portanto, importante na garantia
da sobrevivência das colônias.
________________________________________________Considerações finais
Considerações finais Considerações finais
_____________________________________________________________________Considerações finais 78
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os fatores ambientais de temperatura e, principalmente pluviosidade,
influenciaram diretamente na quantidade dos recursos alimentares estocados no interior
das colônias das abelhas sem ferrão aqui estudadas, seja nos potes de mel e pólen, seja
depositado no interior das células de cria. A quantidade de alimento foi fundamental
para a manutenção das populações coloniais, na produção de sexuados e na
determinação de castas. A quantidade e a capacidade das colônias de armazenarem
pólen foi o fator determinante na produção dos machos ao longo do ano, assim podemos
dizer que a variação na produção de machos foi um reflexo da variação na quantidade de
pólen armazenado nas colônias.
A produção de rainhas nas colônias pareceu não ter sido influenciada pela
variação sazonal da disponibilidade de alimento, provavelmente devido aos mecanismos
precisos e econômicos que as operárias utilizaram para induzir a produção de novas
rainhas, através da construção de células reais em T. angustula e N. testaceicornis ou de
células acessórias em F. varia. De qualquer maneira, a quantidade de alimento foi o fator
determinante na diferenciação das castas nestas espécies. A exceção se fez com a
produção de rainhas-miniatura em N. testaceicornis que aparentemente não dependeu
da quantidade de alimento, mas sim de outros fatores que ainda não foram elucidados
completamente.
Das três espécies, T. angustula foi a que apresentou produção de sexuados e
determinação de castas mais precisa, pois produziu machos em apenas um período bem
definido com sincronia entre as colônias, e produziu rainhas apenas em células reais
utilizando quantidades bem delimitadas de alimento. Em F. varia o mecanismo de
produção de células acessórias não se demonstrou muito preciso quanto à quantidade de
alimento necessária para induzir a formação de rainhas, porém pode ser muito prático,
econômico e mais rápido em situações emergenciais de produção de rainhas. N.
testaceicornis teve um investimento maior em rainhas do que as outras duas espécies,
pois exibiu o mecanismo preciso de produção de rainhas em células reais, mas também
produziu rainhas-miniatura. Este último mecanismo, embora pouco preciso, permite a
produção de rainhas em todas as épocas do ano, inclusive em situações adversas, sendo
importante na garantia da sobrevivência das colônias.
79 _____________________________________________________________________Considerações finais
Ainda existem muitas questões para serem estudadas sobre a determinação de
castas nas abelhas sem ferrão, porém, de acordo com os conhecimentos atuais, todos os
sistemas de determinação de castas das abelhas sem ferrão estão de uma forma ou de
outra, relacionados à alimentação larval. O próximo passo para esta linha de estudo seria
realizar análises precisas da composição química do alimento larval contido nas células
de cria de operárias/machos, células reais e células acessórias na busca de diferenças
significativas. Outro viés que poderá contribuir muito na elucidação dos mecanismos de
determinação de castas nas abelhas sem ferrão, especialmente na produção de rainhas-
miniatura, é a analise de expressão gênica na busca de novos genes que se expressam
diferentemente em rainhas e operárias, além da melhor investigação das vias
bioquímicas de sinalização que levam uma larva fêmea a se tornar rainha ou operária, a
partir da alimentação diferencial.
____________________________________________Referências bibliográficas
Referências bibliográficas Referências bibliográficas
81 ________________________________________________________Referências bibliográficas
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