Morphological assessment of the antennal sensillae of males and females of the stingless bee Melipona quadrifasciata anthidioides

A abelha sem ferrão Melipona quadrifasciata anthidioides é conhecida popularmente como mandaçaia e pertence à tribo Meliponini que inclui importantes insetos eusociais polinizadores de espécies de plantas tropicais e subtropicais. Em um ninho típico de abelhas sociais há indivíduos de diferentes sexos e castas. Esses são compostos pelos zangões e pelas castas femininas que incluem as operárias e a(s) rainha(s). Entretanto, quando o hormônio juvenil (HJ) é aplicado topicamente em larvas de machos, eles desenvolvem fenótipo da rainha. Entretanto, esses rainhóides ainda retêm o sistema reprodutivo masculino. Considerando que os indivíduos de diferentes castas e sexos desempenham papéis diferentes no ninho, podemos afirmar que os seus órgãos sensoriais como, por exemplo, as sensilas antenais também o sejam. Essas estruturas sensoriais podem ser diferenciadas tanto pela sua morfologia quanto pela função que desempenham como, por exemplo, a quimio- e mecanorrecepção. O objetivo deste trabalho foi estudar comparativamente as sensilas antenais de indivíduos de diferentes sexos e castas, incluindo os machos 2n e rainhóides, de M. quadrifasciata anthidioides, através de imagens da superfície dorsal das antenas, que foram feitas ao microscópio eletrônico de varredura. As diferentes sensilas antenais foram identificadas como sendo: sensilas tricóides (ST, dos subtipos I ao VI), placóides, basicônicas, céticas, celocônicas e ampuláceas. As sensilas basicônicas possuem um poro apical e são exclusivas das fêmeas (rainhas e operárias). As ST I e as placóides são as mais abundantes em todos os indivíduos, sendo encontradas em maior quantidade nos machos. Já as sensilas basicônicas possuem um poro apical e são exclusivas das fêmeas (rainhas e operárias). As ST II são o terceiro tipo de sensilas mais abundante em M. quadrifasciata anthidioides e as ST III e IV ocorrem apenas no primeiro flagelômero, sendo o primeiro tipo de sensila maior nas fêmeas que nos machos e o segundo tipo capaz de separar as castas femininas quanto ao seu comprimento, mas não diferem à quantidade. Por outro lado, as ST V e VI e ampuláceas ocorrem apenas na extremidade do último flagelômero antenal, com ST V sendo menor nos machos de M. quadrifasciata anthidioides tanto em quantidade quanto em comprimento, mas sendo úteis ainda para a distinção das castas femininas. As ST VI são mais compridas nas rainhas, separando-as dos demais indivíduos, e maiores nas fêmeas. Apesar dos rainhóides se assemelharem às rainhas quanto à morfologia externa, uma análise utilizando o índice de similaridade de Morisita mostrou que eles se assemelham mais aos machos, principalmente os 2n, quanto às suas antenas e a composição das sensilas, colocando-os em um grupo separado das fêmeas. Embora de maneira geral os mesmos tipos de sensilas tenham sido encontrados nas diferentes classes de indivíduos de M. quadrifasciata anthidioides, diferenças significativas foram observadas no número e no comprimento dos morfotipos das mesmas. Essas diferenças foram discutidas de acordo com a função do sexo e das castas dessa espécie.The eusocial stingless bee Melipona quadrifasciata anthidioides belongs to the Meliponini, a tribe that comprises important pollinators of tropical and subtropical plants. Within a typical eusocial colony there are drones and females that include different casts, i.e. workers and queen(s). In this species, the caste differentiation can be influenced by the Juvenile Hormone (JH). When JH is topically applied in last instar male larvae, they originate individuals with queen s phenotype in which the male-like reproductive system persists. Take into account that different individuals play different roles in the colony, it is reasonable to assume that they can be distinguished by their sensorial organs. Sensilla are basic integumental unit that are important for the insect thermo, mechanical, higro, CO2 and chemical perceptions. In addition, these sensory structures may be distinguished by their morphologies and functions. The objective of this study was to compare the antennal sensilla of individuals of different sexes and castes, including queen-like males of M. quadrifasciata anthidioides, showing for the first time details of their antennal topographies. Images of antenna dorsal surfaces were taken with the scanning electron microscope. Different types of antennal sensilla can be classified as follows: trichoid (ST, subtypes I to VII), placoid, basiconic, coeloconic and ampullacea. The the ST I and placoid sensilla were the most abundant sensillum types found in all individuals, even more in males. On the other hand, basiconic sensilla were only found in females, i.e. in workers and queens. The ST II is the third most abundant type of sensilla found in M. quadrifasciata anthidioides and the ST III and IV occurred only in the first flagellomere, being the first one bigger in females in comparison to males and the second one capable of separating the castes according to their types and length, though their numbers are not different. Moreover, the ST V and VI and the ampullacea types occurred only at the antenna s tip, with ST V being lower in number and smaller. ST VI is also larger in queens, separating them from other individuals, and greater in females. On the other hand, the other sensillae were seen along all antennas surface. The chaetic sensillum had apical pore and this pore was only found in females. Despite queen-like males had queen s phenotype, according to the Morisita similarity index, they resembled more the males, especially 2n ones, regarding the antenna phenotype and the composition of their sensilla. Generally speaking, irrespective of gender and cast, individuals of the stingless bee M. quadrifasciata anthidioides have similar sensillum types. However, they differed significantly in respect to the sensilla number and length and these differences were discussed here according to the gender and cast of this species.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic