Uma abordagem comportamental, genética e química de Epicharis dejeanii (Apidae: Centridini) nidificando em agregação
Data
2021-02-18
Autores
Pina, Welber da Costa
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Editor
Universidade Estadual de Londrina
Resumo
Resumo: São escassas as informações sobre a biologia de nidificação de abelhas solitárias neotropicais, que constroem ninhos em agregação, especialmente sobre os mecanismos comportamentais, químicos e genéticos envolvidos no reconhecimento de parceiros para o acasalamento. Neste sentido, abordagens integrando diferentes metodologias podem constituir ferramentas valiosas na busca de informações sobre mecanismos de reconhecimento de parceiros em abelhas que nidificam em agregações. Epicharis dejeanii é uma espécie solitária, neotropical, protândrica, com ciclo de vida univoltino e hábito de nidificar em agregações. Neste estudo, descrevemos o comportamento de acasalamento e avaliamos as estratégias reprodutivas empregadas por machos durante o período reprodutivo de E. dejeanii nidificando em uma grande agregação. Além disso, empregamos análises dos hidrocarbonetos cuticulares (HCs) juntamente com marcadores moleculares genéticos para investigar o possível papel dos HCs no mecanismo de sinalização do reconhecimento químico entre indivíduos e parentesco genéticos entre estes, respectivamente. Espécimes de E. dejeanii foram amostrados, na Ilha do Superagui, no sul do Brasil, durante duas estações reprodutivas consecutivas (novembro/dezembro de 2017 e 2018). As observações sobre o comportamento de acasalamento e as patrulhas dos machos foram realizadas durante 37 dias, das 6 às 18h, entre novembro e dezembro desses anos. Durante as coletas, machos patrulhando e/ou copulando foram coletados e utilizados para medidas morfométricas. Nas análises genéticas, 45 machos e 35 fêmeas (80 indivíduos) foram genotipados para 12 locos microssatélites. Adicionalmente, caracterizou-se os HCs destes indivíduos, por meio de um sistema de cromatografia a gás acoplado à espectrometria de massa. Os machos foram ativos apenas em novembro/dezembro e apresentaram duas táticas de patrulha por acasalamento: i) sobrevoo próximo ao solo (ii) voos sobre árvores (em alturas de aproximadamente 2,5 m e distantes cerca de 2 a 5 m da agregação de nidificação). As análises morfométricas revelaram uma maior largura da cabeça e distância intertegular entre os machos que patrulham acima das plantas, oposto ao observado para algumas espécies de Centris, sugerindo que a estratégia adotada tem associação com o tamanho corporal dos machos. No entanto, ambas as estratégias foram eficazes no sucesso da cópula. Os machos demonstraram um pico de atividade no patrulhamento em busca de fêmeas entre 9h e 11h:30, coincidente com o período de maior emergência de fêmeas e maior número de acasalamentos. Os dados moleculares revelaram altos níveis de diversidade genética, sugerindo baixo nível de endogamia na população da agregação. As análises genéticas também demonstraram ausência de parentesco entre os machos e fêmeas de seis casais que foram coletados durante o processo de cópula. Os resultados também indicaram que, enquanto variações quantitativas e qualitativas dos HCs permitiram diferenciar os sexos dos indivíduos e fêmeas virgens das já acasaladas, nenhuma distinção nos HCs foi observada entre machos que empregavam diferentes tipos de estrategias de buscas por fêmea. Por outro lado, a análise do perfil de HCs, entre parentes e não parentes, demonstrou que os compostos cuticulares avaliados permitem a distinção entre os grupos. Os resultados obtidos indicam que os HCs são potencialmente importantes podendo atuar no reconhecimento de parentes em E. dejeanii prevenindo a depressão por endogamia do agregado.
Abstract: There is little information on the nesting biology of solitary neotropical bees that build nests in aggregation. Little is known especially about the mechanisms behavioral, chemical and genetic involved in the recognition of mating partners. In this sense, approaches integrating different methodologies could be valuable tools in the search for information on mechanisms for recognizing partners in bees that nest in aggregations. Epicharis dejeanii is a species of solitary, Neotropical, protandric bee, with a univoltine life cycle and which has the habit of nesting in aggregations. In this study, was described describe the mating behavior and evaluate the reproductive strategies employed by the males during the reproductive period of E. dejeanii nesting in a large aggregation. In addition, it used to analyze cuticular hydrocarbons (HCs) together with genetic molecular markers to investigate the possible role of HCs in the signaling mechanism of chemical recognition between individuals and genetic kinship between them, respectively. Thus, individuals of this species were sampled on the Island of Superagui, in southern Brazil, during two consecutive breeding seasons (November/December 2017 and 2018). Observations on mating behavior and male patrols were carried out for 37 days, from 6:00 am to 6:00 pm, between November and December of those years. During sampling, males patrolling and / or copulating with females of E. dejeanii were collected and used for morphometric measurements. In the genetic analyses, 45 males and 35 females (80 individuals) were genotyped for 12 microsatellite loci. Additionally, the HCs of these individuals were characterized by means of a gas chromatography system coupled to mass spectrometry. Males were active only in November/December and presented two mating patrol tactics: i) flyover near the ground and (ii) flights over trees (at heights of approximately 2.5m and approximately 2 to 5m from nesting aggregates). Morphometric analyses revealed a greater head width and intertegular distance among males patrolling above plants, opposite to that observed for Centris species, suggesting that the adopted patrol strategy has an association with the body size of males. However, both strategies were effective in copulation success. Males showed a peak of activity on patrol in search of females between 9:00 and 11:30 hours, which coincided with the period of greatest emergence of females, and when the highest number of matings was observed. The molecular data revealed high levels of genetic diversity, suggesting a low level of inbreeding in the population of the aggregation. Genetic analyzes also demonstrated an absence of kinship between the males and females of six couples that were collected during the copulation process. The results also indicated that, while quantitative and qualitative variations in CHCs allowed to differentiating the sexes of individuals and virgin females from those already mated, no distinction in the CHCs between males employing different types strategic of searches female was observed in the analyzes. On the other hand, the analysis of the profile of CHCs between relatives and non-relatives demonstrated that the cuticular compounds evaluated are capable of allowing the distinction between groups. The results obtained indicate that CHCs are potentially important and may act in the recognition of relatives in E. dejeanii preventing depression by inbreeding of the aggregate.
Descrição
Palavras-chave
Abelha neotropical, Agregação de ninhos, Comportamento de acasalamento, Hidrocarbonetos cuticulares, Marcadores microssatélites