A quimica das interações ecologicas de Clusia e seus polinizadores

Este é um trabalho inédito, teve como objetivo investigar as interações ecológicas de algumas espécies do gênero Clusia com as abelhas polinizadoras através dos estudos dos principais metabólitos secundários que ocorrem nas resinas florais, nos óleos estaminais e no ninho das abelhas polinizadoras do gênero Trigona. Verificou-se que as resinas florais eram constituídas majoritariamente por benzofenonas poliisopreniladas. Neste trabalho, reportou-se o isolamento de dez benzofenonas, sendo oito inéditas, a partir das resinas florais de C. spiritusanctensis masculina, C. renggerioides masculina com pistilódio, C. weddelliana masculina e C. lanceolata masculina. Através dos padrões obtidos, foi possível realizar uma análise qualitativa e quantitativa das benzofenonas presentes em onze espécies de Clusia utilizando-se cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE): [seção Cordylandra (C. burchellii masculina, C. spiritu-sanctensis masculina e feminina, C. fluminensis masculina, C. pana-panari feminina, C. paralicola masculina, C. pernambucensis masculina, C. renggerioides masculina com e sem pistilódio, C. renggerioides feminina, C. weddelliana masculina), seção Phloianthera (C. hilariana masculina vermelha, C. lanceolata masculina), seção Chlamydoclusia (C. insignis masculina). Obteve-se um perfil amplo das resinas, tendo-se determinado inclusive a percentagem dos compostos padronizados. O estudo dos óleos estaminais por cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (CG/EM), permitiu verificar que os mesmos eram constituídos majoritariamente por ácidos graxos saturados e insaturados de cadeia longa. A função destes óleos estaminais seria tornar as resinas florais da seção Cordylandra mais fluidas, evitando que os grãos de pólen que nas espécies desta seção estão misturados com resina e óleo ficassem imobilizados nas mesmas, dificultando o processo de polinização. A resina fluida permite uma certa mobilidade dos grãos de pólen e que dessa forma conseguem entrar em contato com as papilas do estigma. Esse contato é importante, porque os grãos de pólen não germinam dentro da resina pela falta de água. Finalmente, esses óleos auxiliariam também o transporte dos grãos de pólen pelas abelhas e consequentemente, a polinização. Isso no caso das espécies pertencente à seção Chlamydoclusia onde o pólen seco e pulverulento, está fisicamente separado da resina, é facilmente transportado no corpo liso das abelhas com a ajuda do óleo estaminal. A constatação de que as resinas florais eram constituídas por benzofenonas somada às observações em campo de que as abelhas coletam as resinas para a construção dos seus ninhos, serviram de ponto de partida para uma investigação mais profunda sobre o papel das resinas florais na vida dessas abelhas. O material do ninho de abelhas sociais do gênero Trigona foi coletado e analisado e entre outros compostos foram encontrados as benzofenonas. Entretanto, a coleta constante de resina pelas abelhas, mesmo após a construção do ninho, poderia indicar que as mesmas desempenhariam um outro papel relevante na vida destas abelhas. As resinas seriam utilizadas não só para a construção dos ninhos, como também poderiam apresentar alguma atividade biológica, impedindo que os ninhos sejam atacados por microorganismos. Para confirmar esta hipótese, foram realizados ensaios in vitro para avaliar a atividade antimicrobiana das resinas e a composição do extrato do ninho das abelhas, através da análise do extrato obtido. Os ensaios foram conduzidos empregando-se a técnica bioautográfica de monitoramento, e como microorganismos, culturas autênticas de estipes não patogênicas de algumas bactérias e fungos. A análise do resultado revelou que as resinas florais não metiladas, o extrato do ninho e frações obtidas por CCDP das resinas florais não metiladas foram capazes de inibir o desenvolvimento de alguns microorganismos, como por exemplo, do fungo Candida albicans e das bactérias Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus. O ensaio bioautográfico do extrato do ninho com as bactérias Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus revelou que o halo de inibição formado era ocasionado por benzofenonas presentes nas resinas florais. Sendo assim, foi comprovado que as resinas florais são utilizadas tanto como material de construção dos ninhos servindo como polímero protetor contra a umidade como também na proteção das larvas contra o ataque de microorganismos. Portanto, esse trabalho permitiu desvendar do ponto de vista químico as associações ecológicas que envolvem as resinas florais, os óleos estaminais e as abelhas polinizadoras. Nessas interações ecológicas as resinas florais seriam a recompensa para as abelhas que ao serem atraídas pelas resinas e no processo de coleta acabam transportando os grãos de pólen. Finalmente, é preciso ressaltar o caráter multidisciplinar deste trabalho pioneiro reunindo o esforço conjunto de biólogos, químicos e microbiologistas sem o que, não teria sido possível desvendar um aspecto tão interessante sobre a interação das espécies Clusia com o ecossistema.The research project we are about to describe has the particular aspect of approaching the Clusia ecosystem from the chemical point of view investigating the composition of the floral resins and oils and its importance in the life their pollinators (bees). Chemical investigations on the floral resins of Clusia species revealed that they are mainly constituted of polyisoprenylated benzophenones. We have isolated ten benzophenones from C. spiritu-sanctensis male, C. renggerioides male with pistillodeum, C. weddelliana male and C. lanceolata male floral resins, eight of which have not been mentioned in the literature before. The isolated compounds were used in qualitative and quantitative analyses of the benzophenones present in 11 Clusia species using high performance liquid chromatography. This evaluation revealed that in the eight Clusia species belonging to the section Cordylandra (C. burchellii male, C. spiritu-sanctensis male e female, C. fluminensis male, C. pana-panari male, C. paralicola male, C. pernambucensis male, C. renggerioides male with e sem pistillodeum, C. renggerioides female, C. weddelliana male) clusianone e benzophenone possessing the bicyclic [3.3.1]nonene moiety was the major component, while in the two Clusia species belonging to the section Phloianthera (C. lanceolata male e C. hilariana male) the profile was rather complex and compounds with the bicyclic [3.3.1]nonen moiety were not major components. The gas chromatography associated with mass spectrometry analysis (GC/MS) revealed that the fluid staminal floral oils main constituents are fatty acids. These oils would act as a natural solvent reducing the viscosity of the Clusia floral resins belonging to the section Cordylandra, thus allowing enough mobility to the pollen grains mixed this section with resin + oil in order to reach the stigma papillae where conditions for germination are found. In section Chlamydoclusia, where staminal oil and resins are well separated within a male flower, the oil serves to improve the adherence of the dry pollen grains to the smooth body of the pollinating bees. Although the chemistry of the floral resins and oils were interesting we were rather intrigued by their role in the pollinators´ life (bees). It was observed that the bees would collect resins too build their nest and would keep on collecting constantly new resin. This field observation was the starting point for the second part of our investigation which involved the unquestionable confirmation that the Clusia floral resins were used in the bees´ nest building process. Thus material of a Trigona nest close to several Clusia specimens was collected and analysed by HPLC and by GC/MS. Among the several components we have indeed confirmed the presence of polyisoprenylated benzophenones thus confirming the floral resins as one of the nest constructing materials. The constant harvesting of the resins was taken as indicative of an possiby additional function of the floral resins in the bees life, like biological activity e.g. protecting larvae and nest from infestation microorganisms. Bioautography tests confirmed that the polyisoprenylated benzophenones do have an inhibitory activity in the growth of several microorganisms (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Candida albicans). Bioautography tests using nest extracts also revealed that these were active against the microorganisms and that this activity was mainly related to the benzophenones present in the extrats. Finally the interdisciplinary concerted effort of botanists, microbiologists and chemists allowed to uncover the ecological interactions of Clusia floral resins, fluid oils and the pollinating bees in our part of the world