A postagem a seguir é uma tradução livre de uma publicação de "Mary Bate", que eu disponibilizo no final do texto, para quem queira, verificar a versão original.
MEDINA
O que uma abelha rainha faz?
Após a eclosão, a nova rainha deixa sua colônia para decolar em seu vôo
nupcial. Ela
é encontrada por um grupo de zangões em busca de acasalamento.
Uma vez fecundada, ela precisa da sua própria colônia sobre a qual reinará.
Uma vez fecundada, ela precisa da sua própria colônia sobre a qual reinará.
Abelhas melíferas resolvem isso de uma forma ordenada. Em primeiro lugar, muito poucas
novas rainhas nascem. Operárias
controlam se uma fêmea especial irá dar origem a uma nova rainha por meio da
quantidade e qualidade dos alimentos que fornecem. Novas
rainhas são criadas se a rainha reinante está perto da morte, então a filha
pode tomar o seu lugar. Alternativamente,
se a colônia se torna grande o suficiente, a nova rainha vai nascer e ela vai migrar
com algumas operárias para iniciar uma nova colônia (um fenômeno chamado de
enxameação).
As abelhas sem ferrão do gênero Melipona são diferentes. Princesas
são aparentemente superproduzidas, com até 20% de todas as fêmeas em
desenvolvimento (estudos recentes demonstram que este quantitativo está em
torno de 8%).
Uma análise genética recente sugeriu uma resposta surpreendente. Descobriu-se que princesas de outras colônias freqüentemente invadem e tomam colônias em que a rainha reinante morreram. Esta descoberta opõe-se a hipótese de que novas colônias são estabelecidas apenas através de enxameação ou que uma rainha velha passa a tocha para a filha rainha da mesma colônia.
O que acontece
com todas as princesas e possíveis rainhas?
Uma análise genética recente sugeriu uma resposta surpreendente. Descobriu-se que princesas de outras colônias freqüentemente invadem e tomam colônias em que a rainha reinante morreram. Esta descoberta opõe-se a hipótese de que novas colônias são estabelecidas apenas através de enxameação ou que uma rainha velha passa a tocha para a filha rainha da mesma colônia.
Em um novo estudo, os pesquisadores das universidades de São Paulo (Brasil) e Leuven (Bélgica), deram uma olhada mais de perto na situação. Eles observaram oito colônias de Melipona scutellaris, metade das quais tiveram suas rainhas removidas propositalmente. Os pesquisadores coletaram princesas das colônias quando elas nasceram e marcaram-nas cada uma com uma identificação por rádio frequência (RFID) tag.
Os resultados confirmaram que são ocorrências comuns princesas estrangeiras
assumirem o controle de colônias vazias. Curiosamente,
princesas fecudadas nunca tentaram assumir uma colônia que tenha uma rainha no
lugar. As
princesas fecundadas foram seletivamente buscar colônias sem rainhas para se estabelecerem.
Os pesquisadores também notaram que todas as tentativas de tomada de poder
da colônia órfã ocorrem à noite em torno do por do sol.
Esta é a hora do dia em que os guardas da entrada da colônia são menos eficientes. A passagem pelos guardas é a parte mais complicada de se infiltrar em uma colônia órfã, visto que os vigias desempenham o papel principal em rejeitar e atacar intrusos. Uma vez que uma princesa fecundada está dentro da colônia, ela pode considerar o caminho livre. Princesas estrangeiras parecem aproveitar a trégua na vigilância da guarda em torno do por do sol, e põe-se a esgueirar-se para dentro das colônias.
Esta é a hora do dia em que os guardas da entrada da colônia são menos eficientes. A passagem pelos guardas é a parte mais complicada de se infiltrar em uma colônia órfã, visto que os vigias desempenham o papel principal em rejeitar e atacar intrusos. Uma vez que uma princesa fecundada está dentro da colônia, ela pode considerar o caminho livre. Princesas estrangeiras parecem aproveitar a trégua na vigilância da guarda em torno do por do sol, e põe-se a esgueirar-se para dentro das colônias.
Não é totalmente claro como princesas estrangeiras sabem que as colônias
não têm rainhas. Observações
anteriores de abelhas Melipona revelaram colônias órfãs ser mais "inquietas
e irritadas" do que as colônias que apresentam rainhas.
Isto pode ser explicado pela falta de feromônios específicos das rainhas,
que parecem ter um efeito calmante sobre o comportamento colónia. Princesas
invasoras podem decidir se querem ou não entrar em uma colônia com base em seu
comportamento coletivo, ou eles poderiam usar a falta de eficiência dos feromônios
específicos da rainha como uma sugestão.
Qualquer que sejam os sinais que elas usam, princesas fecundadas são
especialistas em tirar vantagem das mudanças na guarda de vigilância durante
todo o dia. Para
princesas recém acasaladas se acalmarem e colocarem
seus ovo, sair em busca de uma colônia em que possam se esgueirar para dentro, compensa.
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After hatching, a new queen leaves her colony to take off on her nuptial flight. She finds an area where drones (male bees) congregate and mates with many of them. Once mated, she needs a colony of her own over which to rule.
Honeybees solve this in an orderly way. First, very few new queens are born. Workers control whether a particular female will blossom into a queen with the quantity and quality of food they feed her. New queens are created if the reigning queen is near death, so a daughter can take her place. Alternatively, if the colony gets large enough, a new queen will be born and she will set off with some of the workers to start a new colony (a phenomenon called swarming).
Stingless bees of the genus Melipona are different. Queens are seemingly overproduced, with up to 20 percent of all females developing into queens. What happens to all those queens?
A recent genetic analysis suggested a surprising answer. It showed unrelated queens frequently invading and taking over colonies in which the reigning queen happened to die. This finding called into question the assumption that new colonies were only established through swarming or an old queen passing the torch to a daughter queen.
In a new study, researchers from the Universities of São Paulo, Brazil and Leuven, Belgium, took a closer look at the situation. They observed eight colonies of Melipona scutellaris, half of which had their queens removed. The researchers collected the colonies’ queens as they were born and marked each one with a radio frequency identification (RFID) tag.
The results confirmed that foreign queen takeovers are common occurrences. Interestingly, queen bees never attempted to take over a colony that had a queen in place. The queens were selectively seeking out colonies without queens in which to establish themselves.
The researchers also noticed that all takeover attempts took place in the evening around sunset. This happened to be the time of day that colony entrance guards were least efficient. Passing the guards is the trickiest part of infiltrating a colony, as they play the major role in rejecting and attacking intruders. Once a bee is inside the colony, she is home-free. Foreign queens seemed to be taking advantage of the letup in guard vigilance around sunset to sneak in to the colonies.
It’s not entirely clear how foreign queens know which colonies lack queens. Previous observations of Melipona bees have revealed queenless colonies to be more “restless and irritable” than colonies with queens. This could be explained by the absence of queen-specific pheromones, which appear to have a calming effect on colony behavior. Invading queens might decide whether or not to enter a colony based on its collective behavior, or they could use the lack of queen-specific pheromones as a cue.
Whatever signals they use, queen bees are experts at taking advantage of the changes in guarding vigilance throughout the day. For newly mated queens in search of a colony in which to settle down and lay their eggs, sneakiness pays off.
References:
Van Oystaeyen, A., Alves, D. A., Oliveira, R. C., do Nascimento, D. L., do Nascimento, F. S., Billen, J. and Wenseleers, T. (2013). Sneaky queens in Melipona bees selectively detect and infiltrate queenless colonies. Animal Behaviour epub July 30, 2013. doi: 10.1016/j.anbehav.2013.07.001.
Wenseleers, T., Alves, D. A., Francoy, T. M., Billen, J. and Imperatriz-Fonseca, V. L. (2011). Intraspecific queen parasitism in a highly eusocial bee. Biology Letters 7: 173-176. doi: 10.1098/rsbl.2010.0819.
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Hoje acabo de ler uma notícia no sítio da FAPESP:
"Revista pesquisa FAPESP"
A notícia dá mais detalhes de como ocorreu a pesquisa acima abordada por esta postagem. Segue a notícia na integra:
Estranha no ninho
Rainha forasteira invade colmeia órfã e assume o comando das operárias
FRANCISCO BICUDO |
Edição 212 - Outubro de 2013
A abelha rainha, marcada com etiqueta: eleita pelas irmãs para receber dieta especial e ser a procriadora do grupo
As abelhas da espécie Melipona scutellaris, comuns na região
Nordeste do Brasil, são conhecidas por não ferroarem (têm um ferrão
atrofiado), por produzirem mel em abundância e por gerarem muitas
rainhas numa mesma colônia. Apenas uma, no entanto, é escolhida para
comandar a colmeia. Às outras, quando não são mortas pelas operárias,
resta respeitar a linha sucessória e aguardar pacientemente a morte da
soberana original. Ou, se derem sorte, abandonar a casa de origem e
formar novas colônias com parte das operárias-irmãs. Até pouco tempo
atrás essas eram as únicas formas conhecidas pelas quais as abelhas
aspirantes ao papel de rainha – os biólogos as chamam de rainhas virgens
– podiam ascender ao poder. Agora se sabe que esse repertório é maior.
Estudos realizados pela bióloga Denise de Araujo Alves e seus colaboradores revelam que as abelhas Melipona scutellaris,
mais conhecidas como uruçu-nordestina, podem adotar um terceiro e mais
arriscado caminho para chegar ao topo da hierarquia social. Em muitas
situações, as rainhas virgens escapam de serem mortas pelas operárias e
abandonam seus próprios ninhos. Durante a fuga, elas conseguem
identificar e invadir colmeias que se tornaram órfãs com a morte da
soberana original, mãe das demais abelhas da colônia. Com essa
estratégia furtiva, abelhas sem um reino próprio agem como parasitas
sociais: conseguem se impor às operárias que não são suas parentes e se
beneficiam do trabalho delas. “É a luta pela sobrevivência”, conta
Denise, pesquisadora da Universidade de São Paulo (USP) em Ribeirão
Preto.
Os trabalhos de Denise indicam ainda que as invasões têm hora
marcada. Acontecem ao cair da tarde, quando é quase noite e as operárias
que fazem a guarda dos ninhos estão menos alertas. “Parece ser uma ação
calculada”, completa a bióloga.
A hipótese da ocupação de colônias por rainhas invasoras foi sugerida
pela primeira vez em 2003 pelo pesquisador holandês Marinus Sommeijer.
Trabalhando com abelhas Melipona favosa na Costa Rica e em
Trinidad e Tobago, Sommeijer e sua equipe notaram que algumas colônias
pareciam ter sido invadidas por forasteiras. Mas suas observações não
permitiam confirmar a suspeita. Em 2008, durante seu doutorado, Denise e
seus colaboradores decidiram retomar o problema e acompanharam duas
populações de Melipona scutellaris – uma mantida no Laboratório
de Abelhas do Instituto de Biociências da USP, em São Paulo, e outra na
fazenda Aretuzina, em São Simão, no interior do estado, de propriedade
de Paulo Nogueira-Neto, um dos pioneiros nas pesquisas com abelhas sem
ferrão. Nessas duas populações, a pesquisadora coletou pupas de
operárias de 23 ninhos em dois momentos: antes e depois da substituição
das rainhas-mãe. Ao comparar as características genéticas da prole de
cada colônia, os pesquisadores esperavam descobrir se a rainha morta
havia sido substituída por outra rainha da própria colônia ou por uma
invasora.
Na Universidade de Leuven, na Bélgica, em parceria com o biólogo Tom
Wenseleers, Denise analisou o parentesco das pupas com uso de marcadores
genéticos e verificou que os 23 ninhos haviam passado por 24 trocas de
rainhas. Em seis casos (25% do total), o comando da colmeia havia sido
conquistado por uma rainha invasora – essas abelhas são chamadas de
parasitas sociais porque seus descendentes recebem os cuidados de
operárias com as quais não têm parentesco genético.
“A invasão permite agora entender por que em algumas espécies é comum
encontrar tantas rainhas num mesmo ninho”, explica a bióloga Vera Lúcia
Imperatriz Fonseca, uma das mais respeitadas estudiosas de abelhas no
país e orientadora de Denise no doutorado. Segundo Denise, a presença de
várias rainhas numa mesma colônia era entendida como uma espécie de
reserva para a eventual morte da soberana original ou para a fundação de
um ninho-filho. “Mostramos que, caso escapem de serem mortas em suas
colônias natais, algumas rainhas saem delas, acasalam com machos nas
proximidades do ninho e penetram, já fecundadas, em colônias órfãs da
população”, diz a bióloga. Uma vez instaladas nas novas colônias, essas
rainhas iniciam a postura de ovos e se aproveitam do trabalho de
operárias não aparentadas para manter sua prole.
Ao anoitecer
Depois de comprovar a existência de rainhas invasoras, Denise começou a investigar a razão do sucesso das forasteiras. Em outro trabalho feito em parceria com o grupo de Leuven, os pesquisadores brasileiros acompanharam por dois meses o cotidiano de oito colônias de Melipona scutellaris no Laboratório de Comportamento e Ecologia de Insetos Sociais da USP em Ribeirão Preto, coordenado por Fábio Nascimento. Entre fevereiro e março de 2012, a equipe identificou 520 rainhas virgens e marcou cada uma com um minúsculo chip no tórax. Um leitor instalado na entrada de cada colônia registrava a passagem dessas abelhas – tanto as do próprio ninho quanto as invasoras.
Depois de comprovar a existência de rainhas invasoras, Denise começou a investigar a razão do sucesso das forasteiras. Em outro trabalho feito em parceria com o grupo de Leuven, os pesquisadores brasileiros acompanharam por dois meses o cotidiano de oito colônias de Melipona scutellaris no Laboratório de Comportamento e Ecologia de Insetos Sociais da USP em Ribeirão Preto, coordenado por Fábio Nascimento. Entre fevereiro e março de 2012, a equipe identificou 520 rainhas virgens e marcou cada uma com um minúsculo chip no tórax. Um leitor instalado na entrada de cada colônia registrava a passagem dessas abelhas – tanto as do próprio ninho quanto as invasoras.
Chip permitiu rastrear rainhas virgens que ocuparam ninhos vagos após a morte da rainha original
Nos 40 dias em que acompanharam a movimentação das rainhas, os
pesquisadores identificaram o trânsito de oito rainhas, das quais três
eram parasitas sociais. De acordo com os dados, apresentados na edição
de setembro da Animal Behaviour, as invasões aconteceram sempre
ao cair da tarde ou no começo da noite, entre as 17 e as 20 horas.
“Durante o dia há uma movimentação intensa de entrada de pólen e néctar
na colmeia e muitas operárias ficam alertas, tomando conta das entradas
das colônias para evitar furtos dos seus estoques de alimento”, conta
Denise. “É difícil furar esse bloqueio.” Já no final da tarde, quando a
busca por comida diminui e a luminosidade é mais baixa, essa vigilância
fica reduzida e as rainhas parasitas aproveitam esses descuidos. Denise
suspeita que as rainhas invasoras identifiquem as colônias órfãs
guiando-se por pistas químicas. “Nossos dados mostraram que as rainhas
entram nos ninhos no fim da tarde e que só invadem os ninhos órfãos”,
conta.
Além das implicações evolutivas desse fenômeno, as invasões de
colmeias pode influenciar o trabalho dos criadores de abelhas, que
normalmente selecionam e dividem os ninhos levando em conta a capacidade
de produção de mel de uma colônia. “Com o parasitismo, outra linhagem
genética toma conta da colônia e a eficiência de produção pode mudar com
o nascimento de operárias filhas da rainha invasora”, alerta Denise. Do
ponto de vista ecológico, a ocupação do ninho alheio representa um
mecanismo eficiente de dispersar seus genes. “Dessa maneira, a
variabilidade genética de uma população pode ser alterada porque o
parasitismo social pode aumentar o fluxo gênico entre populações.”
Para Vera Fonseca, o que Denise observou nas colmeias de Melipona scutellaris pode ser um fenômeno mais geral, que ocorre com outras espécies do gênero Melipona e com abelhas com ferrão. “Com as mudanças climáticas, as Melipona scutellaris
provavelmente irão buscar ambientes a que se adaptem melhor”, diz Vera,
que é professora na USP em São Paulo. “Caso seja necessário fazer o
deslocamento assistido dessa espécie, é relevante conhecer como essas
abelhas estruturam geneticamente a sua população.”
Como próximo passo, Denise planeja usar os chips e os
detectores para estudar a dinâmica de espécies que produzem poucas
rainhas. “Queremos verificar se esse comportamento invasivo também
ocorre em outras espécies que não pertençam ao gênero Melipona”, diz.
Projetos
1. Parasitismo social intraespecífico como estratégia reprodutiva em abelhas sem ferrão (Apidae, Meliponini) (2010/19717-4); Modalidade bolsa de pós-doutorado; Coord. Denise de Araujo Alves/USP-RP; Investimento R$ 237.463,20 (FAPESP).
2. Mediação comportamental, sinalização química e aspectos fisiológicos reguladores da organização social em himenópteros (2010/10027-5); Modalidade Jovem Pesquisador; Coord. Fábio Santos do Nascimento/USP-RP; Investimento R$ 260.000,00 (FAPESP).
Artigos científicos
VAN OYSTAEYEN, A. et al. Sneaky queens in Melipona bees selectively detect and infiltrate queenless colonies. Animal Behaviour. v. 86, n.3, p. 603-9. Set. 2013.
WENSELEERS, T. et al. Intraspecific queen parasitism in a highly eusocial bee. Biology Letters. v. 7, p. 173-6. 2010.
Bela tradução. Parabéns!
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