INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA-INPA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
BIODIVERSIDADE E BIOTECNOLOGIA DA REDE BIONORTE
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES DE RECURSOS TRÓFICOS PARA
ABELHAS DOS GÊNEROS MELIPONA E SCAPTOTRIGONA NAS
ÁREAS DA COMUNIDADE INDÍGENA SATERÉ MAWÉ, AMAZONAS
ALINNE COSTA CAVALCANTE REZENDE
MANAUS-AM MARÇO/2020
CARACTERIZAÇÃO DAS FONTES DE RECURSOS TRÓFICOS PARA
ABELHAS DOS GÊNEROS MELIPONA E SCAPTOTRIGONA NAS
ÁREAS DA COMUNIDADE INDÍGENA SATERÉ MAWÉ, AMAZONAS
Tese de doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Rede BIONORTE, no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia-INPA, como requisito parcial para a obtenção do Título de Doutor em Biodiversidade e Conservação e Biotecnologia.
Orientadora: Dra. Maria Lúcia Absy
Coorientador: Dr. Marcos Gonçalves Ferreira
MANAUS/AM MARÇO/2020
R467c Rezende, Alinne Costa Cavalcante
Caracterização das fontes de recursos tróficos para abelhas dos gêneros Melipona e Scaptotrigona nas áreas da comunidade indígena Sateré Sawé, Amazonas / Alinne Costa Cavalcante Rezende; orientadora Maria Lúcia Absy; coorientador Marcos Gonçalves Ferreira. -- Manaus:[s.l], 2020.
106 f.
Tese (Doutorado - Programa de Pós Graduação em Botânica) -- Coordenação do Programa de Pós-Graduação, INPA, 2020.
1. Palinologia. 2. Melissopalinologia. 3. Rede de interação. 4. Meliponini. I. Absy, Maria Lúcia, orient. II. Ferreira, Marcos Gonçalves, coorient. III. Título.
CDD: 580
Dedico!
A Deus, meus pais Daniel e Marlene Cavalcante, meu marido Helton Marshall e querido filho Arthur Marshall e em especial minha vovó Conceição.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar eu agradeço a Deus em quem eu acredito e que me ajudou em toda a jornada e tem realizado meus sonhos.
Ao Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade da Bionorte por todo o apoio recebido, em especial ao Coordenador Dr. Jair Max Furtunato Maia e a secretária Tânia pelo esforço e carinho.
A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) pela concessão da bolsa de estudos.
Ao Laboratório de Palinologia do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) por toda a infraestrutura para a realização deste trabalho.
A minha orientadora Profa. Dra. Maria Lúcia Absy que dedicou seu tempo para me orientar e que além disso tornou-se uma grande amiga e serei eternamente grata por tudo.
Ao meu querido amigo, irmão e coorientador Prof. Dr. Marcos Gonçalves Ferreira que me ensinou com muita paciência o mundo das abelhas e pólen. Muito obrigada por tudo que fez por mim, eu nem tenho palavras para agradecer. Você é fera!
A Dra. Helyde Albuquerque Marinho e Otilene dos Anjos Santos pela coleta de todo o material.
Aos amigos do Laboratório de Palinologia pela amizade e companheirismo, Bianca, Alyne, Mayra, Natália. Com vocês o dia a dia no laboratório é sempre mais divertido. Valeu amigas!
Aos docentes do Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade da Bionorte por todo conhecimento transmitido.
Aos discentes do Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade da Bionorte 2016 pela amizade.
Aos meus pais Daniel e Marlene que sempre acreditaram em mim (mesmo eu não acreditando), sou grata por tudo o que fizeram por mim. Amo vocês!
Ao meu marido Helton Marshall que me apoiou em todo o momento e esteve ao meu lado nas alegrias e nos momentos mais tristes. Também ao meu filho amado Arthur Marshall que sempre entendeu meu trabalho e minhas ausências. Amo muito vocês!
A minha querida vovó Conceição (ursinho) que me sustentou com suas orações e conselhos. Te amo vozinha!
Aos meus irmãos Danielle, Eduardo, cunhados Iellen e Aninha e sobrinhos Felipe e Daniel que são meu porto seguro e me deram força nessa caminhada. Vocês são demais!
Aos meus sogros Vicente Marçal e Eliminair (in memoriam) que me apoiaram nessa caminhada. Sou grata pelas orações.
A todos meus familiares e amigos (tios, tias, primos e primas) que sempre torceram por mim, em especial a minha amiga Jéssica Cardeal e Quezia Yasugui pela amizade e apoio.
Agradeço por esse privilégio de atuar na pesquisa, um trabalho que amo e aprendi muito. Deus proporcionou amizades que guardarei para sempre no meu coração.
Então disse Deus: "Cubra-se a terra de vegetação: plantas que dêem sementes e árvores cujos frutos produzam sementes de acordo com as suas espécies".
RESUMO
Abelhas da tribo Meliponini formam um grupo bastante diverso de abelhas sociais e exibem enorme plasticidade, nichos e comportamentos. Para compreender esse universo entre abelha e planta, a palinologia é uma ferramenta eficaz que gera informações importantes desta interação. O objetivo deste trabalho foi analisar os recursos tróficos sob o ponto de vista palinológico das colônias de diferentes espécies de abelhas dos gêneros Melipona e Scaptotrigona. Foram identificadas amostras de pólen e mel coletados por abelhas dos gêneros Melipona Illiger, 1806 e Scaptotrigona Moure, 1942 criadas em comunidades da tribo indígena Sateré Mawé. As amostras foram coletadas nas comunidades Ilha Michiles, Nova Esperança, Monte Horeb, Nova América e Vila Nova II localizadas ao longo do Rio Marau no município de Maués, Amazonas, Brasil (3°39'45.00"S, 57°20'17.99''W). As coletas deste trabalho fizeram parte do projeto “Abelhas Nativas da Área Indígena Sateré Mawé: Mapeamento da Polinização e Caracterização dos Produtos Meliponícolas”. Foram coletados amostras de mel (potes) na comuinidade Ilha Michiles com a abelha Scaptotrigona nigrohirta (4 potes), Nova Esperança com Scaptotigona sp. (9 potes) e Melipona seminigra (6 potes), Monte Horeb com Melipona seminigra (8 potes), Nova América com Melipona seminigra (5 potes), Melipona dubia (4 potes), Melipona sp. (6 potes) e Scaptotrigona sp. (7 potes), totalizando 49 amostras de mel. Para as amostras de pólen, foram coletados na comunidade Vila Nova II com Melipona dubia (8 potes), Nova Esperança com Melipona seminigra (21 potes) e Nova América com Scaptotrigona sp. (22 potes), totalizando 51 amostras. Em relação as amostras de mel, as famílias de plantas mais importantes neste estudo foram: Anacardiaceae, Arecaceae, Burseraceae, Dichapetalaceae, Dilleniaceae, Eufhorbiaceae, Fabaceae, Lecythidaceae, Polygalaceae, Myrtaceae, Melastomataceae, Rhamnaceae e Salicaceae. Para as amostras de pólen as famílias de plantas mais representativas foram: Melastomataceae, Anacardiaceae, Euphorbiaceae, Dilleniaceae, Myrtaceae e Fabaceae (Mimosoideae e Caesalpinioideae). Mesmos sendo abelhas generalistas, este estudo observou preferência de tipos polínicos relacionados ao gênero de abelha, por exemplo em amostras de pólen o gênero Melipona possui alta atratividade com Miconia tipo, Já Scaptotrigona possui preferência por Croton cajucara. Foi observado também que abelhas de espécies diferentes na mesma comunidade apresentaram índices de sobreposição significativos. Outro fator importante foi que em todas as amostras de mel e pólen, a formação de dois grupamentos (um para espécies de Melipona e outro para espécies de Scaptotrigona). Apesar das particularidades de cada grupo de abelha, o terceiro capítulo mostrou um alto grau de aninhamento e uma alta generalização de rede que foi constatado pelo índice de conectância. Este estudo demonstra a
importância dessas plantas para a manutenção dessas abelhas e para o desenvolvimento da meliponicultura do Amazonas.
ABSTRAT
Bees from the Meliponini tribe form a fairly diverse group of social bees and exhibit enormous plasticity, niches and behaviors. To understand this universe between bee and plant, palynology is the tool capable of providing important information about this interaction. The objective of this work was to analyze the trophic resources from a palynological point of view for different bee species colonies of the genera Melipona and Scaptotrigona. Pollen and honey samples collected by bees from the genera Melipona Illiger, 1806 and Scaptotrigona Moure, 1942 were identified from communities of the Sateré Mawé indigenous tribe. The samples were collected in the Ilha Michiles, Nova Esperança, Monte Horeb, Nova América and Vila Nova II communities located along the Marau River in the municipality of Maués, Amazonas, Brazil (3°39'45.00"S, 57°20'17.99''W). The collections of this work were part of the project "Native Bees of the Sateré Mawé Indigenous Area: Mapping Pollination and Characterizing Meliponiculture Products. Honey samples (pots) were collected from Scaptotrigona nigrohirta bees (4 pots) from the Michiles Island bee community, Scaptotigona sp. (9 pots) and Melipona
seminigra (6 pots) from Nova Esperança, Melipona seminigra (8 pots) from Monte Horeb,
and Melipona seminigra (5 pots), Melipona dubia (4 pots), Melipona sp. (6 pots) and
Scaptotrigona sp. (7 pots) from Nova America, totaling 49 honey samples. Pollen samples
were collected from Melipona dubia (8 pots) in the Vila Nova II community, Melipona
seminigra (21 pots) from Nova Esperanca and Scaptotrigona sp. (22 pots) from Nova
America, totaling 51 samples. Regarding honey samples, the most important plant families in this study were: Anacardiaceae, Arecaceae, Burseraceae, Dichapetalaceae, Dilleniaceae, Eufhorbiaceae, Fabaceae, Lecythidaceae, Polygalaceae, Myrtaceae, Melastomataceae, Rhamnaceae and Sacelicaae. For pollen samples, the most representative plant families were: Melastomataceae, Anacardiaceae, Euphorbiaceae, Dilleniaceae, Myrtaceae and Fabaceae (Mimosoideae and Caesalpinioideae). Even though all bees were generalists, a preference for pollen type in relation to bee genus was found, ex. pollen samples demonstrated that the genus
Melipona has high affinity to Myconia type pollen, while Scaptotrigona prefers Croton cajucara. Additionally, different bee species in the same community presented significant
overlapping indices. Another important factor was that two groups (one for Melipona species and another for Scaptotrigona species) formed from all honey and pollen samples. Despite the particularities of each bee group, the third chapter showed a high degree of nesting and a high generalization of the network which was supported by the connectance index. This study demonstrates the importance of these plants for maintaining these bees and for the development of meliponiculture in Amazonas.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa das comunidades Sateré Mawé localizadas no município de Maués,
Amazônia, Brasil. Legenda: Ocas destacadas em preto identifica as cinco comunidades onde foram feitas as coletas. (MH: Monte Horeb, VN: Vila Nova II, NE: Nova Esperança, IM: Ilha Michiles e NA: Nova América). Fonte: Adaptado de Teixeira (2005) ... 8
Figura 2: Mapa com a distribuição geográfica das espécies de abelhas sem ferrão utilizadas
nesse estudo. Fonte: http://moure.cria.org.br/catalogue...8
Capítulo I
Figure 1- General location of the study area, encompassing three indigenous communities
(Ilha Michiles, Nova Esperança, and Monte Horeb), located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil (Source: Qgis). ... 15
Plate 1- Photomicrographs of predominant pollen types found in honey samples of
Melipona seminigra, Scaptotrigona sp., and Scaptotrigona nigrohirta from three
communities (Ilha Michiles, Nova Esperança, and Monte Horeb). Alchornea type (1, 2);
Alchornea triplinervia (3, 4); Amanoa guianensis (5, 6); Bredemeyera floribunda (7, 8); Diplotropis purpurea (9, 10); Doliocarpus type (11, 12); Eschweilera tenuifolia (13, 14); Eugenia type (15, 16). Scale bars: 10 µm. ... 26
Plate 2- Photomicrographs of predominant pollen types found in honey samples of
Melipona seminigra, Scaptotrigona sp., and Scaptotrigona nigrohirta from three
communities (Ilha Michiles, Nova Esperança, and Monte Horeb). Miconia type (1, 2);
Protium heptaphyllum (3, 4); Sclerolobium hypoleucum (5, 6); Tapirira guianensis (7, 8).
Scale bars: 10 µm. ... 27
Figure 2- Bipartite graph showing the presence or absence of trophic interactions between
four bee colonies from three indigenous communities and the pollen types present in the honey samples. NE-S (Nova Scaptotrigona sp.), NE-Ms (Nova
Esperança-Melipona seminigra), MH-Ms (Monte Horeb–Esperança-Melipona seminigra), IM-Sn (Ilha Michiles-Scaptotrigona nigrohirta). ... 28
Figure 3- Bipartite graph showing the proportion of trophic interactions between four bee
colonies from three indigenous communities, and the main pollen types present in honey samples. NE-S (Nova Esperança-Scaptotrigona sp.), NE-Ms (Nova Esperança-Melipona
seminigra), MH-Ms (Monte Horeb–Melipona seminigra), IM-Sn (Ilha Michiles-Scaptotrigona nigrohirta). ... 29
Figure 4- Cluster analysis of bee species per community, according to pollen type
similarity, based on Euclidian distances. Legend: NE-S (Nova Esperança-Scaptotrigona sp.), NE-Ms (Nova Esperança-Melipona seminigra), MH (Monte Horeb–Melipona
seminigra), IM-Sn (Ilha Michiles-Scaptotrigona nigrohirta). ... 30
Capítulo II
Figure 1- Nova América indigenous community, located on the lands of the indigenous
Sateré Mawé people, on the banks of the Marau River, Maués municipality, Amazonas state, Brazil (Qgis). ... 43
Figure 2- Photomicrographs of predominant pollen types found in honey samples of
Melipona seminigra, Melipona dubia, Melipona sp. and Scaptotrigona sp. from Nova
América community. Alchornea type (A,B); Alchornea triplinervia (C,D); Croton type (E,F); Dicorynia paraenses (G,H); Doliocarpus type (I,J); Eugenia type (K,L). Scale bars: 10 mm. ... 47
Figure 3- Photomicrographs of predominant pollen types found in honey samples of
Melipona seminigra, Melipona dubia, Melipona sp. and Scaptotrigona sp. from Nova
América community. Gouania blanchetiana (A,B); Miconia type (C,D); Protium
heptaphyllum (E,F); Stryphnodendron guianense (G,H); Tapirira guianensis (I,J); Tapura lanceolata (K,L). Scale bars: 10 mm. ... 48
Figure 4- A) Values of diversity (H’) and evenness (J’) of the four species of bees; B)
Overlapping values for the four bee species. Captions: Scaptotrigona sp. (S), Melipona
dubia (Md), Melipona sp. (M) and Melipona seminigra (Ms). ... 52
Figure 5- Pollen diagram showing the frequencies of pollen types for each bee. Ms:
Figure 6- Bipartite graph showing the presence or absence of trophic interactions between
four stingless bee species at the Nova América indigenous community and the pollen types present in the honey samples. ... 54
Capítulo III
Figure 1: Collection site with the three communities: Nova América, Nova Esperança and
Vila Nova II, located on the banks of the Marau River in the municipality of Maués,
Amazonas State, Brazil (Source: Qgis)………...68
Figure 2: Photomicrographs of predominant pollen types found in pollen samples from
Melipona dubia, Melipona seminigra and Scaptotrigona sp. in the Nova América, Nova
Esperança and Vila Nova II indigenous communities. Alchornea type (A,B); Amanoa
guianensis (C,D); Cassia type (E,F); Croton cajucara (G,H); Doliocarpus type (I,J); Eugenia type (K,L); Maximiliana maripa (M,N); Miconia type (O,P). Scale bars: 10 mm.
... 73 Figure 3: Photomicrographs of predominant pollen types found in pollen samples of
Melipona dubia, Melipona seminigra and Scaptotrigona sp. in the Nova América, Nova
Esperança and Vila Nova II indigenous communities. Mimosa pudica (A,B); Protium
heptaphyllum (C,D); Sclerolobium hypoleucum (E,F); Sebastiana brasiliensis (G,H); Spondias mombin (I,J); Stryphnodendron guianense (K,L). Scale bars: 10
mm……….74
Figure 4: Diversity (H') and similarity (J') values for the three bee species: Melipona
dubia, Melipona seminigra and Scaptotrigona sp………..83
Figure 5: A) Bipartite graph showing the presence and absence of trophic interaction
between the three bee species in three indigenous communities (Nova América, Nova Esperança and Vila Nova II). B) NODF graph based on the presence and absence matrix of pollen samples from the three bee species in three indigenous communities. C) WNODF graph based on quantitative matrix of pollen samples from three bee species in three indigenous communities……….84
Figure 6: Pollen and cluster diagram showing the frequency of pollen types and the
formation of each bee group. Key: Md: Melipona dubia; Ms: Melipona seminigra; S:
Scaptotrigona sp...85
LISTA DE TABELAS Capítulo I
Table 1- Table 1: Frequency of pollen types present in honey from Scaptotrigona
nigrohirta bees from the Ilha Michiles community, located along the edges of the Marau
River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot)... 18
Table 2- Frequency of pollen types present in honey from Scaptotrigona sp. bees from the
Nova Esperança community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (pot). ... 19
Table 3- Frequency of pollen types present in honey from Melipona seminigra from the
Nova Esperança community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). ... 21
Table 4- Frequency of pollen types present in honey from Melipona seminigra bees from
the Monte Horeb community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). ... 23
Capítulo II
Table 1- Frequency of pollen types present in honey from Melipona seminigra bees from
the Nova América community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). ... 45
Table II- Frequency of pollen types present in honey from Melipona dubia bees from the
Nova América community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). ... 49
Table III- Frequency of pollen types present in honey from Melipona sp. bees from the
Nova América community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). ... 50
Table IV- Frequency of pollen types present in honey from Scaptotrigona sp. bees from
the Nova América community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). ... 51
Capítulo III
Tab1e 1- Frequency of pollen types in pollen pots collected by Melipona dubia in the Vila
Nova II indigenous Community, located between the Marau river in the municipality of Maués, Amazonas, Brazil. P (Pots)...71
Table 2- Frequency of pollen types in pollen pots collected by Melipona seminigra in the
Nova Esperança indigenous community, located between the Marau river in the municipality of Maués, Amazonas, Brazil. P (Pots)...76
Table 3: Frequency of pollen types in pollen pots collected by Scaptotrigona sp. in the
Nova América indigenous, located between the Marau river in the municipality of Maués, Amazonas, Brazil. P (Pots)...80
SUMÁRIO
RESUMO ... vi
ABSTRACT ... viii
LISTA DE FIGURAS ... ix
LISTA DE TABELAS ... xii
1 INTRODUÇÃO ... 1
2 OBJETIVOS ... 2
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 3
3.1 Abelhas sem ferrão ... 3
3.2 Déficit de polinizadores ... 4
3.3 Palinologia ... 5
3.4 Tribo indígena Sateré Mawé ... 6
4 MATERIAL E MÉTODOS...7
4.1 Área de estudo...7
4.2 Espécies de abelhas...8
4.3 Coleta e preparação das amostras de pólen e mel...9
4.4 Processamento químico e identificação polínica...9
4.5 Análise estatística...10
Capítulo I. Pollen of honey from Melipona seminigra merrillae Cockerell, 1919, Scaptotrigona nigrohirta Moure, 1968 and Scaptotrigona sp. Moure, 1942 (Apidae: Meliponini) reared in Sateré Mawé indigenous communities, Amazon, Brazil. ... 12
Capítulo II. Honey botanical origin of stingless bees (Apidae: Meliponini) in the nova américa community of the sateré mawé indigenous tribe, Amazon, Brazil. ... 39
Capítulo III. Pollen niche of Melipona dubia Moure & Kerr, 1950, Melipona seminigra Cockerell, 1919 and Scaptotrigona sp. Moure, 1942 (Apidae:Meliponini) kept in indigenous communities of the Sateré Mawé tribe, Amazonas, Brazil……...65
4 CONCLUSÃO ... 96 5 REFERÊNCIAS ... 98 6 ANEXOS ... 106
1 INTRODUÇÃO
A Amazônia possui a maior biodiversidade do mundo, entretanto, nos últimos anos, esse ecossistema vem sendo explorado intensamente afetando a cobertura vegetal e consequentemente, os polinizadores, principalmente as abelhas sem ferrão (Ferreira et al., 2005; Biesmeijer et al., 2006). Essas abelhas, consideradas como importantes visitantes florais de várias espécies botânicas, constituem um elemento importante na manutenção da biodiversidade (Kerr 1996).
As abelhas têm sofrido um declínio alarmante, entre as principais causas desse declínio estão o desmatamento (perda do habitat), agroquímica, patógenos e mudanças climáticas (Potts
et al., 2010a; Breeze et al., 2011; Giannini et al., 2012). Na Europa, por exemplo, desde 1965,
vem ocorrendo esse declínio, trazendo consequências negativas para a produção na agricultura, sendo que 84% da colheita de espécies cultivadas dependem principalmente das abelhas (Gallai
et al., 2009; Potts et al., 2010b). No Brasil, este cenário não é diferente, pois as populações de
abelhas nativas vêm diminuindo devido à perda de habitat, invasão de espécies exóticas, poluição e mudanças climáticas (Lopes 2005; Antunes 2012).
Além da importância dos processos ecológicos da interação inseto e planta, as abelhas sem ferrão possuem, também, uma importância econômica verificada na meliponicultura, uma atividade sustentável e rentável que sustenta muitas comunidades (Nogueira-Neto 1997). A produção de mel da região amazônica vem se destacando com a criação de abelhas nativas manejadas por comunidades tradicionais e indígenas, contribuindo também na preservação vegetal, pois está relacionada com a oferta de recursos (néctar e pólen) (Costa et al., 2012).
Nesse contexto, estudos palinológicos são essenciais, pois podem contribuir para elucidar as interações entre polinizadores e espécies de plantas nativas (Novais et al., 2012; Vossler et al., 2014). Na Amazônia foram realizados vários estudos demonstrando que a utilização de recursos das abelhas depende da disponibilidade de alimento (pólen e néctar), reforçando a importância da preservação da flora para a manutenção das abelhas (Oliveira et
al., 2009; Novaes e Absy 2013).
As comunidades indígenas da tribo Sateré Mawé possuem como atividade principal a cultura agrícola, sendo que 97% do destino da produção é para o consumo pessoal e a outra parcela é comercializada (Teixeira 2005). A meliponicultura vem ganhando um espaço significativo, gerando benefícios econômicos para a população dessas comunidades (Belém et
al., 2011; Marinho et al., 2013).
O conhecimento sobre a flora explorada pelas abelhas na Amazônia é fundamental para programas de manejo, extensão da atividade meliponícola e caracterização botânica (origem do
pólen). Dessa forma, através do conhecimento botânico, o meliponicultor poderá adquirir informações sobre as plantas que manterão a sua produção, como também a conservação das colônias (Ferreira e Absy 2013).
Portanto, o presente trabalho visou ampliar o conhecimento sobre as espécies de plantas visitadas por espécies de abelhas dos gêneros Melipona e Scaptotrigona das comunidades da tribo Sateré Mawé fornecendo informações que serão estratégicas para constituição de uma pastagem meliponícola apropriada que é utilizada por espécies de abelhas criadas em diferentes comunidades.
2 OBJETIVOS
2.1 Geral
Analisar os recursos tróficos sob o ponto de vista palinológico das colônias de diferentes espécies de abelhas dos gêneros Melipona e Scaptotrigona (Apidae: Meliponini) em comunidades da tribo indígena Sateré Mawé.
2.2 Específicos
• Identificar os tipos polínicos em amostras de mel coletadas em colônias de abelhas dos gêneros Melipona e Scaptotrigona provenientes das comunidades indígenas Sateré Mawé. • Identificar os tipos polínicos em amostras de pólen coletadas em colônias de abelhas dos gêneros Melipona e Scaptotrigona provenientes das comunidades indígenas Sateré Mawé.
• Analisar a partir dos índices ecológicos, a diversidade e uniformidade na utilização dos recursos tróficos relacionados às espécies dos gêneros Melipona e Scaptotrigona em comunidades indígenas Sateré Mawé, localizadas a margem do rio Marau.
• Avaliar o nível de sobreposição trófica em amostras de pólen e mel de espécies dos gêneros Melipona e Scaptotrigona provenientes das comunidades indígenas Sateré Mawé. • Representar e analisar a estrutura de rede de interações entre abelhas sem ferrão (Melipona e Scaptotrigona) e o grupo de plantas que ocorrem em diferentes comunidades indígenas da tribo Sateré Mawé.
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Abelhas sem ferrão
De uma forma geral, as abelhas possuem comportamento solitário ou social, em que abelhas solitárias são caracterizadas pela independência da fêmea na nidificação, ou seja, elas constroem e cuidam dos seus próprios ninhos, diferentemente das abelhas sociais que apresentam sociabilidade, desempenhando uma divisão de trabalho (Batra 1984; Michener 2007). A escolha de um local é um fator limitante para o aumento da espécie de uma abelha, pois no processo de nidificação, as abelhas utilizam uma variedade de substratos (árvores, cavidades do solo, termiteiros e pedras) que servem para proteção e nutrição de sua prole (Barreto e Castro 2007; Oliveira et al., 2012).
A tribo Meliponini, conhecida popularmente como abelhas sem ferrão, compreende cerca de 60 gêneros com aproximadamente 600 espécies descritas, sendo que na Amazônia concentra um maior número de espécies (Silveira 2002; Michener 2007; Rasmussen e Cameron 2010). Os meliponínios estão distribuídos nas regiões tropicais e subtropicais e possuem características biológicas (morfologia, nidificação e interações comportamentais) diferenciadas, variam de tamanho, possuem um corpo geralmente robusto e com mais pelagem para o gênero Melipona Illiger, 1806 e, geralmente delgado e com menos pelos para os demais gêneros. Os ninhos são construídos com materiais encontrados na natureza e a cera, substância produzida pela própria abelha (Imperatriz-Fonseca et al., 1993; Oliveira et al., 2013). Além da diferença de tamanho, outra característica que difere entre abelhas Melipona e Scaptotrigona é a formação da rainha, em que para Melipona, as rainhas possui uma determinação trofo-genética, ou seja, por predisposição genética interligada com a alimenentação (quantidade) (Michener 1974). Já Scaptotrigona, o fator alimentar exerce uma grande importância, não só na manutenção da prole, como na formação de rainhas, que nesse caso é exclusivamente alimentar (Camargo 1972; Nogueira-Neto 1997).
Abelhas do gênero Melipona diferenciam-se de outros Meliponini, inclusive da maioria dos Apidae, pela capacidade de extração de pólen por vibração da musculatura de vôo, comportamento muito eficiente na coleta de pólen, tanto em anteras poricidas como anteras não poricidas (Buchmann 1983, Proença 1992). Tal comportamento pode ser observado em várias espécies botânicas melitófilas das famílias Myrtaceae, Fabaceae/Mimosoideae, Melastomataceae, Solanaceae, além do gênero Cassia da família Fabaceae/Caesalpinioideae (Roubik 1989, Ramalho et al., 1989, Endress 1996). Este gênero distribui-se em regiões
tropicais e subtropicais, sendo que 70% do total de espécies existentes encontram-se no Brasil (Velthuis 1997).
Já o gênero Scaptotrigona apresenta na colmeia uma população que varia de 2.000 a 50.000 abelhas, sendo que elas alcançam uma amplitude maior na coleta devido a quantidade de abelhas (Lindauer e Kerr 1960). Compreende aproximadamente 22 espécies distribuídas na região neotropical, sendo muito utilizadas na produção de mel na região norte (Camargo e Pedro 2007; Marques-Souza et al., 2007).
A prática na criação dessas abelhas tem sido desenvolvida a bastante tempo em diferentes regiões do Brasil, especialmente no norte e nordeste com meliponicultores em comunidades tradicionais (Jaffé et al., 2015). O termo meliponicultura foi criado por Paulo Nogueira Neto (1953), designando a criação de abelhas sem ferrão, possuindo características e técnicas diferentes comparado a Apicultura (Criação de abelhas melíferas do gênero Apis). Essas comunidades utilizam o mel e outras compostos (própolis e geoprópolis) que ajudam na economia e também na sua própria subsistência (Peralta 1999; Belém et al., 2011).
3.2 Déficit de polinizadores
As interações entre inseto-planta são cruciais para a harmonia do ambiente, porém, nos últimos anos, preocupações têm sido levantadas sobre o declínio das abelhas (Ghazoul 2005; Solga et al., 2014). A perda e, consequentemente, a diminuição dos serviços de polinização são causadas, principalmente pelas ações antrópicas, como por exemplo, a utilização exagerada de inseticidas no combate as pragas que atacam as plantações, provocando a morte ou a mudança no comportamento de abelhas (Freitas et al., 2009; Freitas e Pinheiro 2010).
Atividades como desmatamentos, fragmentação e queimadas provocam a destruição dos ninhos das abelhas pois grande parte delas constroem seus ninhos em ocos de árvores, outras preferem construir seus ninhos em cavidades pré-existentes no solo e essas ações antrópicas tornam os locais de nidificação mais escassos (Oliveira et al., 1995). Outro fator preocupante está relacionado com as mudanças climáticas, poisas abelhas são sensíveis a essas alterações provocando a diminuição das mesmas (VanEngelsdorp et al., 2008; 2010).
O resultado desse declínio reflete negativamente na produção agrícola mundial, pois a grande maioria das frutas consumidas é resultado do processo de polinização por insetos. Economicamente, o valor total de culturas polinizadas por insetos é estimado em 510 milhões de libras por ano no Reino Unido (Breeze et al., 2011). O custo real de substituir os serviços de polinização prestados por esses insetos por polinização manual é estimado em R$ 1,8 bilhão por ano (Breeze et al., 2011).
Nos Estados Unidos, houve uma perda de 35,9% de colônias de abelhas durante o inverno de 2007-2009 (VanEngelsdorp et al., 2008; 2010). Também na Grã-Bretanhae Holanda foram registradas a diminuição de abelhas ocasionadas pelas extinções locais de espécies vegetais, resultando no declínio dos polinizadores (Biesmeijer et al., 2006).
No Brasil, também vem ocorrendo a diminuição acelerada de abelhas sem ferrão, principalmente devido ao desmatamento de florestas nativas, onde estas abelhas preferencialmente se instalam (Lopes et al., 2005). Estudo com abelhas nativas e seus recursos florais em um fragmento de mata na região sudeste no Brasil, demonstrou que no local de estudo existia pouca diversidade de espécies e de árvores de tronco oco, essencial para a nidificação, promovendo a escassez de algumas espécies de abelhas (Antunes et al., 2012).
Com a preocupação desta perda de polinizadores, estudos de Gianne et al., (2012), constataram que, futuramente áreas que abrigam abelhas polinizadoras no Brasil, poderão sofrer uma redução drástica entre os anos de 2050 e 2080, representando um impacto negativo na polinização.
3.3 Palinologia
A análise do pólen auxilia no entendimento sobre mecanismo de polinização, recursos de forrageamento, rotas de migração, história evolutiva das plantas, ligações tróficas entre outros (Jones e Jones 2001; Novais e Absy 2013).
Dentro da palinologia, a melissopalinologia é uma área que estuda os grãos de pólen coletados e transportados por abelhas. Como exemplo, o conteúdo polínico do mel que pode revelar características da flora visitada em diferentes ambientes (Oliveira 2009).
Alguns estudos da análise do pólen relacionados com a tribo Meliponini no mundo, destacaram que essas abelhas sem ferrão demonstram preferências para determinadas espécies de plantas e tendem a ser generalistas, também destacaram a importância de estudar essas abelhas por seu valor ecológico e econômico (Sommeijeret al., 1983; Imperatriz-Fonseca et
al.,1989; Vit e D’albore 1994).
Na Amazônia, Absy e Kerr (1977) iniciaram o estudo com abelhas sem ferrão identificando o pólen transportado pelas patas da espécie Melipona seminigra identificando 32 tipos polínicos. Continuando estudos relacionados ao gênero Melipona, Absy et al,. (1980) analisaram o néctar de duas espécies (Melipona seminigra e Melipona rufiventris paraense) e criaram tabelas mostrando as plantas visitadas por essas abelhas. Anos depois, Absy et al., (1984) estudaram em colônias de 22 espécies de abelhas (Meliponini) sendo identificados em
amostras de pólen 122 tipos polínicos com preferência de visita para as famílias Myrtaceae, Arecaceae e Anacardiaceae.
Marques-Souza (1996) estudou o pólen transportado por Melipona compressipes
manaosensis e identificou 30 tipos polínicos distribuídos em 19 famílias e 22 gêneros.
Destacando, Cassia (Fabaceae/Caesalpinioideae) como à principal fonte de pólen, seguida por
Miconia (Melastomaceae) e Solanum (Solanaceae). Já em Marques-Souza (1999), analisou o
nicho trófico de duas espécies de Melipona na Amazônia, mostrando que essas abelhas possuem preferências alimentares, sendo Fabaceae (Mimosoideae), Myrtaceae e Melastomataceae as famílias mais visitadas. No entanto, Scaptotrigona sp. demonstrou ser mais generalista, coletando 97 espécies distribuídas em 73 gêneros e 36 famílias.. Depois em 2007, Marques-Souza et al., avaliaram o pólen transportado por Scaptotrigona fulvicutis, e verificaram a preferência dessa abelha por plantas das famílias Fabaceae (Mimosoideae), Myrtaceae e Sapindaceae.
Em Reck e Absy (2011a ; 2011b) , além de identificarem os tipos polínicos coletados por abelhas sem ferrão ao longo do Rio Negro, onde estudaram sob o ponto de vista ecológico a sobreposição desse nicho trófico e o agrupamento das espécies de abelhas através da similaridade de coleta por cada espécie de abelha.
Da mesma forma Ferreira e Absy (2013; 2014; 2015; 2017a; 2017b) avaliaram o nicho polínico e interações tróficas de abelhas do gênero Melipona na Amazônia, trabalharam com o foco na meliponicultura tradicional. Mais recentemente, Absy et al., (2018), apresentaram uma contribuição sobre o conhecimento da biodiversidade da Amazônia através do pólen coletado pelas abelhas sem ferrão. Neste mesmo trabalho mostraram diversos protocolos de coletas de pólen e a importância da identificação polinica para os meliponicultores, visando a criação de abelhas como atividade sustentável.
3.4 Tribo indígena Sateré Mawé
A região onde se situa a tribo Sateré Mawé, está localizada em terra indígena na região do médio do rio Amazonas. Possui cerca de 90 aldeias ao longo dos rios principais Marau e Andirá com aproximadamente 1.600 famílias, sendo que a região que possui a maior ocupação é Barreirinha com 50 aldeias e Maués com 37 aldeias (Teixeira 2005).
Entre as formas de subsistência das comunidades de Sateré Mawé estão à agricultura com plantação de verduras, legumes e tubérculos, caça e pesca e a criação de animais, sendo
que em relação à caça e pesca, vem acontecendo o desaparecimento de animais e peixes devido principalmente ao aumento populacional (Teixeira 2005).
A criação de abelhas sem ferrão vem ganhando grande importância entre os povos amazônicos. Nesse sentido, nota-se a necessidade de introduzir informações que visam beneficiar a prática da meliponicultura nas comunidades da tribo Sateré Mawé. Uma iniciativa foi a publicação de uma cartilha sobre o manejo e a produção de mel por abelhas sem ferrão em duas línguas (português e Sateré Mawé), facilitando a compressão e disseminação desses conhecimentos (Marinho et al., 2013). Além disso, estudo palinológico realizado em três comunidades da Tribo Sateré Mawé (Nova União, Vila Nova e Simão), mostrou que em 17 amostras de mel foram identificados 25 tipos polínicos, distribuídos em 17 gêneros e 12 famílias botânicas, em que o tipo polínico mais representativo foi Tapirira guianensis, o qual foi coletado pela abelhas Scaptotrigona sp. e Trigona sp. (Belém et al., 2011).
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Área de estudo
O Amazonas abrange uma região com 11.458,5km2 de extensão (Saraiva et al.,2009). O clima é do tipo equatorial úmido, com temperatura média anual de 26,7º C, variando entre 23,3º C e 31,4º C. Há alternância de uma estação úmida chuvosa, de novembro a maio, e de uma estação seca, de junho a outubro (Alvares 2013).
O material polínico e botânico analisados foram coletados durante a expedição científica realizada no período de 23 a 31 de novembro de 2009 no âmbito do projeto, “Abelhas Nativas da Área Indígena Sateré Mawé: Mapeamento da Polinização e Caracterização dos Produtos Meliponícolas”coordenado pela Dra. Helyde Albuquerque Marinho. A coleta foi realizada nas comunidades indígenas da Tribo Sateré Mawé localizada ao longo do Rio Maruá 3°39’45’’Se 57°20’17’’W que compreende a região do Médio rio Amazonas, na divisa dos estados do Amazonas e do Pará. Possui cerca de 788.528 hectares de terras contínuas que pertencem geograficamente a três municípios do Amazonas: Maués, Barreirinha e Parintins e dois no Pará: Itaituba e Aveiro (Teixeira 2005). Neste estudo foram escolhidas cinco comunidades (Ilha Michiles, Nova Esperança,Vila Nova II, Monte Horeb, Nova América) (Figura 1).
Figura 1: Comunidades Sateré Mawé localizadas no município de Maués, Amazônia, Brasil. Legenda: Ocas
destacadas em preto identifica as cinco comunidades onde foram feitas as coletas. (MR:Monte Horeb, VN: Vila Nova II, NE: Nova Esperança, IM: Ilha Michiles e NA: Nova América). Fonte: Adaptado de Teixeira (2005).
Essa área tem como característica vegetal campos de várzea alagáveis no período de cheia, sendo que a vazante serve como campo de pastagem predominando espécies herbáceas da família Poaceae.(Aquino et al.,1978; Nascimento e Laurance 2006).
4.2 Espécies de abelhas
Para o gênero Melipona Illiger, 1806, as espécies para esse estudo são: Melipona
seminigra e Melipona dubia que possuem distribuição na região Neotropical do Brasil com
predominância na Amazônia (Camargo e Pedro 2013). Para o gênero Scaptotrigona Moure 1942, aqui representado por Scaptotrigona sp. e Scaptotrigona nigrohirta, a sua distribuição ocorre desde o México e toda região Neotropical (Figura 2).
Figura 2: Distribuição geográfica das espécies de abelhas sem ferrão utilizadas nesse estudo. Fonte:
4.3 Coleta e preparação das amostras de pólen e mel
Um total de 52 amostras de pólen e 48 de mel das cinco comunidades foram estudadas. As amostras foram coletadas, período matutino das 07h00mn as 12h00mn, diretamente nos potes (mel e pólen). O pólen foi obtido nos potes em ninhos naturais com o auxílio de canudos plásticos que foram introduzidos em várias inserções em cada pote retirando uma quantidade. Em seguida, foram armazenados separadamente em tubos (Eppendorf) de 2mL e/ou sacos plásticos hermeticamente fechados e esterilizados. As amostras de mel foram coletadas com o auxílio de uma seringa e posteriormente acondicionadas em tubos falcon de 50mL.
Paralelamente, foi coletado material botânico em floração ou frutificação em cada comunidade. Esse material auxiliou como referência para as análises palinológicas das amostras de mel e de pólen coletadas nas colmeias. Foram coletadas plantas frutíferas introduzidas e nativas cultivadas ao redor das casas: ervas, arbustos e árvores que ocorrem na capoeira e na vegetação da várzea. Todo o material botânico foi prensado em folhas de jornal e acondicionado em sacos plásticos. Posteriormente, foi adicionado álcool etílico ao material para assegurar a integridade das folhas, flores e frutos e evitar a proliferação de fungos. O material botânico foi incorporado ao acervo do herbário do INPA.
4.4 Processamento químico e identificação polínica
As amostras de pólen foram acondicionadas em tubos falcon de 15mL contendo 5mL de ácido acético e mantidas por um período mínimo de 24 horas. Posteriormente, foram submetidas ao processo de acetólise (Erdtman 1960). Para a separação do pólen contido no mel, a acetólise foi precedida pela diluição de 10mL das amostras de mel em 20 mL de água destilada e álcool (1:1) e levemente aquecida (40°C), seguida de duas centrifugações (10mn, 3500rpm) e a completa separação do sedimento polínico (Louveaux et al., 1978). Por fim, os grãos de pólen foram montados em gelatina glicerinada e as lâminas lutadas com parafina (Kisser 1935). Para cada amostra, quando necessário, foi confeccionado um conjunto de três lâminas de pólen. As identificações e fotomicrografias dos grãos de pólen foram realizadas com o auxilio de um microscópio Zeiss modelo “Primo Star” contendo uma câmera Canon “Power Shot A650IS” e ocular micrométrica acoplados. Para comparações palinológicas foi utilizado a Palinoteca de referência do Laboratório de Palinologia do INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia) e consultada bibliografia especializada (Roubick e Moreno 1991).
4.5 Análise estatística
Para a análise quantitativa, foram contabilizados 600 grãos para cada amostra (Vergeron 1964). Nas amostras de pólen foram utilizadas duas categorias de porcentagem propostas por Ramalho et al., (1985), onde 10% representa a quantidade mínima para que a planta seja considerada atrativa para a abelha e a outra para inferência de eventos de “especialização temporária” (coleta concentrada a partir de uma fonte específica de pólen) onde a representação mínima será 90%.
Já para o pólen contido no mel foi utilizada a caracterização proposta por Louveaux et
al., (1978) e Novais et al., (2012) em que as frequências serão determinadas em pólen
dominante (>45%); pólen secundário (≤45%–>15%); pólen de menor importância (≤15% – ≥3%) e pólen raro (<3%).
Para os índices ecológicos, foi calculado o índice de diversidade (H’) de Shannon-Weaver (1949) em H’= ∑(pi.lnpi), onde H’ é o índice de diversidade, (pi) é a proporção de cada tipo polínico encontrado nas amostras e (ln) o logaritmo natural. O índice de Pielou (1977) foi utilizado para indicar a homogeneidade ou heterogeneidade de coleta das abelhas em cada comunidade pela fórmula J’ = H’/H’max, sendo H’ o índice diversidade e H’max o logaritmo natural do total de número de tipos polínicos presentes nas amostras. O teste t foi aplicado para comparar a diversidade entre as amostras e entre comunidades distintas. O índices ecológicos e testes foram gerados através do programa Past.
O índice de sobreposição foi utilizado para espécies de abelhas criadas em uma mesma comunidade, sendo calculado a partir de Pianka (1973) em que Oik= ∑pijpik / √pij2 ∑ pik2, onde
pij é a proporção de tipos de polínicos na amostra para uma espécie e pik é o valor correspondente à outra espécie de abelha. O índice de sobreposição varia de 0 a 1 e é considerado biologicamente significativo ao atingir um valor maior ou igual a 0,6 (Zaret e Rand 1971; Wallace 1981).
O conjunto de interações entre as abelhas sem ferrão estudadas e os recursos coletados foram representados através de grafos bipartidos gerados através do programa R (pacote: bipartite). A fim de determinar a similaridade e frequência dos tipos polínicos, foi realizada uma análise de cluster (sinal filogenético) juntamente com um diagrama polínico, a partir das famílias botânicas mais representativas nas amostras foi obtida através programa R.
As métricas de rede foram verificadas a partir da conectância e do grau de aninhamento, em que a conectância foi obtida pela fórmula C = E/AP, em que C é a razão entre o número de interações observadas, E os tipos polínicos identificados e AP o universo de interações possíveis (A= número de espécies de abelhas envolvidas e P= quantidade de plantas com
potencial melíferas do local). Já o aninhamento foi determinado a partir do NODF (Nestedness Metric Based On Overlap And Decreasing Fill), usando o modelo nulo CC (cored rows, cored columns), estimulado devido sua consistência teórica (Guimarães & Guimarães, 2006). Também foi utilizadoo WNODF, a partir do modelo nulo RCTA (Row and Column Totals Average) baseado na matriz quantitativa dos dados (Almeida-Neto & Ulrich, 2011). Para ambas as métricas, foi utilizado o software FALCON (a software package for analysis of nestedness in bipartite networks) carregado através da plataforma R (Beckett et al., 2014).
CAPÍTULO I
REZENDE, A.C.C; ABSY, M.L.; FERREIRA, M.G; MARINHO, H.M; SANTOS, O.A. Pollen of honey from
Melipona seminigra merrillae Cockerell, 1919, Scaptotrigona nigrohirta Moure, 1968 and Scaptotrigona sp. Moure, 1942
(Apidae: Meliponini) reared in Sateré Mawé indigenous communities, Amazon, Brazil
In: Palynology 42(2): 255-267
Pollen of honey from Melipona seminigra merrillae Cockerell, 1919; Scaptotrigona
nigrohirta Moure, 1968; and Scaptotrigona sp. Moure, 1942 (Apidae: Meliponini) reared
in Sateré Mawé indigenous communities, Amazon, Brazil
Abstract: Honey samples from stingless bees (tribe Meliponini) were analyzed in three Sateré Mawé indigenous communities located along the edges of the Marau River in the state of Amazonas, Brazil. Twenty-nine pollen types were identified for the Scaptotrigona nigrohirta colonies from the Ilha Michiles community, 43 for the Scaptotrigona sp. colonies and 39 for the Melipona seminigra colonies from the Nova Esperança community, and 34 for the M.
seminigra colonies from the Monte Horeb community. Regarding the presence or absence of
different pollen types in the samples, from the 65 pollen types identified, five were exclusive for the Scaptotrigona sp. from Nova Esperança, five for M. seminigra from Monte Horeb, six for Scaptotrigona from Ilha Michiles, and 13 for M. seminigra from Nova Esperança. Of the main pollen types identified (n=22), the Miconia type had the highest proportion and was the only type shared by the bees from the three communities. The present study indicates a list of important plants to be included in bee pastures for the studied bees in the Amazon, with the aim of developing stingless beekeeping as a subsistence activity in indigenous communities.
Introduction
Meliponini bees are commonly known as stingless bees and are strongly connected to tropical forest plant species, performing pollination while collecting for resources such as nectar and pollen (Absy et al. 2018). Studies have shown that these bees have food preferences (Rech and Absy 2011a,b) and depend on these resources to maintain their colonies (Absy and Kerr 1977; Ferreira and Absy 2015, 2017a, 2017b).
In addition to the ecological importance of plant/insect interactions, beekeeping of stingless bees (also known as meliponiculture) is a sustainable and profitable activity of great economic value that can support many traditional communities (Nogueira-Neto 1997). Honey from stingless bees is a carbohydrate-rich food with a different, but also highly liked, flavor from the honey produced by Apis melifera bees (Souza et al. 2009; Souza et al. 2013).
Empirical knowledge about stingless beekeeping is transmitted across generations in traditional indigenous communities. This knowledge shows the importance of stingless beekeeping, making beekeepers and indigenous communities agents of transformation for subsistence and environmental conservation (Rodrigues 2005; Sá and Prato 2007). Honey production in the Amazon region has been gaining prominence, with native beekeeping being managed by traditional and indigenous communities (Costa et al. 2012).
Agriculture is the main activity of Sateré Mawé indigenous communities, and 97% of its production is for personal consumption, whereas the remaining is marketed (Teixeira 2005). Stingless beekeeping has therefore been gaining relevance, generating economic benefits and especially in food supplementation for these communities (Belém et al. 2011; Marinho et al. 2013).
The meliponiculture can present a sustainable strategy, since besides the production of food can also be seen as an alternative to stop deforestation and ensure the maintenance of floristic diversity (Smith et al. 1998). Knowledge about which plants are exploited by bees in the Amazon is essential for management programs, expansion of beekeeping activities, honey botanical characterization, and determination of honey origin. Using this knowledge, beekeepers can promote the maintenance of groups of plants essential to honey production and the conservation of bee colonies (Absy et al. 2013; Ferreira and Absy 2013, 2015, 2017a, 2017b).
Palynological studies are essential because they may help clarify interactions between pollinators and native plant species (Novais et al. 2012; Vossler et al. 2014). In the Amazon, the use of bee resources depends on food availability (pollen and nectar), reinforcing the importance of plant conservation for bee maintenance (Absy et al. 1980; Absy et al. 1984;
Oliveira et al. 2009; Novais and Absy 2013, Absy et al. 2013; Ferreira and Absy 2013, 2015, 2017a, 2017b).
The aim of the present study was to identify the pollen types in honey samples from colonies of Melipona and Scaptotrigona species, collected in three Sateré Mawé indigenous communities. This is the first study to report important pollen types (bee pastures) for stingless beekeeping in these indigenous communities.
Materials and Methods
Study site and honey sample collection
The study was performed in apiaries from three different Sateré Mawé communities, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil (3°39'45.00"S, 57°20'17.99''W): Ilha Michiles (IM), Nova Esperança (NE), and Monte Horeb (MH) (Figure 1). The vegetation in the study area is characterized as floodplain forest; Amazonian floodplain forests are considered the most species-rich floodplain forests worldwide (Wittmann et al. 2006).
Figure 1: General location of the study area, encompassing three indigenous communities (Ilha Michiles, Nova
Esperança, and Monte Horeb), located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil (Source: Qgis).
Collections were performed as part of the project “Native Bees of the Sateré Mawé Indigenous Area: Mapping of Pollination and Characterization of Stingless Bee Products”, coordinated by Dr. Helyde Albuquerque Marinho. Honey samples were collected from different colonies. Honey samples from Melipona seminigra merrillae (Ms) were collected in the Nova Esperança (n=6) and Monte Horeb (n=8) communities, from Scaptotrigona sp. (S), that was not identified at the species level, in the Nova Esperança (n=9) community, and from
Scaptotrigona nigrohirta (Sn) in the Ilha Michiles (n=4) community. Honey samples were
directly collected from the pots in the colony using a syringe, separated, placed in hermetically sealed sterile containers, and sent to the Laboratory of Palynology at the National Institute for Amazonian Research (INPA).
Honey chemical processing and pollen identification
Samples were prepared for pollen analysis using a method adapted from and recommended by the International Commission for Bee Botany (Louveaux et al. 1978), consisting of the following stages: dilution of 10 mL of honey in 20 mL of distilled water + alcohol (1:1) and slight heating at 40 °C, followed by centrifugation (10 min, 3500 rpm) for pollen separation. The samples were then subjected to acetolysis (Erdtman 1960), and pollen grains were mounted in glycerinated gelatin in sets of three slides sealed with paraffin (Kisser 1935).
The pollen type was identified by comparison with the pollen collection of the Laboratory of Palynology of INPA and by consultation of specialized literature (Roubik and Moreno 1991; Carreira et al. 1996). A total of 58 species of local vegetation distributed in 29 families were collected and deposited in the INPA´s Herbarium to help identification. Taxonomic characterization of the pollen grains was performed using the “pollen type” system proposed by Joosten and de Klerk (2002) and de Klerk and Joosten (2007), which groups pollen based on shared morphological features between one or more plant species. Pollen grain measurements and photomicrographs were obtained using a Zeiss Primo Star microscope coupled to a Canon Power Shot A650IS camera and an ocular micrometer.
Honey quantitative analysis, statistical indices, and trophic relations
For quantitative analysis, 600 pollen grains were counted for each sample (Vergeron 1964). Frequency classes were defined using the classification proposed by Louveaux et al.
(1978) and Novais et al. (2009) as predominant pollen (>45%), secondary pollen (≤45% to >15%), important minor pollen (≤15% to ≥3%), and minor pollen (<3%).
Diversity index (H') by Shannon-Weaver (1949), was calculated using the following equation: H'= ∑ (pi.lnpi), where H' is the diversity index, (pi) is the proportion of each pollen type found in the sample, and (ln) is the natural logarithm. J' index of Pielou (1977) was used to evaluate the homogeneity of the honey samples among the different communities, using the following equation: J' = H'/H'max, where H' is the diversity index, and H'max is the natural logarithm for the total number of pollen types present in the samples. Differences between different samples and communities were tested using Student’s t-test in the R software.
Niche overlap index by Pianka (1973) was calculated for the two bee species (Melipona
seminigra and Scaptotrigona sp.) for the Nova Esperança community, using the following
equation: Oik = ∑ pij pik / √pij2 ∑ pik2, where pij is the proportion of pollen types in the sample
for one bee species, and pik is the corresponding value for the other bee species. Niche overlap
varies between 0 and 1 and is considered biologically significant when it is equal to or higher than 0.6 (Zaret and Rand 1971; Wallace 1981).
Interactions between the studied stingless bees and collected resources were represented as bipartite graphs, generated using the R software (package: bipartite). Cluster analysis of the similarity of the resources collected by the bees from the different studied communities was performed using Biostat 5.0 software.
Results
Indigenous community - Ilha Michiles
Scaptotrigona nigrohirta
For the Ilha Michiles community, 29 pollen types belonging to 13 plant families were identified in honey samples collected from four pots. The most frequent pollen types, per pot, were Eschweilera tenuifolia, Tapirira guianensis, and Bredemeyera floribunda. These pollen types presented frequencies between 15 and 45%, and they were classified as secondary pollen. Pollen types Alchornea triplinervia, Croton lanjouwensis, Amanoa guianensis, Casearia
javintensis, Spondias mombin, Miconia type, Alchornea type, and Mabea type presented
frequencies between 3 and 15% and were classified as important minor pollen. The remaining pollen types were classified as minor pollen (Table 1).
Table 1: Frequency of pollen types present in honey from Scaptotrigona nigrohirta bees from the Ilha Michiles community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). Family/Pollen types P1 P2 P3 P4 ANACARDIACEAE Spondias mombin 6.17 0.33 0.83 10.67 Tapirira guianensis 22.50 31.83 24.67 16.00 CHRYSOBALANACEAE Couepia type 0.83 0.33 0.67 0.17 EUPHORBIACEAE Alchornea triplinervia 14.00 11.00 6.83 4.83 Alchornea type 1.83 4.00 3.67 1.33 Amanoa guianensis 2.33 10.67 5.00 12.00 Croton lanjouwensis 1.50 12.67 8.67 12.83 Mabea type 3.50 1.33 0.83 Sebastiania brasiliensis 0.17 FABACEAE/CAESALPINIOIDEAE Bauhinia purpúrea 1.00 0.17 0.17 Sclerolobium hypoleucum 0.67 0.17 0.33 FABACEAE/MIMOSOIDEAE Mimosa guilandinae 0.83 1.00 0.33 Mimosa spruceana 0.17 0.17 0.33 LECYTHIDACEAE Eschweilera tenuifolia 23.67 19.67 43.83 15.17 MELASTOMATACEAE Miconia type 9.50 2.00 1.67 0.67 MYRTACEAE Eugenia type 0.67 0.33 0.00 1.00 Syzygium type 0.17 0.17 0.17 POACEAEA Type 1 0.17 Type 2 0.17 Type 3 1.33 POLYGALACEAE Bredemeyera floribunda 0.33 1.67 2.00 22.00 RUBIACEAE Borreria capitata 0.33 1.00 Borreria latifólia 0.33 SALICACEAE Casearia grandiflora 0.17 0.17 Casearia javitensis 11.67 0.00 SAPINDACEAE Talisia type 0.17 INDETERMINATE Type 1 0.17 Type 2 0.17 Type 3 0.17 Total % 100 100 100 100
Number of pollen types 21 19 16 19 Diversity H' 2.271 2.049 1.755 2.209 Evenness J' 0.75 0.70 0.63 0.75
Indigenous community - Nova Esperança
Scaptotrigona sp.
For Scaptotrigona sp., 43 pollen types belonging to 22 plant families are identified in two beehives (A and B). For beehive A, the most frequent pollen types, per pot, were Tapirira
guianensis, Alchornea triplinervia, and Amanoa guianensis, with frequencies between 15 and
45%, and they were classified as secondary pollen. Spondias mombin, Couepia type, Tapura
lanceolata, Alchornea type, Croton lanjouwensis, Sebastiania brasiliensis, Bauhinia purpurea, Cynometra type, Sclerolobium hypoleucum, Inga type 1, Mimosa guilandinae, Mimosa spruceana, Swatzia type, Eschweilera tenuifolia, Miconia type, and Eugenia type presented
frequencies between 3 and 15%, and these were classified as important minor pollen. For beehive B, Sclerolobium hypoleucum, Tapirira guianensis, Eugenia type, and Alchornea type, presented frequencies between 15 and 45%, and they were classified as secondary pollen.
Spondias mombin, Protium heptaphyllum, Doliocarpus type, Alchornea triplinervia, Amanoa guianensis, Croton lanjouwensis, Mimosa spruceana, and Miconia type presented frequencies
between 3 and 15% and were classified as important minor pollen. The remaining pollen types were classified as minor pollen (Table 2).
Table 2: Frequency of pollen types present in honey from Scaptotrigona sp. bees from the Nova Esperança communitycy, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (pot). Beehives A Beehives B Family/Pollen types P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 P5 ANACARDIACEAE Mangifera indica 0.17 Spondias mombin 3.33 2.50 3.00 4.67 0.33 5.50 3.33 6.17 1.50 Tapirira guianensis 12.33 30.33 43.00 12.17 1.17 15.33 8.17 16.83 16.83 ARECACEAE Maximiliana maripa 0.17 0.17 0.17 0.33 0.17 0.67 ARALIACEAE Schefflera morototoni 0.17 ASTERACEAE Vernonia scabra 0.33 BIGNONIACEAE Type 1 2.17 0.67 BURSERACEAE Protium heptaphyllum 0.33 0.50 0.17 0.50 6.67 0.33 1.67 CHRYSOBALANACEAE Couepia type 0.33 6.83 9.17 1.17 0.17 0.17 1.00 2.17 0.17 DICHAPETALACEAE Tapura lanceolata 4.33 3.67 2.33 6.50 0.17 0.33 1.67 0.33 0.17 DILLENIACEAE Doliocarpus type 10.17 3.17 5.67 7.67 4.00
Continuation ERICACEAE Type 1 0.50 EUPHORBIACEAE Alchornea triplinervia 12.00 9.67 5.00 23.50 2.17 8.67 12.67 11.67 8.33 Alchornea type 12.67 15.50 8.17 8.33 6.50 13.33 14.83 22.83 Amanoa guianensis 19.00 8.00 0.33 7.67 12.00 4.00 6.50 4.17 11.67 Croton lanjouwensis 1.67 0.67 0.17 7.50 15.17 4.67 2.67 7.00 6.00 Sapium type 0.17 Sebastiania brasiliensis 1.67 2.67 4.83 1.83 FABACEAE/CAESALPINIOIDEAE Bauhinia purpurea 3.50 0.33 Cassia type 1 0.50 0.17 Cynometra type 0.17 3.67 0.17 Macrolobium type 0.17 Sclerolobium hypoleucum 4.00 3.33 1.17 10.50 40.67 11.50 17.00 13.33 13.50 FABACEAE/MIMOSOIDEAE Inga type 1 0.83 5.33 10.17 0.17 2.17 0.50 1.33 0.83 Mimosa guilandinae 6.50 1.50 0.17 0.17 Mimosa spruceana 0.50 3.83 6.17 1.17 4.33 4.33 2.50 2.67 FABACEAE/PAPILIONOIDEAE Swartzia type 3.67 0.33 1.00 HYPERICACEAE Vismia macrophylla 0.33 LECYTHIDACEAE Eschweilera tenuifolia 3.50 1.83 1.83 0.67 MELASTOMATACEAE Miconia type 3.00 1.00 3.17 1.67 0.17 2.00 7.50 0.67 0.67 MYRTACEAE Eugenia type 5.00 2.67 5.17 5.17 3.83 24.67 6.50 3.00 5.50 Syzygium type 0.50 0.50 0.33 0.67 POACEAE Type 0.67 POLYGALACEAE Bredemeyera floribunda 2.00 RUBIACEAE Borreria capitate 0.17 2.67 1.00 1.00 2.50 1.33 Warscewiczia coccinea 1.50 0.50 SALICACEAE Casearia grandiflora 0.33 0.33 0.50 0.83 2.00 0.33 0.83 1.17 Casearia javitensis 0.33 0.33 Homalium racemosum 0.67 2.50 0.50 0.17 INDETERMINATE Type 1 0.17 Type 2 0.17 Type 3 0.17 Type 4 0.50 Total % 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Number of pollen types 20 27 23 20 18 22 21 24 20 Diversity H' 2.680 2.583 2.219 2.556 1.958 2.547 2.679 2.717 2.444 Evenness J' 0.89 0.78 0.71 0.85 0.68 0.82 0.88 0.86 0.82
Melipona seminigra
For M. seminigra, 39 pollen types belonging to 18 plant families were identified in four pots. The most frequent pollen types per pot were the Miconia type and Protium heptaphyllum, with frequencies >45 %, and these were classified as predominant pollen. Tapirira guianensis,
Maximiliana maripa, Couepia type, Tapura lanceolata, Sebastiania brasiliensis and Eugenia
type presented frequencies between 3 and 15 % and were classified as important minor pollen. The remaining pollen types were classified as minor pollen (Table 3).
Table 3: Frequency of pollen types present in honey from Melipona seminigra from the Nova Esperança community, located along the edges of the Marau River in the municipality of Maués, state of Amazonas, Brazil. P (Pot). Family/Pollen types P1 P2 P3 P4 P5 P6 ANACARDIACEAE Anacardium type 0.17 Mangifera indica 0.83 1.33 0.17 0.50 Spondias mombin 0.17 0.17 0.17 0.33 1.67 2.00 Tapirira guianensis 5.33 5.00 3.50 5.33 5.33 ARECACEAE Maximiliana maripa 3.67 1.00 0.83 0.50 2.50 2.50 ASTERACEAE Mikania congesta 0.17 BURSERACEAE Protium heptaphyllum 2.00 40.67 9.67 69.17 10.00 10.67 CHRYSOBALANACEAE Couepia type 0.17 0.67 7.83 0.50 1.17 DICHAPETALACEAE Tapura lanceolate 4.67 2.83 5.33 1.00 3.67 3.00 Type 1 0.17 EUPHORBIACEAE Alchornea triplinervia 0.17 1.33 0.17 0.17 Croton lanjouwensis 0.17 Sapium type 0.50 0.17 0.33 Sebastiania brasiliensis 2.50 1.67 0.17 0.50 7.50 8.50 FABACEAE/CAESALPINIOIDEAE Cassia type 1 0.17 0.50 0.17 Sclerolobium hypoleucum 0.17 0.67 0.17 FABACEAE/MIMOSOIDEAE Inga type 0.17 Mimosa guilandinae 0.17 0.17 Mimosa pigra 0.17 0.17 Mimosa pudica 0.17 0.17 0.17 Mimosa spruceana 0.33 0.17 HYPERICACEAE Vismia macrophylla 0.33 0.50 LECYTHIDACEAE Eschweilera tenuifolia 1.83 0.17 0.17 0.17 MALPIGHIACAEAE Byrsonima type 0.50 MELASTOMATACEAE
Continuation Bellucia imperialis 0.83 Clidemia type 0.17 Miconia type 77.00 42.33 63.33 22.00 58.83 60.67 Type 0.17 0.17 0.83 MYRTACEAE Eugenia type 3.33 2.17 4.00 3.17 5.17 3.33 Syzygium type 0.17 0.17 0.17 0.33 0.50 0.50 PROTEACEAE Euplassa inaequalis 0.83 0.17 Grevillea type 0.17 RUBIACEAE Borreria capitate 0.17 Warscewiczia coccinea 0.33 RUTACEAE Citrus type 0.17 0.17 SALICACEAE Casearia grandiflora 0.17 0.17 0.17 0.17 SAPINDACEAE Matayba type 0.17 Paulinia cupania 0.17 Serjania type 0.17 Total % 100 100 100 100 100 100 Number of pollen types 16 17 19 18 24 21 Diversity H' 1.002 1.424 1.457 1.001 1.679 1.549 Evenness J' 0.36 0.50 0.49 0.35 0.53 0.51
Indigenous community - Monte Horeb
Melipona seminigra
For the M. seminigra from the Monte Horeb community, 34 pollen types belonging to 19 plant families were identified in two beehives (A and B). For beehive A, the most frequent pollen types, per pot, were Diplotropis purpurea and Miconia with frequencies >45 %, and these were classified as predominant pollen. Doliocarpus type and Eugenia type presented frequencies between 15 and 45 % and were classified as secondary pollen. Maximiliana maripa,
Couepia type, Alchornea triplinervia, and Sclerolobium hypoleucum presented frequencies
between 3 and 15 % and were classified as important minor pollen. For beehives B, only the
Miconia type presented a frequency >45 % and this type was classified as a predominant pollen. Tapura lanceolata and the Eugenia type presented frequencies between 15 and 45 % and were
classified as secondary pollen. Spondias mombin, Maximiliana maripa, Protium heptaphyllum,
Alchornea triplinervia, Sclerolobium hypoleucum, Diplotropis purpurea, and Eschweilera tenuifolia presented frequencies between 3 and 15 % and were classified as important minor
