Printer Friendly

Determinacion de la frecuencia de apareamiento en la abeja cleptobiotica Lestrimelitta Niitkib (apidae, meliponini) mediante el uso de microsatelites.

Determination of the mating frequency in the cleptobiotic bee Lestrimelitta niitkib (Apidae, Meliponini) through microsatellite typing.

Las abejas (Hymenoptera, Apoidea) son insectos que por su diversidad, habitos de alimentacion y comportamiento polinizan una gran variedad de especies de plantas silvestres y cultivadas (Klein et al. 2007). Sin embargo, son las abejas altamente sociales (Apoidea, Apidae), las que se manejan ampliamente para polinizar cultivos, debido al elevado numero de individuos que constituyen las colonias de estas especies y a la relativa facilidad con la que se reproducen y transportan (Heard 1999, Velthius & Doorn 2006, Aizen & Harder 2009). A pesar de los beneficios derivados de la polinizacion, las practicas agricolas intensivas actuales ponen en peligro la sustentabilidad de este importante servicio ecologico. Un estudio reciente en Europa muestra la estrecha correspondencia entre el decremento en la diversidad vegetal y la perdida de polinizadores (Biesmeijer et al. 2006). La reduccion en las poblaciones de abejas puede tener otras consecuencias ademas del decremento en el numero de individuos. En las abejas sociales el sexo se determina en el locus csd, de tal manera que individuos homocigotos en este locus dan origen a machos diploides esteriles (Beye et al. 2003); al reducirse las poblaciones la probabilidad de consanguinidad incrementa y con ello los machos diploides; este fenomeno podria eventualmente llevar a un vortice de extincion a las poblaciones que sufren cuellos de botella (Zayed & Packer 2005). La formacion de congregaciones de zanganos es una estrategia para reducir la probabilidad de consaguinidad; se ha observado en abejas sin aguijon (Apidae, Meliponinae) y en Apis mellifera L. (Cameron et al. 2004, Kraus et al. 2008, Galindo-Cardona et al. 2012). A diferencia de A. mellifera, cuyas reinas se aparean hasta 45 veces (Fuchs & Moritz 1999), se ha demostrado que en el abejorro Bombus wilmattae Cockerell (Huth-Schwarz et al. 2011) y en algunos meliponinos como Scaptotrigona postica Latreille (Palmer et al. 2002), las reinas se aparean solamente con un macho; en otras especies ocurren multiples apareamientos, como B. hypnorum L., Tetragonisca angustula Latreille, S. mexicana Guerin-Meneville y Melipona beecheii Bennett, pero sin llegar al extremo observado en A. mellifera (Estoup et al. 1995, Schmid-Hempel & Schmid-Hempel 2000, Toth et al. 2004, Velthuis et al. 2005). Entre las abejas sociales destaca el genero Lestrimelitta, unico entre los meliponinos de America por la forma en que consigue recursos: se introduce en nidos de otras abejas sociales para robar materiales para la construccion y aprovisionamiento de sus nidos, comportamiento que se denomina cleptobiosis (Quezada-Euan 2002). Se desconoce el numero de apareamientos que realiza L. niitkib Ayala y por ende la estructura genetica de sus colonias. El presente estudio tuvo como objetivo determinar el numero de apareamientos de reinas de L. niitkib mediante la reconstruccion del parentesco en obreras de la misma especie usando microsatelites desarrollados para T. angustula (Brito et al. 2009).

MATERIAL Y METODOS

Los especimenes se obtuvieron de cuatro colonias de la ciudad de Tapachula, Chiapas y tres colonias de la ciudad de Merida, Yucatan. La distancia entre cada colonia de la misma ciudad fue mayor a 1 km para asegurar que los especimenes no provinieran de las mismas colonias. Se colectaron varias obreras de la piquera usando pinzas entomologicas y se almacenaron en 10 ml de etanol al 96% a -20[grados]C hasta su analisis. Se extrajo el ADN de 20 individuos de cada una de las diferentes colonias usando la tecnica HotSHOT (Truett et al. 2000). Este tamano de muestra se determino usando la formula NSE = 1 - [(1 - p).sup.n] donde NSE se refiere al error de no detectar obreras de otras patrilineas, p representa la proporcion de obreras que pertenecen a la misma patrilinea y n el numero de obreras a muestrear, asumiendo p [aproximadamente igual a] 0.5 en caso de dos apareamientos; la probabilidad de no detectar genotipos identicos de dos padres se calculo con la formula [d.sub.p] = [PI]([suma][q.sup.2.sub.i]), en donde [q.sub.i] es la frecuencia del-iesimo alelo (Boomsma & Ratnieks 1996). Los individuos fueron genotipificados en 4 loci: Tang11, Tang17, Tang60 y Tang70, siguiendo procedimientos estandares de amplificacion (Brito et al. 2009). Los productos se visualizaron en un secuenciador semiautomatizado LI-COR 4200 y su tamano se determino usando el software SAGA MX. Se utilizo el programa MATESOFT v1.0 (Moilanen et al. 2004) para inferir las frecuencias de apareamientos de la reina en cada una de las colonias muestreadas. En los casos en donde se detecto mas de un apareamiento se calculo la frecuencia efectiva de apareamiento ([k.sub.E]) de acuerdo a Starr (1984).

RESULTADOS Y DISCUSION

El ADN de algunos individuos no amplifico, por lo que en total se analizaron 120 individuos de las 7 colonias (Cuadro 1). En el caso de la colonia L3 con 11 individuos, el NSE es de 0.0005, por lo que la estimacion de apareamientos es confiable. El analisis descriptivo de los genotipos obtenidos se muestra en el Cuadro 2. La probabilidad de no detectar genotipos identicos fue de [d.sub.p] = 7.58 x [10.sup.3], que significa que es poco probable que dos machos geneticamente identicos se hayan apareado con una misma reina. En el cuadro 1 se muestra el numero de apareamientos estimados para cada colonia. Nuestros resultados sugieren que las reinas de L. niitkib son predominantemente monandricas, apareandose 1.2 veces en promedio, observandose un doble apareamiento en solo una colonia. Peters et al. (1999) encontro que L. limao se apareaba 1.22 veces, muy parecido a los datos de nuestro estudio. Siendo una especie rara, el bajo numero de apareamientos de L. nittkib incrementa el riesgo de que sus poblaciones se vuelvan homocigotas en el gen csd, dando origen a machos diploides. Sin embargo, es posible que exista una estrategia que minimice esta situacion. Un posible estudio deberia incluir la determinacion del numero de machos diploides en congregaciones de L. niitkib, asi como el numero de colonias de las que provienen, tal como se ha realizado con S. mexicana (2008) y otras especies. De esta forma se tendria mas conocimiento sobre las adaptaciones de esta especie para reducir la probabilidad de consanguinidad.

Recibido: 07/01/2014, aceptado: 26/03/2014.

AGRADECIMIENTOS. Al soporte financiero otorgado por el CONACYT a traves del proyecto no. 128702 "Evolucion de la Cleptobiosis en Lestrimelitta (Apidae, Meliponini)" mediante una beca a la autora de este documento y a la adquisicion de materiales y recursos.

LITERATURA CITADA

Aizen, M. A., & Harder, L. D. 2009. The global stock of domesticated honey bees is growing slower than agricultural demand for pollination. Current Biology, 19: 915-918.

Beye, M., Hasselmann, M., Fondrk, M., Page, R. & Omholt, S. 2003. The gene csd is the primary signal for sexual development in the honeybee and encodes an SR-type protein. Cell Biology International, 114: 1-20.

Biesmeijer, J. C., Roberts, S., Reemer, M., Ohlemuller, R., Edwards, M., Peeters, T., Schaffers, A., Potts, S., Kleukers, R., Thomas, C., Settele, J. & Kunin, W. 2006. Parallel declines in pollinators and insect-pollinated plants in Britain and the Netherlands. Science, 313: 351-354.

Boomsma, J. J., & Ratnieks, F. L. W. 1996. Paternity in eusocial Hymenoptera. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 351: 947-975.

Brito, R. M., Francisco, F. O., Domingues-Yamada, A. M. T., Goncalves, P. H P., Pioker, F. C., Soares, A. E. E. & Arias, M. C. 2009. Characterization of microsatellite loci of Tetragonisca angustula (Hymenoptera, Apidae, Meliponini). Conservation Genetics Resources, 1: 183-187.

Cameron, E. C., Franck, P. & Oldroyd, B. P. 2004. Genetic structure of nest aggregations and drone congregations of the southeast Asian stingless bee Trigona collina. Molecular Ecology, 13: 2357-2364.

Estoup, A., Scholl, A., Pouvreau, A. & Solignac, M. 1995. Monoandry and polyandry in bumble bees (Hymenoptera-Bombinae) as evidenced by highly variable microsatellites. Molecular Ecology, 4: 89-93.

Fuchs, S., & Moritz, R. F. A. 1999. Evolution of extreme polyandry in the honeybee Apis mellifera L. Behavioral Ecology and Sociobiology, 45: 269-275.

Galindo-Cardona, A., Monmany, A. C., Moreno-Jackson, R., Rivera-Rivera, C., Huertas-Dones, C., Caicedo-Quiroga, L. & Giray, T. 2012. Landscape analysis of drone congregation areas of the honey bee, Apis mellifera. Journal of Insect Science, 12: 122.

Heard, T. A. 1999. The role of stingless bees in crop pollination. Annual Review of Entomology, 44: 183-206.

Huth-Schwarz, A., Leon, A., Vandame, R. & Moritz, R. 2011. Mating frequency and genetic colony structure of the neotropical Bumblebee Bombus wilmattae (Hymenoptera: Apidae). Apidologie, 42: 513-525.

Klein, A. M., Vaissiere, B. E., Cane, J. H., Steffan-Dewenter, I., Cunningham, S. A., Kremen, C. & Tscharntke, T. 2007. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274: 303-313.

Kraus, F., Weinhold, S. & Moritz, R. 2008. Genetic structure of drone congregations of the stingless bee Scaptotrigona mexicana. Insectes Sociaux, 55: 22-27.

Moilanen, A., Sundstrom, L. & Pedersen, J. 2004. MATESOFT: a program for deducing parental genotypes and estimating mating system statistics in haplodiploid species. Molecular Ecology Notes, 4: 795-797.

Palmer, K., Oldroyd, B., Quezada-Euan, J., Paxton, R. & May-Itza, W. J. 2002. Paternity frequency and maternity of males in some stingless bee species. Molecular Ecology, 11: 2107-2113.

Peters, J. M., Queller, D. C., Imperatriz-Fonseca, V. L., Roubik, D. W. & Strassmann, J. E. 1999. Mate number, kin selection and social conflicts in stingless bees and honeybees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 266: 379-384.

Quezada-Euan, J. 2002. Notes on the nest habits and host range of cleptobiotic Lestrimelitta niitkib (Ayala 1999) (Hymenoptera: Meliponini) from the Yucatan Peninsula, Mexico. Acta Zoologica Mexicana (n.s.), 86: 245-249.

Schmid-Hempel, R. & Schmid-Hempel, P. 2000. Female mating frequencies in Bombus spp. from Central Europe. Insectes Sociaux, 47: 36-41.

Starr, C. K. 1984. Sperm competition, kinship, and sociality in the aculeata Hymenoptera., pp. 427-464. In: R. L. Smith (Ed.), Sperm Competition and the Evolution of Animal Mating Systems. Academic Press, New York.

Toth, E., Queller, D. C., Dollin, A. & Strassmann, J. E. 2004. Conflict over male parentage in stingless bees. Insectes Sociaux, 51: 1-11.

Truett, G., Heeger, P., Mynatt, R., Truett, A., Walker, J. & Warman, M. 2000. Preparation of PCR-quality mouse genomic DNA with hot sodium hydroxide and tris (HotSHOT). Biotechniques, 29: 52-54.

Velthius, H H. W. & Doorn, A. V. 2006. A century of advances in bumblebee domestication and the economic and environmental aspects of its commercialization for pollination. Apidologie, 37: 421-451.

Velthuis, H H W., Koedam, D. & Imperatriz-Fonseca, V. L. 2005. The males of Melipona and other stingless bees, and their mothers. Apidologie, 36: 169-185.

Zayed, A., & Packer, L. 2005. Complementary sex determination substantially increases extinction proneness of haplodiploid populations. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102: 10742-10746.

Eloisa GUERRERO-GARCIA, (1,2) Erik SOLORZANO-GORDILLO (1) y Daniel SANCHEZ *

(1) El Colegio de la Frontera Sur, Carretera Antiguo Aeropuerto Km 2.5, CP 30700, Tapachula, Chiapas, Mexico.

(2) Centro de Biociencias, Universidad Autonoma de Chiapas, Carretera a Puerto Madero Km 2, CP 30700. Tapachula, Chiapas 30700

* Autor de correspondencia: <dsanchez@ecosur.mx>
Cuadro 1. Estimacion del numero de apareamientos.
[M.sub.obs]: Numero de apareamientos estimados;
[K.sub.e]: Numero efectivo de apareamientos;
[N.sub.w]: Numero de obreras analizadas (solo se
muestran los individuos cuyo ADN pudo ser amplificado).

Colonias   [M.sub.obs]   [K.sub.e]   [N.sub.w]

L1              1            1          19
L2              1            1          19
L3              2           1.8         16
L4              1            1          11
L5              1            1          20
L6              1            1          20
L7              1            1          15

Cuadro 2. Analisis genetico descriptivo de las colonias
estudiadas.

        Tang 11   Tang 17   Tang 60   Tang 70    Total

Na         4         4         5         6        19
Rango   185-193   177-187   158-168   240-250   158-250
COPYRIGHT 2014 Instituto de Ecologia, A.C.
No portion of this article can be reproduced without the express written permission from the copyright holder.
Copyright 2014 Gale, Cengage Learning. All rights reserved.

Article Details
Printer friendly Cite/link Email Feedback
Title Annotation:Nota Cientifica
Author:Guerrero-Garcia, Eloisa; Solorzano-Gordillo, Erik; Sanchez, Daniel
Publication:Acta Zoologica Mexicana (nueva serie)
Date:Sep 1, 2014
Words:2003
Previous Article:Nuevos registros de ciempies (Myriapoda; Chilopoda) para Morelos, Mexico.
Next Article:Malagoniella Cupreicollis (Coleoptera, scarabaeidae, scarabaeinae): primeros registros para el Ecuador.
Topics:

Terms of use | Privacy policy | Copyright © 2019 Farlex, Inc. | Feedback | For webmasters