A colonização de uma área por espécies de abelhas sem ferrão. Um estudo de caso: Partamona helleri (Friese, 1900) (Hymenoptera : Apidae: Meliponini)

Bees are obligatory floral visitors and are considered the main pollinators of angiosperms. The increasing interest in the services of bees has led to efforts to develop management strategies for conservation purposes. The sustainable use of pollinators requires knowledge on the regional diversity of floral visitors obtained from the identification of the agents responsible for the effective pollination of crops. Furthermore, understanding the reproductive biology and population structure of these species as well as the factors that enable the colonization of certain areas by a species of bee are necessary requirements to designing management and conservation strategies. To test the hypothesis that a certain area may be colonized by a small number of maternal lineages of female founders of a species of stingless bee, samples from 73 nests of Partamona helleri (Hymenoptera: Apidae: Meliponini) located on the Brazilian campuses of the Universidade Federal de São Carlos (UFSCar, n = 34), Universidade de São Paulo in São Paulo (USP-SP, n = 14) and Universidade de São Paulo in Ribeirão Preto (USP-RP, n = 25) were analyzed for two mitochondrial genes cytochrome b (cyt b) and cytochrome oxidase I (COI) in order to determine the number of different haplotypes. A fragment of the cytochrome b (485 bp) and cytochrome oxidase (611 bp) genes was sequenced for all nests sampled. The analysis of nucleotide sequences identified only one cyt b haplotype in samples from UFSCar and a second haplotype, distinct from the former by a base substitution, in samples from USP-SP, while samples from USP-RP exhibited three distinct haplotypes, one of which was shared by the samples from UFSCar. Among the nucleotide substitutions, some resulted in amino acid changes in the product of the cyt b gene. A similar result was observed with the COI gene. Fst values estimated for the mitochondrial DNA from the cyt b and COI genes were 31.8% and 36.1%, respectively. The estimated rate of nucleotide substitution for cyt b was higher than that found for COI. Thus, the former gene was found to be less conserved than the latter in stingless bees. The larger number of haplotypes observed in the samples from USP-RP may be due to the introduction of colonies from other regions of the country. To determine the occurrence of population structure for nuclear genes, the samples were also examined for several microsatellite loci. Among the 18 heterologous microsatellites loci tested, only four Mbi215, Mbi278, Mbi232 and Mbi254 exhibited genetic variation. The prospection of species-specific microsatellite loci for Partamona helleri using the enrichment method for the construction of DNA libraries allowed characterizing seven new loci. Samples from 73 nests (two workers per colony) were analyzed for eleven microsatellite loci. The populations exhibited significant differentiation (Fst = 0.129, P = 0.000). Fst values estimated for mitochondrial genes and nuclear genes (microsatellites) were compared to establish whether there is evidence for differential male and female dispersal ability in this species. No evidence was found of sex-asymmetrical dispersal (colonizing females are colonizers; males are dispersers). Analysis of phenotypic segregation in the progenies of several nests revealed the occurrence of monandry in the species studied and, consequently, a simple sociogenetic structure monogyny/monandry. The presence of 'foreign' workers was rarely observed in the nests analyzed.Universidade Federal de Minas GeraisAs abelhas, por serem visitantes florais obrigatórios, são consideradas os principais agentes polinizadores das angiospermas. O crescente interesse pelos serviços das abelhas tem gerado esforços para o desenvolvimento de estratégias de manejo para fins conservacionistas. A utilização sustentável dos polinizadores requer o conhecimento da diversidade regional dos visitantes florais obtido mediante a identificação dos agentes efetivos responsáveis pela polinização das culturas. Além disso, conhecer a biologia reprodutiva e a estrutura populacional dessas espécies, bem como elucidar quais os fatores que tornam possível a colonização de certa área por uma espécie de abelha, são requisitos necessários para o delineamento de estratégias de manejo e conservação. Visando verificar a hipótese de que certa área pode ser colonizada por um número reduzido de linhagens maternas das fêmeas fundadoras de uma espécie de abelha sem ferrão , amostras de 73 ninhos de Partamona helleri (Hymenoptera: Apidae: Meliponini) localizados nos Campi da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar, n = 34), da Universidade de São Paulo em São Paulo (USP-SP, n = 14) e da Universidade de São Paulo em Ribeirão Preto (USP-RP, n = 25) foram analisadas para dois genes mitocondriais, citocromo B (cyt b) e citocromo oxidase I (COI), com o fim de determinar o número de diferentes haplótipos. Um fragmento dos genes citocromo b e citocromo oxidase I, de 485 pb e 611 pb, respectivamente, foram seqüenciados para todos os ninhos amostrados. A análise das seqüências nucleotídicas permitiu identificar somente um haplótipo de cyt b para as amostras da UFSCar e um haplótipo, distinto do anterior por uma substituição de base, privativo das colônias do Campus da USP-SP; ao contrário, as amostras da USP-RP apresentaram três haplótipos distintos, um dos quais compartilhado com as amostras da UFSCar. Dentre as substituições nucleotídicas identificadas, algumas resultaram em alterações de aminoácidos no produto do gene cyt b. Resultado similar foi observado para o gene COI. Os valores do Fst estimado para o DNA mitocondrial a partir dos genes cyt b e COI foram iguais a 31,8% e 36,1%, respectivamente. A taxa de substituição nucleotídica estimada foi maior para cyt b em comparação com COI; dessa forma, o primeiro gene parece ser menos conservado em relação ao outro nas abelhas sem ferrão. O maior número de haplótipos observados na USP-RP pode ser resultante da introdução no local de colônias trazidas de outras regiões do país. A fim de verificar a ocorrência de estruturação populacional para genes nucleares, estas amostras foram igualmente analisadas para vários locos microssatélites. Dentre 18 microssatélites heterólogos testados, somente quatro - Mbi215, Mbi278, Mbi232 e Mbi254 - apresentaram variação genética. A prospecção de locos microssatélites específicos para Partamona helleri, utilizando o método do enriquecimento para a construção de bibliotecas de DNA, permitiu caracterizar sete locos espécie-específicos. Amostras dos 73 ninhos (duas operárias por colônia) foram analisadas para estes onze locos microssatélites. As populações apresentaram significativa diferenciação interpopulacional (Fst = 0,129; P = 0,000). Os valores do Fst estimados para genes mitocondriais e para genes nucleares (microssatélites) foram comparados para estabelecer se há evidências de dispersão diferencial de machos e fêmeas na espécie. Não foram detectadas evidências de dispersão sexo-assimétrica (fêmeas colonizadoras, marchos dispersores). Análises da segregação fenotípica nas progênies de vários ninhos revelaram a ocorrência de monandria na espécie estudada e, portanto, uma estrutura sociogenética simples - monoginia/monandria. A presença de operárias estranhas aos ninhos analisados foi raramente observada