Evolução dos sistemas de acasalamento em abelhas sem ferrão (Apidae, Meliponini)

Autor(es)

Ayrton Vollet Neto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2016-08-25

Membros da banca

Vera Lucia Imperatriz Fonseca; Eduardo Andrade Botelho de Almeida; Astrid de Matos Peixoto Kleinert; Rodolfo Jaffé Ribbi

• Orientador: Vera Lucia Imperatriz Fonseca

Resumo

O sistema de acasalamentos das abelhas sociais é intrigante. As rainhas acasalam durante uma curta janela de tempo nas fases inicias de suas vidas, armazenando o esperma pelo resto de suas vidas. Enquanto as rainhas das abelhas sem ferrão (Meliponini) e de mamangavas (Bombini) se acasalam com um ou poucos machos (monândricas), as rainhas de espécies representantes do gênero Apis (Apini) acasalam-se com vários machos (poliândricas). Diversas hipóteses têm sido propostas para compreender os benefícios do comportamento extremamente promíscuo das rainhas do gênero Apis. Porém, pouco foi feito para entender as igualmente intrigantes pressões seletivas que mantém a monandria em um grupo tão diverso quanto o das abelhas sem ferrão. No presente estudo, investigamos como as forças seletivas causadas pelas produção de machos diploides (uma consequência natural do sistema de determinação sexual em Hymenoptera) podem afetar o sistema de acasalamento da abelha sem ferrão brasileira, Scaptotrigona depilis. Em particular, rainhas que realizam um acasalamento pareado para o locus sexual (i.e., acasalam com um macho que possui o mesmo alelo sexual) terão o seu fitness reduzido porque elas serão executadas em colônias com 50% de machos diploides entre sua cria diploide. Acasalar-se com mais de um macho aumentam as chances de um acasalamento pareado, mas reduz a proporção de machos diploides na cria. Por meio da manipulação dos favos de cria de colônias experimentais, nós testamos se a mortalidade de rainhas com proporções menores de machos diploides na cria terão taxas de mortalidade similares à de rainhas em colônias com 0% ou 50% de machos diploides na cria. Para isso, obtivemos rainhas produzindo machos diploides nesta espécie e estudamos alguns detalhes de sua biologia, em particular, a viabilidade e morfologia de seus espermatozoides e comportamento fora de suas colônias (Capítulo 1). Nós verificamos se a rainha morre na presença de machos diploides, como este comportamento é predominante na população, e quais os possíveis mecanismos que desencadeiam este comportamento (Capítulo 2). Finalmente, verificamos se a mortalidade de rainhas em colônias com proporções menores de machos diploides na cria (simulando acasalamentos múltiplos) é mais próxima da mortalidade de rainhas em colônias com 0 ou 50% de machos diploides (Capítulo 3). Verificamos que os machos diploides de S. depilis são viáveis e juntam-se a agregados reprodutivos. Seus espermatozoides possuem a mesma viabilidade que os dos machos haploides, porém possuem a cabeça e a cauda maiores. As rainhas são mortas na presença de cerca de 50% de machos diploides na cria e esse comportamento é muito difundido na população estudada, com 100% de morte das rainhas (n=20). O perfil químico de hidrocarbonetos cuticulares dos machos diploides é quantitativamente diferente dos machos haploides, sugerindo que pode conter informações para que a rainha seja executada. No entanto, por meio da contagem de espermatozoides na espermateca de rainhas recém acasaladas e com um ano de idade foi possível observar que o esgotamento de espermatozoides pode afetar a expectativa de vida das rainhas. Isso sugere que o sinal para execução da rainha também pode estar associado a uma quantidade grande de machos emergindo, como um sinal de esgotamento de espermatozoides da rainha, ao invés da ploidia dos machos. Rainhas em colônias com cerca de 25% de machos diploides emergindo foram mortas em proporções semelhantes à de rainhas em colônias com 50% de machos diploides. Isso indica que esse comportamento causa uma pressão seletiva contra os acasalamentos duplos nessa espécie, pois ao acasalar duas vezes a rainha dobra as chances de realizar um acasalamento pareado e a mortalidade é igual à de rainhas que se acasalam uma única vez. (AU)

• Processo FAPESP: 12/11144-0 - Evolução dos sistemas de acasalamento em abelhas sem ferrão (Apidae, Meliponini)
• Beneficiário: Ayrton Vollet Neto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado