Agricultura Apicultura y polinización Estados Unidos

Una nueva investigación profundiza el misterio sobre la evolución del comportamiento social de las abejas

Una nueva investigación profundiza el misterio sobre la evolución del comportamiento social de las abejas
Ejemplos de especies de abejas analizadas incluyen (en el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda) Apis dorsata, un miembro de la tribu Apini de las abejas melíferas; Bombus pauloensis, de la tribu de abejorros Bombini, Melipona quadrifasciata, de la tribu de abejas sin aguijón Meliponini, y Exaerete smaragdina, de la tribu de abejas orquídeas Euglossini. Nota: las imágenes no están a escala. (Fotos de Eduardo Alemeida, Ph.D., Universidad de São Paulo). Crédito: Eduardo Alemeida, Ph.D., Universidad de São Paulo

Un nuevo estudio ha montado quizás la mirada más intrincada y detallada jamás sobre la diversidad en la estructura y forma de las abejas, ofreciendo nuevos conocimientos en un debate de larga data sobre cómo surgieron comportamientos sociales complejos en ciertas ramas del árbol evolutivo de las abejas.


por la Sociedad Entomológica de América


Publicado hoy en Insect Systematics and Diversity , el informe se basa en un análisis de casi 300 rasgos morfológicos en las abejas, cómo esos rasgos varían en numerosas especies y qué sugieren las variaciones sobre las relaciones evolutivas entre las especies de abejas. El resultado ofrece una fuerte evidencia de que el comportamiento social complejo se desarrolló solo una vez en las abejas portadoras de polen, en lugar de dos o más, por separado, en diferentes ramas evolutivas, pero los investigadores dicen que el caso está lejos de estar cerrado.

Diego Sasso Porto, Ph.D., ha estado estudiando la estructura y forma, o morfología, de las abejas durante más de una década, y su último esfuerzo se adentra en un enigma de larga data sobre la evolución de las abejas. Las abejas corbiculadas (aquellas que poseen corbicula, o cestas de polen, en sus patas traseras) incluyen abejas melíferas, abejas sin aguijón, abejorros y abejas orquídeas. Entre ellos, las abejas melíferas y las abejas sin aguijón son los únicos grupos con comportamientos sociales muy complejos, como formar grandes colonias con reinas, obreras y zánganos. Los abejorros muestran una sociabilidad menos compleja y las abejas orquídeas son en su mayoría solitarias. Los análisis morfológicos tradicionales han indicado desde hace mucho tiempo que las abejas melíferas y las abejas sin aguijón están más estrechamente relacionadas y que se desarrolló un comportamiento social complejo en su antepasado común antes de que los grupos divergieran. Sin embargo, en la década de 1990, las técnicas emergentes en el análisis genético molecular comenzaron a mostrar que las abejas sin aguijón y los abejorros eran los grupos «hermanos» más estrechamente relacionados, lo que significaría que las abejas melíferas y las abejas sin aguijón desarrollaron cada una su compleja conducta social de forma independiente, después de su los caminos ancestrales divergieron.

Desde entonces, estas diferentes líneas de evidencia han persistido como un caso notorio de incongruencia entre conjuntos de datos moleculares y morfológicos en animales. Porto, ahora investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias Biológicas de Virginia Tech, hizo su incursión en el debate en medio de su trabajo de doctorado en la Universidad de São Paulo en Brasil, bajo la dirección de Eduardo Almeida, Ph.D., coautor en el nuevo estudio.

«La principal crítica de algunos investigadores moleculares contra la morfología, e incluso de los propios morfólogos, fue que no tenemos suficientes datos», dice Porto. «Este trabajo fue un gran esfuerzo para tratar de obtener el mejor conjunto de datos morfológicos que pudiéramos obtener para este grupo de abejas, e intentamos varios análisis para ver si el problema está en los datos morfológicos en sí o en la forma en que interpretamos los datos morfológicos».

Porto evaluó estudios morfológicos pasados ​​de abejas y luego realizó un nuevo análisis de especímenes de 53 especies, diseccionando cada uno, obteniendo imágenes de estructuras anatómicas bajo microscopios ópticos y electrónicos de barrido y, finalmente, puntuando todos los especímenes en 289 rasgos diferentes. A menudo diminutos o incluso microscópicos en detalle, estos rasgos iban desde el número de dientes en las mandíbulas de una abeja hasta la disposición de las púas en su aguijón.

Una nueva investigación profundiza el misterio sobre la evolución del comportamiento social de las abejas
Crédito: Diego Sasso Porto, Ph.D., Virginia Tech

Con este enorme tesoro de datos morfológicos en la mano, Porto aplicó múltiples tipos de análisis estadísticos computarizados para evaluar las posibles filogenias, o «árboles genealógicos», que delinean las relaciones entre las especies de abejas . Los resultados apoyan fuertemente hallazgos morfológicos previos, que las abejas melíferas (tribu Apini) y las abejas sin aguijón (Meliponini) están más estrechamente relacionadas. «La evidencia de nuestro conjunto de datos, si la tomamos a simple vista, es realmente sólida. Tenemos muchos rasgos que respaldan esto», dice Porto.

Pero, buscó explorar más a fondo la discrepancia entre lo que muestra el análisis genético molecular y lo que respaldan sus propios datos morfológicos. Para hacerlo, Porto pasó sus datos a través de un análisis separado que evaluó qué tan bien los datos morfológicos podrían encajar con el árbol evolutivo apoyado por el análisis molecular, que Meliponini y Bombini (abejorros) están más estrechamente relacionados. Como se esperaba, no encajó muy bien, un poco como poner una clavija cuadrada en un agujero redondo, pero no eran completamente incompatibles, dice.

En su informe en Insect Systematics and Diversity , Porto y Almeida ofrecen algunas hipótesis para los procesos evolutivos que podrían explicar la continua discrepancia en las líneas de evidencia sobre la evolución de las abejas corbiculadas.

«Los datos morfológicos nos cuentan una historia y los datos moleculares nos cuentan otra historia. No iremos a ninguna parte si solo mantenemos estas discusiones conflictivas», dice Porto. «Entonces, nuestra decisión fue … intentemos interpretar el escenario alternativo con nuestros datos. Si la hipótesis dada por los datos moleculares es cierta, ¿cómo podemos interpretar nuestra fuerte evidencia morfológica para la otra hipótesis?»

Una posible explicación, dicen, es que, si los abejorros y las abejas sin aguijón comparten un ancestro común que primero se separó de las abejas melíferas, luego se separaron rápidamente en un período corto de tiempo y evolucionaron por separado durante mucho más tiempo, oscureciendo gradualmente los rasgos compartidos. las abejas y las abejas sin aguijón alguna vez tuvieron. Además, se cree que el antepasado más antiguo de las abejas sin aguijón fue relativamente pequeño, y se sabe que la «miniaturización» impulsa simplificaciones estructurales en los rasgos anatómicos, lo que habría contribuido aún más a borrar las similitudes entre los abejorros y las abejas sin aguijón.

Sin embargo, estas posibilidades no explican por qué las abejas sin aguijón luego evolucionaron para volverse más similares morfológicamente a las abejas melíferas, pero Porto y Almeida postulan que roles funcionales similares o comportamientos sociales similares entre las abejas sin aguijón y las abejas melíferas podrían haberlas llevado a evolucionar de manera similar. .

Poner a prueba estas hipótesis es lo que Porto dice que le gustaría explorar a continuación, y anima a otros investigadores a hacerlo también. «Sería realmente bueno tener quizás el mismo conjunto de datos, pero incluyendo más especímenes de fósiles, y ejecutar el análisis nuevamente», dice.



WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com