PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENTOMOLOGIA
Divisão de trabalho e sua relação com a dinâmica dos
hidrocarbonetos cuticulares em Melipona scutellaris
(Hymenoptera, Apidae, Meliponini)
Danielle Caroline de Jesus Santos
Dissertação apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Ciências, Área: Entomologia.
Ribeirão Preto – SP
2013
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENTOMOLOGIA
Divisão de trabalho e sua relação com a dinâmica dos
hidrocarbonetos cuticulares em Melipona scutellaris
(Hymenoptera, Apidae, Meliponini)
Danielle Caroline de Jesus Santos
Orientador: Fábio Santos do Nascimento
Dissertação apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Ciências, Área: Entomologia.
Ribeirão Preto – SP
2013
FICHA CATALOGRÁFICA
Jesus-Santos, Danielle Caroline
Divisão de trabalho e sua relação com a dinâmica dos hidrocarbonetos cuticulares em
Melipona scutellaris (Hymenoptera, Apidae, Meliponini)
Division of labor and its relation to the dynamics of cuticular hydrocarbons in
Melipona scutellaris (Hymenoptera, Apidae, Meliponini)
Ribeirão Preto, 2013 63 p.: Il.; 30cm
Dissertação de Mestrado apresentada à Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto/USP – Área de Concentração: Entomologia
Orientador: Prof. Dr. Fábio Santos do Nascimento
1. Meliponini 2. Melipona scutellaris 3. Polietismo temporal 4. Hidrocarbonetos de cutícula
Agradeço,
ao Prof. Dr. Fábio Santos do Nascimento pela orientação e confiança
ao Dr. Sidnei Mateus pela amizade e inestimável auxílio durante a execução do
trabalho
ao CNPq pelo auxílio financeiro
ao programa de pós-graduação em Entomologia da FFCLRP da USP
aos meus pais José e Maria Luiza e aos meus irmãos Glauber e Késia, de quem
tive que me ausentar durante a execução do trabalho, pelo apoio, carinho e incentivo
aos meus familiares que sempre me apoiaram
aos amigos que conquistei nesse tempo que estive em RP, especialmente Aline
Andrade e Maria Juliana pelo apoio incondicional no momento em que mais precisei
aos colegas dos Laboratórios de Comportamento Animal, de Zoologia de
Invertebrados e de Ecologia
à Renata e Vera, secretárias das pós-graduações em Entomologia e Biologia
Comparada, respectivamente
à Cidinha pelo carinho comigo e com o nosso ambiente de trabalho
à todos que de alguma forma me incentivaram, apoiaram e contribuíram para a
realização desse trabalho.
“Oh, I get by with a little help from my friends,
Mm, gonna try with a little help from my friends.
Oh, I get high with a little help from my friends,
Yes, I get by with a little help from my friends,
With a little help from my friends.”
(The Beatles,
With a little help from my friends)
Aos meus pais José e Maria Luiza,
exemplos de conduta,
dedico.
Resumo
JESUS-SANTOS, D. C. Divisão de trabalho e sua relação com a dinâmica dos
hidrocarbonetos cuticulares em Melipona scutellaris (Hymenoptera, Apidae, Meliponini). 63 p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de
Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2013.
Divisão do trabalho é um dos aspectos primordiais para a manutenção da coesão em uma colônia de insetos sociais, o qual é possibilitado pela existência de um complexo sistema de comunicação mediado por via olfativa. Isso permite às operárias organizarem suas tarefas de forma a maximizar a produtividade da colônia. Contudo, o mecanismo pelo qual insetos sociais morfologicamente idênticos são distribuídos em distintos grupos de tarefas permanece ainda pouco compreendido. Os hidrocarbonetos cuticulares desempenham papel essencial nos processos de reconhecimento de insetos. O presente estudo teve como objetivos relacionar a idade das operárias envolvidas nas principais atividades em colônias de Melipona scutellaris e verificar se os perfis químicos de hidrocarbonetos cuticulares se modificam ao longo da vida das mesmas. Os resultados mostraram que a seqüência temporal de desempenho das atividades por operárias dessa espécie é compatível àquelas encontradas em outras espécies de abelhas sem ferrão: trabalho com cerume, construção e aprovisionamento de células de cria, oviposição, limpeza da colônia, recebimento e desidratação de néctar e forrageamento. Essa seqüência segue o padrão de maturação comportamental bastante difundido entre os insetos sociais, no qual indivíduos jovens realizam atividades dentro do ninho e os mais velhos fora deste. Embora tenha havido sobreposição temporal no desempenho das diferentes atividades, foi encontrada relação significativa entre idade e as atividades desempenhada pelos indivíduos. Além disso, foi verificada variação dependente da idade na composição dos hidrocarbonetos cuticulares, a qual pode também estar relacionada à tarefa que o indivíduo desempenha devido à relação direta entre a idade e atividade encontrada em abelhas sociais.
Palavras-chave: Meliponini, Melipona scutellaris, polietismo temporal, hidrocarbonetos de cutícula.
Abstract
JESUS-SANTOS, D. C. Division of labor and its relationship to the dynamics of cuticular
hydrocarbons in Melipona scutellaris (Hymenoptera, Apidae, Meliponini). 63 p.
Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2013.
Division of labor is considered one of the main aspects to the maintenance of cohesion in a colony of social insects, which is possible due to the existence of a complex system of olfactory communication. Because this system, workers can maximize their activities and the productivity of the colony. However, the mechanism by which morphologically identical social insects are distributed into distinct tasks are poorly understood. Cuticular hydrocarbons play an essential role in the recognition processes in social insects. This study aims to verify the existence of a relationship between the age of workers involved in the main colonial activities and the cuticular chemical profiles during their careers. The results showed the existence of a temporal sequence of activities, similar to other stingless bees, composed mainly by cerumen working, building and provisioning of brood cells, oviposition, nest cleaning, receiving and nectar dehydration and foraging. This sequence reflects a characteristic behavioral pattern widespread among social insects, in which younger individuals perform within nest activities while older perform foraging and defense. Although the occurrence of a temporal overlap in the task performance according to the ages has been observed, some activities were well defined. In addition, there was a significant correlation between workers’ age and cuticular hydrocarbon profiles, which can be secondarily associated to their functional groups.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 9
Objetivos ... 13
2. MATERIAL E MÉTODOS ... 14
2.1. Espécie e colônias ... 14
2.2. Coleta de dados comportamentais ... 16
2.3. Coleta de dados químicos ... 17
2.4. Análise dos dados comportamentais ... 17
2.5. Análise dos dados químicos ... 20
3. RESULTADOS ... 21
3.1. Atividades desempenhadas X idade das operárias ... 21
3.2. Caracterização dos perfis de hidrocarbonetos de operárias de Melipona scutellaris ... 13
4. DISCUSSÃO ... 25
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 28
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 29
9
1- INTRODUÇÃO
A vida colonial, juntamente com o vôo e metamorfose, foi um evento extremamente
marcante na evolução dos insetos sociais e com certeza serviu de fonte para o seu sucesso
ecológico (WILSON, 1985). Colônias de insetos sociais são grupos de indivíduos que
convivem e se reproduzem como uma unidade, a qual representa um nível de organização
acima do nível de indivíduo com suas próprias características morfológicas, comportamentais,
organização interna e padrão de história de vida (WILSON, 1971).
As principais características envolvidas na manutenção da coesão social são: a divisão
reprodutiva de trabalho, a sobreposição de gerações e o cuidado parental (WILSON, 1971).
Outra importante característica da organização social é a divisão de trabalho entre a casta não
reprodutiva (WILSON; 1971; OSTER; WILSON, 1978; WILSON, 1987). Segundo Wilson
(1971), a divisão de trabalho corresponde a uma variação nas atividades desempenhadas pelas
operárias de uma colônia. Mais precisamente, cada operária especializa-se em um
subconjunto do repertório de tarefas, sendo que esse subconjunto varia entre as operárias de
acordo com o padrão de divisão de trabalho apresentado pela espécie (BESHERS; FEWELL,
2001).
Dois padrões gerais de divisão de trabalho são reconhecidos em insetos sociais: (i)
polietismo temporal ou padrões correlacionados com a idade de execução de tarefas e (ii)
polietismo morfológico, no qual o tamanho e/ou forma da operária está relacionado com seu
desempenho de atividades. Polietismo temporal ocorre em insetos sociais sem diferenciação
morfológica de operárias e, invariavelmente, segue o padrão de operárias jovens realizando
atividades dentro do ninho e operárias mais velhas desempenhando tarefas fora do ninho
10 Padrões de polietismo morfológico são variáveis; sua determinação ocorre pré-imaginalmente
e a generalização mais freqüentemente encontrada mostra que onde as subcastas são
conspícuas, seja pelo tamanho ou morfologia, o comportamento torna-se mais especializado e
os repertórios mais restritos (OSTER; WILSON, 1978). Embora tenha sido brevemente
descrito, o polietismo fisiológico corresponde a um terceiro padrão de divisão de trabalho, no
qual subgrupos de operárias podem apresentar modificações fisiológicas relacionadas com a
reprodução (desenvolvimento ovariano) e comunicação (desenvolvimento diferencial das
glândulas) (revisado em ROBINSON, 2009).
Abelhas sem ferrão apresentam divisão de trabalho semelhante à encontrada em abelhas
melíferas (KERR; SANTOS NETO, 1953, BASSINDALE; 1955). As diferentes tarefas
realizadas pelas operárias não estão rigidamente estabelecidas, mas freqüentemente são
observados grupos de indivíduos realizando atividades de acordo com sua idade (WILLE,
1983). Essa flexibilidade comportamental foi encontrada em Trigona postica (SIMÕES;
BEGO, 1979) e Melipona marginata (MATEUS; ALONSO; ZUCCHI, 2007).
O polietismo apresentado pelas abelhas sociais é baseado em um processo denominado
de maturação comportamental, no qual à medida que ficam mais velhas deixam de executar as
tarefas intra-nidais e passam a realizar atividades consideradas externas, como defesa e
forrageamento (HUANG; PLETTNER; ROBINSON, 1998, ROBINSON, 1992). Essa
transição tem o hormônio juvenil como principal regulador, além de estar associada a
mudanças nas estruturas cerebrais e capacidade de resposta a vários estímulos relacionados ao
forrageamento (FAHRBACH et al., 2003; HUANG; PLETTNER; ROBINSON, 1998,
PANKIW; PAGE, 2000).
Nas abelhas sem-ferrão (Apidae, Meliponini), indivíduos muito jovens produzem cera e
11 deixarem o ninho para serem forrageiras (CEPEDA, 2006). Apesar da possível variação entre
as espécies, as abelhas em geral passam por quatro etapas: recém-emergida, abelha cuidadora,
guarda e forrageadora. As tarefas associadas a esses estágios são: (1) incubação e reparação
do favo de cria, (2) construção e aprovisionamento das células, limpeza do ninho e
alimentação de adultos jovens e da rainha, (3) reconstrução do invólucro, recepção e
desidratação de néctar e proteção na entrada do ninho, (4) coleta de pólen, néctar, própolis e
outros materiais (WILLE, 1983).
O polietismo temporal, bem como outros padrões de divisão de trabalho, é regulado por
um sistema de comunicação entre os organismos envolvidos, pois permite a troca de
informações entre os membros da colônia. Tal linguagem pode ser mediada por diversos
canais sensoriais, especialmente sinais químicos (BILLEN, 2006).
A forma de comunicação mais difundida entre insetos sociais é baseada em mensageiros
químicos, dentre os quais os feromônios (BILLEN, 2006), e os receptores olfativos
amplamente distribuídos pelos apêndices, especialmente nas antenas (ATKINS, 1980). Os
feromônios são compostos químicos secretados por uma glândula exócrina do animal para o
exterior e que promovem uma reação específica em um indivíduo da mesma espécie, como,
por exemplo, a execução de um determinado comportamento (KARLSON; BUTENANDT,
1959). Feromônios primários1 têm efeitos profundos no comportamento social e na
homeostase da colônia e são uma importante força motriz na evolução da harmonia social (LE
CONTE; HEFETZ, 2008).
Os insetos sociais apresentam os mais complexos sistemas envolvendo feromônios que
controlam desde a colaboração entre os indivíduos da colônia na coleta de alimentos e cuida-
1 Feromônio primário: um feromônio que na percepção afeta em longo prazo processos fisiológicos ou endócrinos no receptor, seguido por alterações tardias na resposta comportamental (LE CONTE; HEFETZ, 2008).
12 dos com a prole à reprodução e defesa (WILLIAMS et al., 1993). Tal interação entre os
membros da colônia é conhecida como divisão do trabalho, definida por Oster e Wilson
(1978) como uma força de trabalho organizada entre grupos de indivíduos.
Os componentes altamente voláteis, de baixo peso molecular, como os feromônios de
alarme e de atração das abelhas, são transmitidos pelo ar. Já outros menos voláteis são retidos
na superfície do corpo, onde são detectados por quimiorreceptores. Em Apis mellifera, a
fixação dessas substâncias tende a ser realizada pelas ligas de cera na epicutícula das abelhas
(CARVALHO; BENTO; MARCHINI, 2001).
Os processos de comunicação entre os insetos sociais envolvem, como principais
compostos, os hidrocarbonetos de superfície (BREED; BENNETT, 1987, BLOMQUIST et
al., 1998, SINGER; ESPELIE; GAMBOA, 1998, HOWARD; BLOMQUIST, 2005, LE
CONTE; HEFETZ, 2008, NUNES et al., 2009a, TANNURE-NASCIMENTO et al., 2008,
2009). A cutícula dos insetos é coberta por fina camada impermeável de cera composta por
lipídios de alto peso molecular, os quais, segundo LOCKEY (1988), serviriam primariamente
como proteção contra a perda de água. A função feromonal dos hidrocarbonetos teria
evoluído mais tarde. Essa função secundária é uma das razões da diversidade de compostos
cuticulares encontrados entre os grupos e as conseqüentes combinações altamente específicas
(HOWARD; BLOMQUIST, 2005).
A ocorrência de hidrocarbonetos cuticulares mostra-se característica entre os grupos de
insetos (espécie ou colônia), podendo variar dentro destes de acordo com a idade, casta ou
sexo dos indivíduos (BLOMQUIST et al., 1998, MONNIN; PEETERS, 1999). Estes
compostos também estão relacionados com a identificação dos indivíduos geneticamente
relacionados, da função que estes exercem na colônia, entre outras respostas comportamentais
13 mostram variação na composição de hidrocarbonetos cuticulares relacionadas à população,
castas, indivíduos de diferentes idades e papéis funcionais dentro da colônia (ABDALLA et
al., 2003, NUNES et al., 2008, 2009, FERREIRA-CALLIMAN et al., 2010, 2012).
Tais diferenças no perfil químico cuticular em insetos sociais constituem uma assinatura
química individual, podendo ter origem endógena, ou seja, produzidas pelo próprio indivíduo,
caracterizando uma origem genética; ou apresentar uma origem exógena, sendo adquiridos a
partir do meio externo (CARLIN, 1988, revisado por LORENZI; BAGNÈRES; CLÉMENT,
1996).
Apesar do crescente número de estudos que envolvem as diferentes abordagens ligadas
ao estudo da química cuticular nos Meliponini, esse é um campo ainda pouco conhecido
quando comparado a outros grupos de insetos sociais. Deixando assim uma lacuna no
conhecimento de uma área importante da biologia desse grupo. O presente estudo foi
motivado pela oportunidade de conhecer melhor os compostos que fazem parte da química
cuticular das abelhas sem ferrão e compreender como esses se comportam ao longo da vida
das operárias de Melipona scutellaris. Além de contribuir para o conhecimento do repertório
comportamental da espécie em função da idade das operárias, esse é o primeiro estudo a
levantar informações sobre a dinâmica dos hidrocarbonetos cuticulares em Melipona
scutellaris.
Objetivos
O presente estudo teve como objetivos (i) descrever a idade das operárias envolvidas
nas principais atividades em colônias de Melipona scutellaris e (ii) caracterizar os perfis de
hidrocarbonetos cuticulares de operárias de M. scutellaris em diferentes idades
(recém-emergidas, 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias), avaliando como o perfil químico cuticular se modifica
14
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Espécie e colônias
Assim como as demais abelhas sociais da família Apidae, as abelhas do gênero
Melipona apresentam polietismo etário como padrão de divisão de trabalho. Optou-se, nesse
estudo, pela espécie Melipona scutellaris (Latreille, 1811) devido à robustez dos indivíduos e
à adaptação das colônias ao ambiente de estudo. Tratam-se de abelhas robustas de grande
porte, pertencentes à tribo Meliponini (MICHENER, 2007). São eussociais e, assim como a
maioria das espécies do gênero Melipona, constroem seus ninhos em ocos de árvores
(MICHENER, 2007). Possuem distribuição Neotropical, sendo encontradas, no Brasil, nos
estados de Alagoas, Bahia, Ceará, Paraíba, Pernambuco, Rio Grande do Norte, Sergipe
(CAMARGO, PEDRO, 2008).
Duas colônias de M. scutellaris foram mantidas em caixas de observação e cobertas
com uma lâmina de vidro (SAKAGAMI, 1966; Fig. 1). Em períodos de baixa temperatura, as
caixas foram aquecidas à 27oC. Nos outros meses, foram mantidas em temperatura ambiente.
As caixas de observação foram conectadas com o meio externo através de um tubo flexível de
PVC (Fig. 1). A coleta dos dados comportamentais foi conduzida entre os meses de março e
15 Figura 1. Esquema do aparato montado para a realização do experimento. A. Tubo de
entrada. B. Caixa de entrada. C. Colônia. D. Caixa auxiliar de observação. E. Caixa climatizadora.
As colônias de M. scutellaris, assim como as de outros meliponíneos, possuem regiões
mais ou menos delimitadas (ver Anexo A). Na parte central encontra-se a área de cria onde
discos formados do agrupamento lateral das células encontram-se horizontalmente
empilhados, separados por pilares de cerume. Esta área é recoberta por um conjunto de
lamelas de cerume que formam o invólucro, estrutura que atua na proteção e controle da
temperatura nesse local. Na periferia localiza-se a área de estoque de alimento, formada por
potes construídos com cerume. E ainda uma região de acúmulo de corpos e de diversos
materiais a serem descartados, a qual também é utilizada para defecação das abelhas.
Os discos de cria são continuamente construídos, havendo diferença de estágio de
maturação entre os mesmos. Geralmente, os favos de cria pré-emergentes, estão dispostos
abaixo daqueles em que novas células de cria estão sendo construídas, impossibilitando
acompanhar o comportamento das operárias que realizam tarefas nesse local. Para que os
16 comportamentos de tais indivíduos pudessem ser verificados, favos amadurecidos foram
colocados em uma caixa auxiliar de observação conectada à colônia principal (Fig.1D)
A parte superior do invólucro foi retirada para a verificação dos comportamentos das
abelhas nos favos de cria. Para manter a observação, o mesmo era retirado quando reparado
pelas operárias.
2.2. Coleta de dados comportamentais
Favos de cria foram retirados de cada colônia e mantidos em incubadora para DBO
(Demanda Bioquímica de Oxigênio; modelo MA 415, Marconi) a 27±3oC. Operárias com
menos de 24 horas de emergência (N=195, colônia 1 e N=236, colônia 2) foram marcadas
com tinta atóxica Magic no mesossoma, seguindo um código de cores que permitiu atribuir um número diferente a cada indivíduo. Uma hora após a marcação, os indivíduos foram
introduzidos em suas respectivas colônias de origem.
Registros em vídeo (filmadora Sony Handycam modelo HDR-XR550V) foram
realizados diariamente, duas vezes por dia, até que as abelhas perdessem suas marcas,
aparecessem mortas no lixo ou simplesmente desaparecessem. Cada sessão de filmagem teve
duração de duas horas, na qual o observador percorria as diferentes áreas do ninho
separadamente, ex. área de cria, área de estoque de alimento, depósito de lixo, paredes
internas do ninho e tubo de entrada, registrando as tarefas desempenhadas pelas abelhas
marcadas que estavam visíveis em cada uma dessas áreas. Esse sistema de observação foi
baseado no trabalho sobre polietismo etário realizado com Trigona minangkabau (INOUE;
17
2.3. Coleta dos dados químicos
A análise química foi realizada a partir da técnica não-destrutiva de micro-extração em
fase sólida (SPME), de modo que as operárias marcadas e observadas durante o
comportamento pudessem ser analisadas e devolvidas às colônias de origem, mantendo assim,
suas atividades na colônia. A extração se deu por contato e leve fricção de fibra de polidimetilsiloxano SUPELCO (30 μm bounded) no abdome e cabeça das abelhas por cerca de 10 segundos (FERREIRA-CALIMAN, 2008).
A amostragem constituiu-se de indivíduos com menos de um dia de idade, emergidos
dos favos de cria mantidos em incubadora, além de indivíduos com 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias
(N=10 para cada grupo para cada colônia). Apesar de recém emergidas não constituírem um
grupo funcional na colônia, a caracterização do seu perfil de hidrocarbonetos cuticulares
permitiu acompanhar a mudança do mesmo com a idade.
As amostras foram analisadas em um sistema de cromatografia a gás acoplada a um
espectômetro de massas SHIMADZU, modelo CGMS-QP2010, utilizando-se hélio como gás
carreador a uma taxa de 1ml/min. A temperatura do sistema foi elevada de 150°C à 280°C, a
uma taxa de 3°C/min, mantendo-se a temperatura final por 15min. O injetor e o detector
foram mantidos à temperatura de 250 °C.
2.4. Análise dos dados comportamentais
Os registros em vídeos foram analisados utilizando o software PMB (Sony
Corporation). A partir dessas análises, foi montado um etograma com as principais atividades
18 trabalhos anteriores (KOLMES; SOMMEIJER, 1992, INOUE; SALMAH; SAKAGAMI,
1996, SILVA, 2008). As atividades foram (ver Anexo B):
1) CC – Construção de célula de cria. Uma operária adiciona e/ou molda cerume utilizando a
mandíbula durante o processo de construção da célula.
2) RS – Raspagem da superfície do favo utilizando as mandíbulas. Uma abelha caminha sobre
as células operculadas; com a cabeça baixa, toca o material da superfície com
movimentos rápidos da mandíbula.
3) TI – Trabalhando no invólucro. Uma abelha adiciona e/ou molda cerume com a mandíbula
no processo de construção do invólucro ou na remoção de cerume da lamela para
utilizar na construção de outra estrutura qualquer na colônia.
4) AP – Aprovisionamento de célula de cria. Uma abelha regurgita o alimento larval na célula
antes da postura da rainha.
5) OP – Operculação de célula de cria. Uma abelha fecha com auxílio da sua mandíbula, a
célula na qual a rainha acaba de realizar postura.
6) TP – Trabalhando no pote de alimento. Uma operária usa sua mandíbula para adicionar
e/ou moldar cerume no processo de construção do pote ou no processo de remoção
de cerume a ser utilizado na construção de qualquer outra estrutura na colônia.
7) CM – Carreamento de material como cerume ou resina a serem utilizados na construção de
qualquer estrutura na colônia.
8) ML – Manipulação de lixo. A abelha manipula o lixo com a mandíbula, moldando-o em
pequenas porções que serão retiradas da colônia.
9) AC – Adição de cera ao depósito. A abelha raspa o dorso do abdome com a perna traseira e
19 10) RC – Remoção de cerume das células velhas de cria. Retira com auxílio da mandíbula o
cerume dos favos de cria pré emergente.
11) MR – Manipulação de resina no depósito.
12) DN – Desidratação de néctar. A abelha faz movimentos contínuos de exposição e retração
de uma gota do néctar entre as mandíbulas.
13) FF – Fechamento de frestas entre o tampo de vidro e a caixa de observação.
14) CL – Carreamento de lixo. A abelha carrega restos de células utilizadas, cadáveres e
outros materiais para o lixo.
15) RN – Recepção de néctar das forrageadoras quando chegam do campo.
16) FO – Forrageamento de recursos fora da colônia. Operárias saem do ninho e coletam
pólen, néctar, água, barro e resina.
17) TR – Trofalaxia. Troca de alimento entre as operárias.
18) PO – Postura de ovo trófico. Operária faz postura na célula que está sendo aprovisionada
e a rainha se alimenta desse ovo.
A partir do etograma, os dados foram organizados de modo que se pudesse visualizar a
distribuição da realização das diferentes atividades em função da idade das operárias que as
realizam. Para a análise da freqüência dos comportamentos foi confeccionado um gráfico de
dispersão das idades em relação às atividades (programa Statistica 7; Statsoft, Inc).
Quando apropriado, nas análises dos dados comportamentais, os resultados foram
20
2.5. Análise dos dados químicos
Os cromatogramas resultantes foram analisados com auxílio do programa
CGMSsolutions for Windows (Shimadzu Corporation). Para a identificação dos compostos,
os espectros de massa foram comparados com dados da biblioteca Wiley (MCLAFFERTY;
STAUFFER; LOH, 2000) e com dados de íons diagnósticos disponíveis na literatura.
Os dados obtidos foram comparados entre os grupos por meio de análise estatística
multivariada. Apenas os compostos compartilhados pelos indivíduos de todos os grupos
foram utilizados nas análises. De início, uma análise dos componentes principais (PCA) foi
utilizada para definir os compostos que seriam comparados, os quais tiveram pelo menos 5%
de contribuição para os dois primeiros fatores dessa análise. Em seguida, análise
discriminante foward stepwise foi utilizada para contrastar o perfil químico cuticular dos
indivíduos dos grupos experimentais. Para essa análise, os compostos escolhidos com base na
PCA foram reajustados para 100%. Erros na composição dos dados amostrais (AITCHISON,
1986) foram evitados pela transformação das áreas dos picos seguindo a seguinte fórmula:
Z = ln [ ( Ap / g ( Ap ) ]
Na qual, Ap é a área do pico, g ( Ap ) é a média geométrica do pico em cada grupo
21
3. RESULTADOS
3.1. Atividades desempenhadas X idade das operárias
Colônia 1
As operárias de Melipona scutellaris viveram, em média, 41,50 ± 13,07 com
longevidade mínima de 20 dias e máxima de 75 dias. A maioria das abelhas passou os
primeiros dias de vida sem realizar nenhum tipo de tarefa, as quais começaram a ser
desempenhadas por volta do 6° dia, exceto para carreamento de material como cerume
ou resina (CM), remoção de cerume das células de cria (RC) e raspagem da superfície
do favo (RS) que foram realizadas por indivíduos com apenas 3 dias de idade (Tabela 1,
Fig. 2).
Como acima descrito, as primeiras atividades desempenhadas pelas operárias
estão relacionadas ao trabalho com cerume, seja retirando-o das diversas estruturas do
ninho como invólocro, potes, células velhas de cria ou superfície do favo ou
carregando-o (TI, TP, RC, RS e CM, respectivamente). Após essas atividades, as
abelhas estiveram envolvidas nas atividades reprodutivas do ninho como construção,
aprovisionamento, postura de ovo trófico e operculação de células de cria (CC, AP, PO,
OP, respectivamente). Em seguida, realizaram trabalho com o lixo (ML, CL),
fechamento de frestas entre a caixa de observação e o vidro (FF) e, por último,
forrageamento (FO) (Fig. 3).
Dentre as atividades que demandaram manipulação de cerume - TI, TP, RC, RS e
CM-, as operárias que as desempenharam estiveram distribuídas, em média, no
22 cerume foi realizada por indivíduos no intervalo entre 3 e 42 dias, ocorrendo em maior
freqüência entre 8 e 20 dias. A remoção desse material a partir das células velhas de
cria foi realizada no período entre 3 e 36 dias, apresentando freqüência similar ao longo
desse período. A raspagem da superfície do favo ocorreu no intervalo entre 3 e 31 dias,
sendo mais freqüente entre 8 e 17 dias. Já os trabalhos no invólocro e nos potes foram
desempenhados entre 9 e 43 dias e 6 e 55 dias, respectivamente, tendo o primeiro maior
freqüência entre 10 e 19 dias e o último entre 16 e 26 dias (Tabela 1; Fig. 3).
As operárias envolvidas nas atividades reprodutivas do ninho (CC, AP, OP, PO)
fazem parte de uma estreita faixa etária, que compreende, em média, de dez a 18 dias
(Fig. 2). As abelhas que construíram células de cria tiveram, em média, 13,88 dias, as
que aprovisionaram essas células apresentaram idade média de 13,64 dias, as que
realizaram postura de ovo trófico tiveram 14,20 dias e as que realizaram operculação de
célula 14,30 dias, em média (Tabela 1). Essa última foi registrada dez vezes, o que
dificulta precisar sua distribuição temporal (Fig. 3). Embora tenha havido sobreposição
de idade das abelhas que construíram células e as que as aprovisionaram, foi observado
que nem todas que constroem célula realizaram o aprovisionamento, evidenciando certo
23 Tabela 1. Ocorrência das principais atividades realizadas pelas operárias da M. scutellaris (colônia 1). Média – média de idade em que a tarefa ocorreu; DP – desvio padrão; Min. – menor idade que o comportamento foi executado (dias); Máx. – idade máxima que o comportamento foi executado (dias); N – número de vezes que o comportamento foi observado.
Atividade Média ± DP Min. Máx. N
AC 29.0 ± 15.86 15 55 6 AP 13.64 ± 3.95 6 22 106 CC 13,88 ± 4,55 6 36 410 CL 32,33 ± 8,79 16 47 41 CM 17,49 ± 7,26 3 42 343 FF 28,40 ± 6,69 18 34 5 FO 40,05 ± 8,07 23 75 214 ML 32,90 ± 7,47 15 40 90 MR 31,75 ± 7,29 15 48 33 OP 14,30 ± 3,68 9 18 10 PO 14,20 ± 3,56 11 19 5 RC 17,44 ± 8,73 3 36 64 RN 26,00 ± 7,57 25 39 7 RS 13,53 ± 5,07 3 31 298 TI 17,35 ± 7,91 9 43 810 TP 22,11 ± 7,00 6 55 196 TR 27,09 ± 12,78 1 59 181
24 Figura 2. Distribuição das atividades comportamentais realizadas pelas operárias de Melipona scutellaris (colônia 1) em função da variação da idade das mesmas em dias.
A atividade de adicionar cera ao depósito (AC) foi registrada apenas 6 vezes na
colônia 1, sendo realizada por operárias com idade média de 29 dias (Tabela1). Como a
atividade ocorreu poucas vezes, a interpretação sobre sua distribuição entre as idades
das operárias fica comprometida (Fig. 3).
TP TI RC RS CM CC AP OP PO AC MR ML CL FF RN FO TR Comportamento -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Id a d e
25 Figura 3: Freqüência das atividades realizadas pelas operárias Melipona scutellaris (colônia 1) em função da idade (em dias) das mesmas.
As abelhas que estiveram envolvidas nas atividades de limpeza do ninho,
possuíam idade intermediária. Aquelas que realizaram o carreamento de lixo (CL)
estavam no intervalo entre 23 e 41 dias de idade, já as que desempenharam manipulação
de lixo (ML) tinham entre 25 e 40 dias (Fig. 2). Ambas as atividades apresentaram
freqüência homogênea nos seus intervalos de ocorrência (Fig. 3).
<= 0 (0;5] (5;10] (10;15] (15;20] (20;25] (25;30] > 30 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Idade TP TI RC RS CM CC AP OP PO AC MR ML CL FF RN FO TR C o m p o rt a m e n to
26 A atividade de fechamento de frestas (FF) foi registrada apenas cinco vezes na
colônia 1, sendo realizada por indivíduos de idade intermediária (Fig. 2), com média de
idade de 28,40 dias (Tabela 1). Devido à baixa ocorrência, a interpretação da
distribuição dessa atividade entre as idades das operárias fica comprometida (Fig. 3).
A tarefa de manipulação de resina no depósito (MR) foi registrada 33 vezes na
colônia 1, sendo realizada por indivíduos com idade média de 31,75 dias (Tabela 1). A
distribuição da ocorrência dessa atividade é homogênea (Fig. 3).
A atividade de recepção de néctar (RN) foi registrada apenas sete vezes na colônia
1, sendo realizada por indivíduos com idade intermediária (Fig. 2), com média de idade
de 26 dias. Como essa atividade apresentou baixa ocorrência, a interpretação sobre sua
distribuição entre as idades das operárias fica comprometida (Fig.3). Já a desidratação
de néctar foi registrada apenas duas vezes, sendo desempenhada por um indivíduo de 37
dias e outro de 45 dias de idade.
O comportamento de trofalaxia (TR) foi registrado 181 vezes na colônia 1, sendo
realizado por indivíduos com idade média de 27,09 dias (Tabela 1). Tal comportamento
teve ocorrência homogênea ao longo de todas as idades (Fig. 3).
A atividade de forrageamento de recursos (FO) foi registrada 214 vezes na colônia
1, sendo essencialmente realizada por indivíduos mais velhos (Fig. 2) com média de
idade de 40,05 dias (Tabela 1). Essa atividade foi realizada por indivíduos com idade
27
Colônia 2
As operárias de Melipona scutellaris viveram, em média, 45,97 ± 16,99 com
longevidade mínima de 14 dias e máxima de 70 dias. As abelhas iniciaram cedo (3 dias)
em suas vidas a participação em tarefas na colônia (Tabela 2). Em uma sequência
temporal, as primeiras atividades desenvolvidas envolveram a manipulação de cerume
seja retirando-o de estruturas do ninho como invólocro, potes, células velhas de cria ou
superfície do favo ou carregando-o (TI, TP, RC, RS e CM, respectivamente). Em
seguida, as abelhas estiveram envolvidas nas atividades reprodutivas do ninho como
construção, aprovisionamento e operculação de células de cria (CC, AP, OP,
respectivamente). Logo após, realizaram trabalho com o lixo (ML, CL), fechamento de
frestas entre a caixa de observação e o vidro (FF) e, por último, forrageamento (FO)
(Fig. 4).
Considerando o conjunto de atividades que demandaram manipulação de cerume – TI, TP, RC, RS e CM -, as operárias que o desempenha estiveram distribuídas no intervalo de entre 4 e 32 dias (Fig. 5). A atividade de carreamento de cerume foi
realizada por indivíduos no intervalo entre 1 e 50 dias, ocorrendo em maior freqüência
entre 4 e 15 dias. A remoção desse material a partir das células velhas de cria foi
realizada no período entre 4 e 48 dias, com uma leve tendência de ocorrer com maior
freqüência entre 4 e 12 dias. A raspagem da superfície do favo ocorreu no intervalo
entre 3 e 29 dias, sendo mais freqüente entre 4 e 14 dias. Os trabalhos no invólocro e
nos potes foram desempenhados entre 3 e 39 dias e 4 e 42 dias, respectivamente, tendo
o primeiro maior freqüência entre 5 e 16 dias e o último ocorrido com igual freqüência
28 Tabela 2. Ocorrência das principais atividades realizadas pelas operárias da M. scutellaris (colônia 2). Média – média de idade em que a tarefa ocorreu; DP – desvio padrão; Min. – menor idade que o comportamento foi executado (dias); Máx. – idade máxima que o comportamento foi executado (dias); N – número de vezes que o comportamento foi observado.
Atividade Média ± DP Min. Máx. N
AC 17,25 ± 7,40 12 40 12 AP 11,30 ± 3,53 4 21 30 CC 11,78 ± 3,15 5 21 297 CL 32,11 ± 13,50 7 52 19 CM 14,19 ± 10,24 3 50 296 DN 31,11 ± 10,79 18 54 53 FF 30,89 ± 12,63 5 50 35 FO 40,60 ± 9,05 22 70 966 ML 28,54 ± 12,00 5 53 67 MR 28,78 ± 10,49 16 49 9 OP 10,00 ± 1,00 9 11 3 RC 17,62 ± 13,18 4 48 97 RN 40,22 ± 10,17 20 58 36 RS 9,50 ± 3,72 3 29 328 TI 14,93 ± 8,99 3 39 498 TP 20,45 ± 10,30 4 42 138 TR 30,51 ± 15,16 1 60 157
A distribuição temporal da atividade de adicionar cera ao depósito (AC) ficou
restrita ao intervalo de 12 a 18 dias, exceto para um registro no 40° dia (Tabela 2; Fig.
5). Dentro desse intervalo, não houve maior freqüência em uma idade específica (Fig.
29 Figura 4. Freqüência das atividades realizadas pelas operárias Melipona scutellaris (colônia 2) em função da idade (dias) das mesmas.
As operárias envolvidas nas atividades reprodutivas do ninho (CC, AP, OP) fazem
parte de uma estreita faixa etária, que compreende, em média, de oito a 14 dias (Fig. 5).
As abelhas que construíram células de cria tiveram, em média, 11,78 dias e os que
aprovisionaram essas células apresentaram idade média de 11,30 dias. Apenas três
indivíduos realizaram operculação de célula de cria, os quais tinham 9, 10 e 11 dias de <= 0 (0;5] (5;10] (10;15] (15;20] (20;25] (25;30] (30;35] (35;40] (40;45] (45;50] > 50 1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 Idade TP TI RC RS CM CC AP OP AC MR ML CL FF DN RN FO TR C o m p o rt a m e n to
30 vida. (Tabela 2). Embora tenha havido sobreposição de idade das que construíram
células e as que as aprovisionaram, foi observado que nem todas que constroem célula
realizaram o aprovisionamento. E, ainda, não foi registrado nenhum indivíduo
realizando postura de ovo trófico nesta colônia.
Figura 5. Distribuição das atividades comportamentais realizadas pelas operárias de Melipona scutellaris (colônia 2) em função da variação da idade das mesmas em dias.
TP TI RC RS CM CC AP OP AC MR ML CL FF DN RN FO TR Comportamento -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Id a d e
31 As abelhas que estiveram envolvidas nas atividades de limpeza do ninho,
possuíam idade intermediária. Aquelas que realizaram o carreamento de lixo (CL)
estavam no intervalo entre 18 e 45 dias de idade, já as que desempenharam manipulação
de lixo (ML) tinham entre 16 e 40 dias, em média (Fig. 5). Ambas as atividades
apresentaram freqüência homogênea nos seus intervalos de ocorrência (Fig. 4).
A atividade de fechamento de frestas (FF) foi registrada apenas cinco vezes na
colônia 1, sendo realizada por indivíduos de idade intermediária (Fig. 2), com média de
idade de 28,40 dias (Tabela 1). Devido à baixa ocorrência, a interpretação da
distribuição dessa atividade ocorreu poucas vezes, a interpretação sobre sua distribuição
entre as idades das operárias fica comprometida (Fig. 3).
A tarefa de manipulação de resina no depósito (MR) foi registrada 33 vezes na
colônia 1, sendo realizada por indivíduos com idade média de 31,75 dias (Tabela 1). A
distribuição da ocorrência dessa atividade é homogênea (Fig. 3).
A atividade de recepção de néctar (RN) é desempenhada por indivíduos com
idade média que varia entre 30 e 50 dias, já a tarefa de desidratação de néctar (DN) foi
realizada, em média, por operárias entre 20 e 42 dias de idade (Fig. 5). Tais atividade
não apresentaram tendência de ser realizada em uma idade específica nesse intervalo (
Fig. 4).
O comportamento de trofalaxia (TR) foi registrado 157 vezes na colônia 2, sendo
realizado por indivíduos com idade média de 30,51 dias (Tabela 2). Tal comportamento
teve ocorrência homogênea ao longo de todas as idades (Fig. 4).
A atividade de forrageamento de recursos (FO) foi essencialmente realizada por
indivíduos mais velhos (Fig. 5) com média de idade de 40,60 dias (Tabela 2). Essa
32
3.2. Caracterização dos perfis de hidrocarbonetos cuticulares de operárias de Melipona scutellaris
Os resultados demonstraram que as duas colônias de Melipona scutellaris
possuem semelhante composição cuticular quanto à diversidade de hidrocarbonetos, os
quais possuem cadeias carbônicas que variam entre 19 e 33 átomos. Esses compostos
estão divididos em alcanos lineares, alcenos, metilados e alcadienos – em ordem
decrescente de abundância relativa.
Os indivíduos mais velhos das duas colônias não apresentam o hidrocarboneto de
cadeia pequena Nonadecano (n-C19), exceto os de 21 dias da colônia 2. Esse mesmo
composto está presente em menor proporção na cutícula de operárias recém emergidas
(RE) da colônia 2, aumentam nas operárias de 7 dias e tornam a diminuir nas de 14 e 21
dias. A colônia 1 apresenta situação inversa em relação ao mesmo composto, o qual
possui maior proporção nos indivíduos recém-emergidos e diminui gradativamente nos
de 7 e 14 dias. Contudo, os altos valores do desvio padrão indicam grande variação
entre indivíduos dentro do mesmo grupo etário.
Evidencia-se, ainda, diferença entre as duas colônias quanto à ausência/presença
de alguns compostos. A colônia 2 possui menor número de hidrocarbonetos em relação
à outra colônia, faltando àquela o Heptacoseno (TR 32.880), 7-Metil C27, 11-Metil C29,
Dotriaconteno e Dotriacontano. Já na colônia 1 não foram encontrados o Hexacoseno e
33
Colônia 1
As operárias da colônia 1 apresentaram um total de 45 hidrocarbonetos,
majoritariamente divididos em alcanos, alcenos e metil alcanos (Tabela 3). Além desses,
os alcadienos também estiveram presentes na epicutícula das abelhas.
De maneira geral, as RE apresentam maior proporção de hidrocarbonetos de
cadeia pequena comparadas com os indivíduos das demais idades. Destaca-se o
Tricosano que teve expressiva abundância nesse grupo de indivíduos e se manteve
estável em proporção relativamente baixa nos outros grupos. As RE caracterizaram-se,
ainda, pela ausência de Pentacoseno (TR 27,583min e 27,894min), Heptacoseno (TR
32,649min), Nonacoseno (TR 37,444min), Dotriaconteno e Dotriacontano.
Os hidrocarbonetos Pentacoseno (TR 27,894min), Dotriaconteno e Dotriacontano
foram exclusivos dos indivíduos com mais de 21 dias. Destes, os de 42 dias
caracterizaram-se pela presença de Heptacoseno (TR 32,880min) em elevada proporção
e ausência do 5-Metil C27.
As substâncias Tricosano, Pentacosano, Heptacoseno (TR 32,481min),
Heptacosano e Hentriaconteno foram as mais representativas em todas as idades das
operárias. A proporção deste último não apresentou grande variação ao longo do tempo,
diferente do Pentacosano, Heptacoseno (TR 32,481min) e Heptacosano que foram mais
abundantes nos indivíduos mais velhos.
O fator 1 da Análise dos Componentes Principais (PCA) descreveu 36, 88% da
variação encontrada. A soma dos dois primeiros fatores descreveu 61,28% dessa
variação, a dos três primeiros fatores descreveu 69,96% e a dos quatro primeiros 78%.
34 de operárias de acordo com os hidrocarbonetos cuticulares (Modelo Global: Wilk’s Lambda = 0,00004; F90,24 = 13,901; p < 0,001) (Figura 6 e Tabela 4). Os compostos
utilizados para a análise foram Docosano, (Z)-Tricoseno, Pentacosano, 13-Metil C25,
11-Metil C25, 9-Metil C25 Hexacosano, (Z)- Heptacoseno (TR 32.481), Heptacosano,
13-Metil C27, 11-Metil C27, 7-Metil C27, Octacosano, (Z)-Nonacoseno (TR 37.265),
Triacontano e (Z)-Hentriaconteno.
A classificação da matriz apontou um total de 100% de correta alocação do
indivíduos recém-emergidos, além dos de 07 e 42 dias. A correta alocação das operárias
35
Tabela 3 – Valores médios e desvio padrão da proporção relativa dos hidrocarbonetos de operárias de Melipona scutellaris (colônia 1) em diferentes idades. TR –
tempo de retenção (minutos); RE – operárias recém-emergidas.
TR COMPOSTO RE 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias 35 dias 42 dias
12.080 Nonadecano (n-C19) 0,47 ± 0,55 0,12 ± 0,10 0,08 ± 0,09 ̶ ̶ ̶ ̶ 17.225 Heneicosano (n-C21) 0,94 ± 0,47 0,15 ± 0,08 0,09 ± 0,04 0,11 ± 0,05 0,09 ± 0,03 0,08 ± 0,02 0,12 ± 0,07 20.036 Docosano (n-C22) 0,90 ± 0,94 0,03 ± 0,02 0,03 ± 0,01 0,03 ± 0,01 0,03 ± 0,03 0,03 ± 0,01 0,04 ± 0,01 22.049 (Z)-Tricoseno 8,03 ± 9,01 0,10 ± 0,03 0,52 ± 0,40 0,55 ± 0,29 0,51 ± 0,56 0,41 ± 0,20 0,52 ± 0,15 22.839 Tricosano (n-C23) 22,92 ± 13,35 4,61 ± 1,63 5,14 ± 1,21 4,26 ± 1,67 4,38 ± 1,20 5,47 ± 1,05 6,05 ± 0,94 24.726 3-Metil C23 0,33 ± 0,19 0,08 ± 0,03 0,14 ± 0,06 0,15 ± 0,06 0,15 ± 0,07 0,12 ± 0,05 0,13 ± 0,03 25.449 Tetracosano (n-C24) 2,09 ± 2,88 0,49 ± 0,12 0,55 ± 0,20 0,42 ± 0,17 0,43 ± 0,10 0,61 ± 0,15 0,63 ± 0,13 27.418 (Z)-Pentacoseno 10,60 ± 4,06 5,03 ± 1,25 7,86 ± 2,64 8,60 ± 2,21 7,35 ± 2,46 5,57 ± 2,26 5,86 ± 1,41 27.583 (Z)-Pentacoseno ̶ 0,31 ± 0,13 0,28 ± 0,07 0,33 ± 0,10 0,25 ± 0,09 0,29 ± 0,10 0,36 ± 0,09 27.894 (Z)-Pentacoseno ̶ ̶ ̶ ̶ 0,68 ± 0,77 1,35 ± 0,76 1,63 ± 1,04 28.101 Pentacosano (n-C25) 10,35 ± 9,54 27,25 ± 5,71 24,88 ± 4,66 21,78 ± 7,56 24,69 ± 4,57 29,32 ± 5,52 25,95 ± 3,64 28.990 13-Metil C25; 11-Metil C25; 9-Metil C25* 5,08 ± 10,34 0,13 ± 0,09 0,16 ± 0,11 0,24 ± 0,16 0,24 ± 0,19 0,04 ± 0,02 0,06 ± 0,02 29.135 7-Metil C25 0,19 ± 0,17 0,02 ± 0,01 0,03 ± 0,01 0,04 ± 0,01 0,02 ± 0,01 0,01 ± 0,01 0,06 ± 0,09 29.364 5-Metil C25** 0,27 ± 0,15 0,16 ± 0,22 0,09 ± 0,03 0,06 ± 0,03 0,07 ± 0,02 0,06 ± 0,02 0,07 ± 0,02 29.740 3-Metil C25 0,24 ± 0,09 0,36 ± 0,11 0,50 ± 0,16 0,51 ± 0,14 0,44 ± 0,13 0,35 ± 0,14 0,34 ± 0,09 30.610 Hexacosano (n-C26) 0,69 ± 0,88 0,68 ± 0,17 0,70 ± 0,19 0,58 ± 0,24 0,62 ± 0,20 0,90 ± 0,19 0,96 ± 0,20 32.481 (Z)- Heptacoseno 3,99 ± 3,26 16,88 ± 4,49 18,68 ± 4,35 21,05 ± 6,74 18,15 ± 4,59 12,29 ± 3,82 13,05 ± 3,35 32.649 (Z)- Heptacoseno ̶ 0,33 ± 0,24 0,25 ± 0,06 0,32 ± 0,10 0,21 ± 0,04 0,26 ± 0,07 0,37 ± 0,15 32.880 (Z)- Heptacoseno ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ 19,59 ± 2,79 33.110 Heptacosano (n-C27) 5,66 ± 3,49 16,32 ± 3,90 16,89 ± 3,78 13,76 ± 4,83 14,32 ± 4,66 20,00 ± 2,96 0,28 ± 0,08 33.874 13-Metil C27; 11-Metil C27* 2,04 ± 3,83 0,32 ± 0,10 0,38 ± 0,15 0,36 ± 0,11 0,35 ± 0,15 0,23 ± 0,12 0,10 ± 0,18 33.985 9-Metil C27 0,11 ± 0,07 0,07 ± 0,03 0,06 ± 0,02 0,06 ± 0,02 0,06 ± 0,03 0,03 ± 0,02 0,03 ± 0,05 34.083 7-Metil C27 0,21 ± 0,26 0,01 ± 0,01 0,01 ± 0,00 0,02 ± 0,02 0,02 ± 0,02 0,01 ± 0,01 0,07 ± 0,13 Continua
36
Tabela3 – Valores médios e desvio padrão da proporção relativa dos hidrocarbonetos de operárias de Melipona scutellaris (colônia 1) em diferentes idades.
34.303 5-Metil C27 0,49 ± 0,27 0,03 ± 0,02 0,02 ± 0,01 0,05 ± 0,04 0,03 ± 0,01 0,03 ± 0,03 ̶ 34.849 (Z)-Octacoseno 0,51 ± 0,22 0,14 ± 0,05 0,12 ± 0,03 0,18 ± 0,05 0,17 ± 0,05 0,13 ± 0,10 0,23 ± 0,30 35.481 Octacosano (n-C28) 0,71 ± 0,98 0,28 ± 0,04 0,28 ± 0,08 0,95 ± 1,23 0,26 ± 0,08 0,72 ± 1,08 0,45 ± 0,17 37.265 (Z)-Nonacoseno 2,43 ± 2,17 4,36 ± 1,48 4,02 ± 0,76 4,30 ± 0,72 4,94 ± 1,61 2,59 ± 1,08 3,14 ± 0,70 37.444 (Z)-Nonacoseno ̶ 0,38 ± 0,31 0,22 ± 0,06 0,23 ± 0,05 0,18 ± 0,03 0,96 ± 2,44 0,24 ± 0,08 37.822 Nonacosano (n-C29) 3,59 ± 2,17 4,22 ± 1,18 4,49 ± 1,05 4,08 ± 1,71 3,79 ± 1,57 5,42 ± 2,13 6,31 ± 1,38 38.614 13-Metil C29; 11-Metil C29* 0,99 ± 1,00 0,42 ± 0,35 0,28 ± 0,09 0,25 ± 0,12 0,28 ± 0,13 0,17 ± 0,08 0,17 ± 0,05 40.214 Triacontano (n-C30) 1,42 ± 4,22 0,10 ± 0,16 0,06 ± 0,05 0,10 ± 0,08 0,04 ± 0,01 1,25 ± 3,75 0,08 ± 0,03 41.796 (Z)-Hentriaconteno 9,32 ± 3,83 11,54 ± 3,13 9,67 ± 1,46 11,50 ± 3,28 11,48 ± 2,61 7,62 ± 2,45 9,03 ± 1,59 42.233 Hentriacontano (n-C31) 1,40 ± 0,74 1,66 ± 1,10 0,96 ± 0,46 1,48 ± 0,72 2,74 ± 1,80 1,15 ± 0,33 1,36 ± 0,29 42.847 15-Metil C31; 11-Metil C31* 0,55 ± 0,22 0,63 ± 0,23 0,47 ± 0,15 0,42 ± 0,14 0,54 ± 0,24 0,32 ± 0,12 0,34 ± 0,08 43.705 (Z)-Dotriaconteno ̶ ̶ ̶ ̶ 0,14 ± 0,04 0,13 ± 0,05 0,18 ± 0,06 43.807 Dotriacontano (n-C32) ̶ ̶ ̶ ̶ 0,13 ± 0,12 0,07 ± 0,17 0,02 ± 0,01 45.714 (Z,Z)-Tritriacontadieno 0,31 ± 0,19 0,38 ± 0,20 0,33 ± 0,14 0,31 ± 0,15 0,36 ± 0,18 0,24 ± 0,11 0,21 ± 0,06 45.901 (Z,Z)-Tritriacontadieno 0,71 ± 0,93 0,29 ± 0,13 0,26 ± 0,08 0,22 ± 0,12 0,25 ± 0,14 0,32 ± 0,64 0,13 ± 0,06 46.342 (Z)-Tritriaconteno 2,03 ± 1,38 1,06 ± 0,26 1,01 ± 0,33 2,19 ± 1,92 1,28 ± 0,49 1,17 ± 0,45 1,51 ± 0,46 46.877 Tritriacontano (n-C33) 0,44 ± 0,24 1,09 ± 1,07 0,51 ± 0,55 0,53 ± 0,50 0,33 ± 0,16 0,31 ± 0,27 0,28 ± 0,08 *
Compostos que eluíram no mesmo tempo de retenção.
**
37 Tabela 4 – Análise discriminante aplicada aos hidrocarbonetos cuticulares de operárias de Melipona scutellaris (colônia 1) em relação à sua idade. RE – operárias recém-emergidas.
Distância de Mahalanobis F15,42 P RE x 7 dias 274,26 64,96 < 0,001 RE x 14 dias 249,65 62,41 < 0,001 RE x 21 dias 201,57 50,39 < 0,001 RE x 28 dias 235,21 55,70 < 0,001 RE x 35 dias 234,65 55,57 < 0,001 RE x 42 dias 926,06 163,64 < 0,001 7 dias x 14 dias 18,15 4,30 < 0,001 7 dias x 21 dias 29,84 7,07 < 0,001 7 dias x 28 dias 18,89 4,25 < 0,001 7 dias x 35 dias 22,50 5,06 < 0,001 7 dias x 42 dias 900,30 162,05 < 0,001 14 dias x 21 dias 7,87 1,97 < 0,05 14 dias x 28 dias 2,88 0,68 = 0,786 14 dias x 35 dias 5.65 1,34 = 0,222 14 dias x 42 dias 963,95 180,74 < 0,001 21 dias x 28 dias 6,66 1,58 = 0,122 21 dias x 35 dias 10,70 2,53 < 0,01 21 dias x 42 dias 953,14 178,71 < 0,001 28 dias x 35 dias 7,15 1,61 = 0,122 28 dias x 42 dias 902,52 162,45 < 0,001 35 dias x 42 dias 912,99 164,34 < 0,001
38 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 -10 -5 0 5 10 15 20 25 RE 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias 35 dias 42 dias
Figura 6 – Análise canônica realizada com os hidrocarbonetos cuticulares de operárias de Melipona scutelaris (colônia 1) em relação à sua idade (dias). RE – operárias
39
Colônia 2
A análise química da epicutícula de operárias de Melipona scutellaris identificou 42
hidrocarbonetos (Tabela 5). Esses compostos compreenderam alcanos lineares, alcenos,
alcadienos e metil alcanos, dos quais, os dois primeiros são os mais representativos.
De maneira geral, os compostos mais abundantes em todos os grupos etários foram o
Heptacoseno (TR 32.481min), seguido por Hentriaconteno, Pentacosano e Heptacosano.
As abelhas com menos de 24h pós emergência (RE) caracterizaram-se pela ausência
de Pentacoseno (TR 27,583 e 27,894min), Heptacoseno (TR 32,055min) e Nonacoseno (TR
36,724min). Nesse grupo de indivíduos, o Tricosano apresentou alta proporção, a qual
diminuiu substancialmente nas outras faixas etárias.
As operárias com 7 e 14 dias possuem composição bastante similar, caracterizando-se
pela ausência de Docosano, Pentacoseno (TR 27,894min), 7-Metil C25 e 9-Metil C27. Ainda
quanto à ausência de compostos, os indivíduos com mais de 21 dias não apresentaram
Nonadecano. Desses indivíduos mais velhos, nos de 28 dias também não foi encontrado
Pentacoseno (TR 27,894min).
O fator 1 da Análise dos Componentes Principais (PCA) descreveu 46, 16% da variação
encontrada. A soma dos dois primeiros fatores descreveu 75,09% dessa variação e a soma dos
três primeiros fatores descreveu 81,79%. A análise discriminante foward stepwise (nível de
tolerância = 0.05) separou os grupos de operárias de acordo com os hidrocarbonetos
cuticulares (Modelo Global: Wilk’s Lambda = 0,00057; F78,28 = 10,198; p < 0,001) (Figura 7).
Os compostos utilizados para a análise foram Tricosano, 3-Metil C23, (Z)-Pentacoseno (TR
40
TR COMPOSTO RE 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias 35 dias 42 dias
12.080 Nonadecano (n-C19) 0,15 ± 0,05 0,69 ± 0,48 0,35 ± 0,22 0,24 ± 0,17 ̶ ̶ ̶ 17.225 Heneicosano (n-C21) 0,41 ± 0,20 0,09 ± 0,04 0,10 ± 0,04 0,08 ± 0,05 0,28 ± 0,29 0,29 ± 0,21 0,33 ± 0,53 20.036 Docosano (n-C22) 0,24 ± 0,18 ̶ ̶ 0,05 ± 0,03 0,05 ± 0,03 0,16 ± 0,13 0,08 ± 0,12 22.049 (Z)-Tricoseno 1,98 ± 0,95 0,16 ± 0,09 0,50 ± 0,19 1,05 ± 0,55 0,91 ± 0,49 0,10 ± 0,09 0,44 ± 0,14 22.839 Tricosano (n-C23) 16,24 ± 5,65 1,78 ± 0,27 1,96 ± 0,33 1,90 ± 0,67 2,38 ± 0,94 0,69 ± 0,57 3,00 ± 1,48 24.726 3-Metil C23 0,14 ± 0,07 0,09 ± 0,04 0,16 ± 0,07 0,29 ± 0,09 0,26 ± 0,10 3,21 ± 4,83 0,19 ± 0,08 25.449 Tetracosano (n-C24) 0,57 ± 0,13 0,32 ± 0,09 0,27 ± 0,13 0,32 ± 0,14 0,37 ± 0,14 0,13 ± 0,08 0,45 ± 0,18 27.418 (Z)-Pentacoseno 7,29 ± 2,52 5,84 ± 1,85 8,36 ± 2,58 11,74 ± 3,08 12,12 ± 5,28 0,25 ± 0,15 8,15 ± 3,20 27.583 (Z)-Pentacoseno ̶ 0,40 ± 0,09 0,31 ± 0,10 0,41 ± 0,11 0,42 ± 0,11 6,07 ± 3,77 0,33 ± 0,07 27.894 (Z)-Pentacoseno ̶ ̶ ̶ 0,27 ± 0,22 ̶ 0,24 ± 0,15 0,44 ± 0,47 28.101 Pentacosano (n-C25) 23,28 ± 6,14 15,54 ± 3,70 11,14 ± 4,88 11,25 ± 3,34 12,54 ± 6,02 0,25 ± 0,04 19,30 ± 5,11
28.990 13-Metil C25; 11-Metil C25; 9-Metil C25 * 0,09 ± 0,06 0,12 ± 0,05 0,14 ± 0,07 0,25 ± 0,07 0,24 ± 0,08 9,78 ± 6,30 0,18 ± 0,08 29.135 7-Metil C25 0,05 ± 0,03 ̶ ̶ 0,09 ± 0,03 0,08 ± 0,03 0,12 ± 0,07 0,05 ± 0,04 29.364 5-Metil C25 0,40 ± 0,19 0,11 ± 0,04 0,10 ± 0,04 0,16 ± 0,11 0,12 ± 0,04 0,05 ± 0,03 0,10 ± 0,04 29.740 3-Metil C25; (Z)-Hexacoseno* 0,18 ± 0,06 0,54 ± 0,19 0,64 ± 0,21 0,94 ± 0,26 0,85 ± 0,28 0,13 ± 0,11 0,67 ± 0,32 30.610 Hexacosano (n-C26) 0,35 ± 0,12 0,59 ± 0,16 0,51 ± 0,16 0,54 ± 0,20 0,50 ± 0,24 0,41 ± 0,31 0,66 ± 0,22 32.481 (Z)- Heptacoseno 5,02 ± 1,20 22,82 ± 5,83 26,42 ± 5,30 25,43 ± 4,85 25,73 ± 6,77 0,34 ± 0,18 19,23 ± 6,39 32.649 (Z)- Heptacoseno ̶ 0,45 ± 0,10 0,32 ± 0,08 0,75 ± 1,00 0,40 ± 0,06 12,94 ± 10,60 0,37 ± 0,10 33.110 Heptacosano (n-C27) 9,04 ± 3,31 13,94 ± 4,10 14,06 ± 3,86 10,16 ± 2,98 11,61 ± 4,45 0,40 ± 0,34 15,39 ± 4,41 33.874 13-Metil C27; 11-Metil C27 * 0,13 ± 0,04 0,22 ± 0,13 0,19 ± 0,06 0,41 ± 0,29 0,31 ± 0,09 7,75 ± 4,50 0,24 ± 0,13 33.985 9-Metil C27 0,07 ± 0,03 ̶ ̶ 0,06 ± 0,02 0,05 ± 0,01 0,19 ± 0,12 0,04 ± 0,03 34.303 5-Metil C27 0,66 ± 0,37 0,06 ± 0,01 0,04 ± 0,01 0,07 ± 0,07 0,05 ± 0,02 0,04 ± 0,02 0,05 ± 0,02 Continua
41 Tabela 5 - Valores médios e desvio padrão da proporção relativa de hidrocarbonetos de operárias de Melipona scutellaris (colônia 2) em diferentes idades. TR – tempo de retenção (minutos); RE – operárias recém-emergidas.
34.849 (Z)-Octacoseno 0,49 ± 0,29 0,08 ± 0,02 0,11 ± 0,03 0,12 ± 0,03 0,38 ± 0,66 0,05 ± 0,02 0,21 ± 0,20 35.481 Octacosano (n-C28) 0,24 ± 0,16 0,31 ± 0,12 0,25 ± 0,10 0,26 ± 0,11 0,36 ± 0,20 0,14 ± 0,21 0,33 ± 0,10 37.265 (Z)-Nonacoseno 2,95 ± 0,50 4,01 ± 1,00 4,63 ± 0,81 4,85 ± 0,84 3,86 ± 0,70 0,22 ± 0,22 3,05 ± 0,82 37.444 (Z)-Nonacoseno ̶ 0,41 ± 0,08 0,22 ± 0,03 0,26 ± 0,04 0,21 ± 0,06 0,21 ± 0,09 0,21 ± 0,05 37.822 Nonacosano (n-C29) 3,81 ± 1,00 6,20 ± 2,08 5,83 ± 1,90 4,88 ± 1,58 4,71 ± 2,14 2,41 ± 1,81 6,38 ± 1,88 38.614 13-Metil C29; 9-Metil C29* 0,85 ± 0,44 0,16 ± 0,07 0,09 ± 0,02 0,19 ± 0,09 0,14 ± 0,05 0,16 ± 0,13 0,15 ± 0,12 40.214 Triacontano (n-C30) 0,07 ± 0,11 0,14 ± 0,06 0,10 ±0,05 0,20 ± 0,09 0,10 ± 0,07 3,41 ± 1,90 0,10 ± 0,04 41.796 (Z)-Hentriaconteno 17,75 ± 4,55 17,12 ± 2,98 16,86 ± 2,62 15,42 ± 2,70 13,01 ± 2,89 0,21 ± 0,25 11,90 ± 2,41 42.233 Hentriacontano (n-C31) 1,07 ± 0,45 2,65 ± 2,61 1,67 ± 0,60 1,75 ± 0,80 1,61 ± 0,83 0,86 ± 0,47 2,31 ± 0,79 42.847 15-Metil C31; 13-Metil C31* 0,37 ± 0,21 0,38 ± 0,10 0,26 ± 0,07 0,41 ± 0,16 0,32 ± 0,14 0,22 ± 0,07 0,28 ± 0,15 45.714 (Z,Z)-Tritriacontadieno 0,28 ± 0,14 0,18 ± 0,03 0,14 ± 0,04 0,16 ± 0,03 0,09 ± 0,03 0,10 ± 0,04 0,12 ± 0,06 45.901 (Z,Z)-Tritriacontadieno 0,33 ± 0,19 0,07 ± 0,04 0,06 ± 0,02 0,08 ± 0,02 0,09 ± 0,10 9,59 ± 6,93 0,05 ± 0,06 46.342 (Z)-Tritriaconteno 3,64 ± 1,24 3,53 ± 0,65 3,33 ± 0,42 4,23 ± 1,23 3,68 ± 0,64 1,40 ± 0,79 4,04 ± 0,82 46.877 Tritriacontano (n-C33) 0,34 ± 0,20 0,64 ± 0,30 0,57 ± 0,24 0,72 ± 0,35 0,68 ± 0,42 0,24 ± 0,12 1,21 ± 0,45
42 13-Metil C29, 9-Metil C29, (Z,Z)-Tritriacontadieno (TR 45.901) e (Z)-Tritriaconteno.
A classificação da matriz apontou um total de 100% de correta alocação das operárias
com menos de 21 dias dentro do grupo previsto. Esse percentual foi de 70% para os
indivíduos entre 21 e 35 dias e de 66,67 para os de 42 dias de idade.
Tabela 6 – Análise discriminante aplicada aos hidrocarbonetos cuticulares de operárias de Melipona scutellaris (colônia 2) em relação à sua idade. RE – operárias recém-emergidas.
Distância de Mahalanobis F13,49 P RE x 7 dias 382,39 111,92 < 0,001 RE x 14 dias 387,69 119,77 < 0,001 RE x 21 dias 386,94 119,55 < 0,001 RE x 28 dias 368,74 113,92 < 0,001 RE x 35 dias 338,97 104,73 < 0,001 RE x 42 dias 356,15 104,24 < 0,001 7 dias x 14 dias 17,30 5,06 < 0,001 7 dias x 21 dias 18,00 5,27 < 0,001 7 dias x 28 dias 29,31 8,58 < 0,001 7 dias x 35 dias 28,05 8,21 < 0,001 7 dias x 42 dias 30,33 8,43 < 0,001 14 dias x 21 dias 13,18 4,07 < 0,001 14 dias x 28 dias 14,11 4,36 < 0,001 14 dias x 35 dias 16,57 5,12 < 0,001 14 dias x 42 dias 12,17 3,56 < 0,001 21 dias x 28 dias 10,99 3,40 < 0,001 21 dias x 35 dias 20,99 6,48 < 0,001 21 dias x 42 dias 11,94 3,49 < 0,001 28 dias x 35 dias 9,57 2,96 < 0,01 28 dias x 42 dias 4,99 1,46 = 0,166 35 dias x 42 dias 6,63 1,94 < 0,05
43 -10 -5 0 5 10 15 20 25 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 RE 07 dias 14 dias 21 dias 28 dias 35 dias 42 dias
Figura 7 – Análise canônica realizada com os hidrocarbonetos cuticulares de operárias de Melipona scutelaris (colônia 2) em relação à sua idade. RE – operárias recém-emergidas.
44
4. DISCUSSÃO
As operárias de Melipona scutellaris viveram, em média, 41,50 ± 13,07 dias na colônia
1 e 45,97 ± 16,99 dias na colônia 2, sendo a longevidade máxima de 70 e 75 dias,
respectivamente. Esses resultados diferem do encontrado anteriormente para uma colônia da
mesma espécie, na qual a média de sobrevivência foi de 70,02 ± 14,97, com longevidade
máxima de 86 dias (ROSELINO, A. C.; HRNCIR, M. & ZUCCH, 2006). Em outras espécies
de Meliponinae foram encontradas as seguintes longevidades: Friesella schrottky Friese, 30.1
dias (CAMILLO-ATIQUE, 1977), F. languida, 33.3 dias (RIBEIRO, 1989), M. bicolor
bicolor, 44.0 dias (BEGO, 1983), Scaptotrigona postica para três colônias estudadas, 26.3
dias, 39.5 dias e 32.9 dias (SIMÕES; BEGO, 1991) e M. favosa, 40.0 dias (SOMMEIJER,
1984. Essa variação encontrada, tanto para a espécie em estudo quanto para as demais citadas,
pode ser explicada pelo fato de o tamanho e a estrutura da população de operárias de uma
colônia mudar ao longo do tempo e essa mudança estar associada a fase de desenvolvimento
da colônia, época do ano, disponibilidade de comida, pressão de predação e condições
climáticas (OSTER; WILSON, 1978).
O presente estudo mostrou que há uma relação entre o tipo de atividade desempenhada e
a idade do indivíduo, apesar de da sobreposição temporal na realização das mesmas. Segundo
Giannini (1997), a sobreposição de tarefas é um ponto importante de ser ressaltado e seria
resultado da capacidade da operária em realizar mais de uma tarefa em uma mesma idade.
Essa capacidade foi apresentada em Melipona rufiventris flavolineata na estação quente do
ano, evidenciando também uma capacidade adaptativa da alocação de tarefas às condições
45 A manipulação de cerume é a primeira atividade realizada por Melipona scutellaris, fato
que está de acordo com o encontrado em outras espécies de abelhas sem ferrão como
Scaptotrigona xanthotricha (HEBLING et al., 1964), Melipona bicolor (BEGO, 1983), Scaptotrigona postica (SIMÕES, BEGO, 1991), Plebeia remota (van BENTHEM,
IMPERATRIZ-FONSECA, VELTHUIS, 1995) Trigona (Tetragonula) minangkabau
(INOUE; SALMAH; SAKAGAMI, 1996) e Melipona compressipes fasciculata (GIANNINI,
1997).
A distribuição temporal da atividade de adição de cera ao depósito na colônia 1 não
pode ser inferida devido ao seu número reduzido de registros. Na colônia 2, a tarefa foi
realizada por indivíduos com idade média de 18,14 ± 8,99 dias de idade, comparável à idade
média de produção de cera (11,70 ± 7,61 dias). O dado referente à produção de cera não foi
apresentado nos resultados pelo fato dessa não ser aqui considerada uma atividade e sim um
estado fisiológico das abelhas. Em Apis mellifera e nos meliponíneos, a produção de cera
ocorre aproximadamente na mesma idade, a qual coincide com a fase na qual as operárias são
cuidadoras (HEBLING; KERR; KERR, 1964). Resultados para quatro espécie de Meliponini
mostraram que essas glândulas apresentaram máximo desenvolvimento, principalmente,
quando as operárias trabalhavam na area de cria, construindo e aprovisionando células de cria
(CAVALCANTE, OLIVEIRA; CRUZ-LANDIM, 2000).
As atividades de reprodução do ninho, a saber, aprovisionamento de células de cria,
construção de célula e operculação de célula se sobrepõem completamente, sendo realizadas
por abelhas entre 3 e 20 dias de vida adulta. Operárias de Melipona favosa também fizeram
parte de uma estreita faixa etária, a qual foi de 5 a pouco mais de 20 dias (SOMMEIJER,
1984). Estudo anterior, com a mesma espécie, revelou que os indivíduos mais ativos na
46 (SOMMEIJER, BEUVENS, VERBEEK, 1982). Essa pode ser uma explicação para o fato de,
em Melipona scutellaris, ter sido observado que alguns indivíduos construtores de célula
nunca realizaram aprovisionamento. Situação similar foi encontrada em Trigona pallens
(SILVA, 2008).
O trabalho com lixo foi realizado por indivíduos com idade intermediária,
compreendendo o intervalo entre 16 e 48 dias, exceto para alguns indivíduos da colônia 2 que
estiveram engajados nessa atividade quando ainda bem jovens. Esses resultados diferem,
parcialmente, do encontrado em Trigona pellucida, cujos indivíduos jovens também
estiveram envolvidos nessa atividade (MATEUS, ZUCCHI, 2008). Em Trigona pallens,
indivíduos jovens também realizaram manipulação do lixo, contudo os de idade intermediária
estiveram mais envolvidos (SILVA, 2008). Os resultados para Melipona scutellaris são
comparáveis aos encontrados por Ferreira-Caliman (2010).
As atividades de recepção e desidratação de néctar são realizadas por indivíduos a partir
dos 20 dias de vida, um pouco antes de ser iniciada a tarefa de forrageio. Esse padrão difere,
parcialmente, ao encontrado em Melipona compressipes fasciculata, espécie na qual a
recepção de néctar começa quando as abelhas são ainda jovens (GIANNINI, 1997).
A atividade de forrageamento foi realizada por indivíduos mais velhos, corroborando
com o processo de maturação comportamental, no qual indivíduos jovens realizam atividades
dentro do ninho e quando mais velhos realizam atividades fora dele (HUANG, PLETTNER,
ROBINSON, 1998; ROBINSON, 1992). Essa dicotomia etária da execução de tarefas
também pode ser associada aos riscos envolvidos com sua realização, sendo que as
desempenhadas dentro do ninho são mais seguras do que as realizadas fora dele
