Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2016-08-29T19:27:57Z No. of bitstreams: 2 Dissertação FINAL.pdf: 3365802 bytes, checksum: 750ef4a5dd90f44510a3a73e0ec19519 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T19:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação FINAL.pdf: 3365802 bytes, checksum: 750ef4a5dd90f44510a3a73e0ec19519 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-05-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Both in natural environments and in crops bees are considered the main pollinators. It is estimated that belonging to the tribe Meliponini are responsible for 30 to 90% pollination of the native flora. Due to deforestation, poor management of natural resources and also to the natural variations of climate conditions for the development of colonies of stingless bees, it is necessary to develop artificial feeding techniques and studies to assess their impact on the development of bees submitted to its use. In this work we were offered three types of artificial feeding, namely, syrup, syrup enriched with pollen and syrup enriched with vitamin compound Vitagold®, besides the control group; and all groups were free to collect resources in nature. The effects of the feeds were observed in the progeny of 40 colonies of two species of stingless bees, with 20 uninterrupted Melipona and 20 M. seminigra, to respect the separation of sex and caste, oviposition and morphometry (weight, length and width of the chest , interorbital distance and area corbicula). Five colonies were used in each treatment group for both species. It was found that the groups that received no extra power produced a smaller amount of brood cells, compared with the groups with additional power. For both species, the group creates more cells produced was fed syrup + vitamin complex, followed by that received syrup and lastly, which received syrup + pollen. However the result was not statistically significant between the groups with extra power. But the differences between treatments, even small, can make a difference in environmental stresses times. It was observed that the frequency of production of queens and males increased as the availability of food in nature increased in mid-September and October. The amount of non-viable larvae (rotten) was measured and showed no statistically significant result for any experimental treatment, which shows the need for more studies be conducted to investigate the causes of this production unfeasible. The mass of bees increased over the experimental time and, in general, the smaller masses at the end of the collections were with syrup + Vitagold® and control groups. The interorbital distance varied greatly over time, but at the end of the experiment and control groups syrup + Vitagold® obtained the smaller for both species. In relation to the chest size reduction occurred in M. uninterrupted during the experimental time, but in M ​​seminigra increased. The M. interrupta groups that obtained the smaller control were followed by the syrup + Vitagold® and M. seminigra was the reverse. The areas of the pollen basket decreased for both species; in M. interrupta the lowest averages were those of control groups and syrup + pollen and M. seminigra syrup + Vitagold® and control. It was observed, however, that the experimental species have different patterns of responses to artificial feeding and that it should be given with caution, especially food developed for other agencies, as the studies concerning this issue are still limited. / Tanto em ambientes naturais quanto em culturas agrícolas as abelhas são consideradas os principais polinizadores. Estima-se que as pertencentes à tribo Meliponini sejam responsáveis por 30 a 90% da polinização da flora nativa. Devido ao desmatamento, à má gestão dos recursos naturais e também às variações naturais das condições climáticas propícias ao desenvolvimento das colônias de Meliponini, se faz necessário o desenvolvimento de técnicas de alimentação artificial e de estudos que avaliem as suas consequências no desenvolvimento das abelhas submetidas ao seu uso. Nesse trabalho foram oferecidos três tipos de alimentação artificial, a saber: xarope, xarope enriquecido com pólen e xarope enriquecido com o composto vitamínico Vitagold®, além do grupo controle; e todos os grupos estavam livres para coletarem recursos na natureza. Os efeitos das alimentações foram verificados na progênie de 40 colônias de duas espécies de Meliponini, sendo 20 de Melipona interrupta e 20 de M. seminigra, ao que tange a segregação de sexo e casta, oviposição e morfometria (massa, comprimento e largura do tórax, distância interorbital e área da corbícula). Cinco colônias foram usadas em cada grupo tratamento para ambas as espécies. Constatou-se que os grupos que não receberam alimentação extra produziram uma menor quantidade de células de cria, se comparado com os grupos com alimentação suplementar. Para ambas as espécies, o grupo que mais produziu células de cria foi o alimentado com xarope + complexo vitamínico, seguido pelo que recebeu xarope e por último, o que recebeu xarope + pólen. Entretanto o resultado não foi estatisticamente significativo entre os grupos com alimentação extra. Mas as diferenças encontradas entre os tratamentos, mesmo pequenas, podem fazer a diferença em épocas de estresses ambientais. Foi observado que a frequência de produção de rainhas e machos aumentou à medida que a disponibilidade de alimento na natureza aumentou, em meados de setembro e outubro. A quantidade de larvas inviáveis (podres) foi aferida e não mostrou resultado estatisticamente significativo para nenhum tipo de tratamento experimental, o que mostra a necessidade que mais estudos sejam realizados a fim de investigar as causas dessa produção inviável. A massa das abelhas aumentou com o passar do tempo experimental e, de forma geral, as menores massas no final das coletas ficaram com os grupos xarope + Vitagold® e controle. A distância interorbital variou bastante com o tempo, mas ao término do experimento os grupos controle e xarope + Vitagold® obtiveram as menores dimensões para ambas as espécies. Já em relação às dimensões torácicas ocorreu a redução em M. interrupta durante o tempo experimental, mas em M. seminigra aumentou. Os grupos de M. interrupta que obtiveram as menores dimensões foram o controle seguido pelo do xarope + Vitagold® e, em M. seminigra, foi o inverso. As áreas das corbículas diminuíram para ambas as espécies; em M. interrupta as menores médias foram as dos grupos controle e xarope + pólen e, em M. seminigra, xarope + Vitagold® e controle. Pôde-se observar, portanto, que as espécies experimentais possuem diferentes padrões de respostas à alimentação artificial e que essa deve ser ministrada com cautela, principalmente os alimentos desenvolvidos para outros organismos, visto que os estudos referentes à essa problemática ainda são limitados.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-04-04T18:52:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Mestrado_PPG-ENTOMOLOGIA_Douglas de Campos.pdf: 4251712 bytes, checksum: 665f3099667589043250d9e99cff911e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T18:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Mestrado_PPG-ENTOMOLOGIA_Douglas de Campos.pdf: 4251712 bytes, checksum: 665f3099667589043250d9e99cff911e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Sensilla are sensory structures found in flagellomeres in greater quantity in antennas and extent in other parts of the head. The sensilla have multiple sensory modalities, are categorized as mechanoreceptors, chemoreceptors, thermoreceptors, or hygroreceptors and are CO2-sensitive. This study aimed to identify the types of sensilla and their distribution along the antenna present in individuals of both sexes and castes of stingless bees Melipona interrupta and M. seminigra. The bees were obtained in colonies from Meliponário do Grupo de Pesquisas em Abelhas (GPA) of the Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). The antennas were removed and fixed in Zamboni solution and remained in this fixative for 24 hours; washed with saline, 0.9% NaCl, were then dehydrated in acetone solution with increasing concentrations (50%, 70%, 90%, 95% and acetone PA) for 10 minutes each; PA acetone three washes were done in the last material was remained in 0.5 mL of acetone to evaporate all content. The antennas were mounted on stubs for plating with gold and photographed in a scanning electron microscope in the Thematic Laboratory Microscopy Optics and Electronics - LTMOE at INPA. Thirteen different types of sensillum were found in M. interrupta and M. seminigra individuals: sensilla trichodea (ST) (trichodea type I to VI), setae, chaeticum, basiconic, placoidea, coeloconic, ampullacea and campaniform. In both species the sensilla trichodea type I is the most abundant found between the sexes and castes, the sensilla STIII are exclusively found of the first segment, that in males the first antennal segment is smaller than the females, but there is no significant differences in number of STIII between the sexes. STII can be found the first segment to the distal segment is greater number in female of both species. STV is exclusive of the last antennal segment in the distal segment in both species and sexes, sensilla basicônic is exclusive to females, and the number of workers of SB in M. interrupta and M. seminigra increases every segment near the antennal apex. The function chemoreceptor sensillum this must be exercised by another sensilla in males, such as the sensillum placodea, because it is present in larger amount in the male antenna in both species. The other sensilla are distributed homogeneously by the antenna. This work represents a breakthrough in understanding the sensory organs of M. interrupta and M. seminigra and can serve as a basis for further work in this area with this or other insect species, however, more complementary studies to scanning electron microscopy and electrophysiology, electroantennography should be performed to investigate what these sensilla functions play in the studied species. / Sensilas são estruturas sensoriais encontradas em maior quantidade nos flagelômeros e em menor quantidade em outras partes da cabeça dos insetos. As sensilas possuem várias modalidades sensoriais, como olfato, gustação, mecanorrecepção, termorrecepção e higrorrecepção. Este trabalho teve como objetivo identificar os tipos de sensilas e a sua distribuição ao longo da antena presentes em indivíduos de ambos os sexos e castas das abelhas sem ferrão Melipona interrupta e M. seminigra. As abelhas foram obtidas em colônias do Meliponário do Grupo de Pesquisas em Abelhas (GPA) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). As antenas foram retiradas e fixadas em solução Zamboni e mantidas nesse fixador por 24 horas; lavadas com solução fisiológica, NaCl a 0,9 %, em seguida foram desidratadas em solução de acetona em concentrações crescentes (50%, 70%, 90%, 95% e acetona PA) por 10 minutos em cada uma; em acetona PA foram feitas três lavagens, na última o material foi deixado em 0,5 mL de acetona até evaporar todo conteúdo. As antenas foram montadas em suportes para metalização com ouro e fotografadas em microscópio eletrônico de varredura no Laboratório Temático de Microscopia Óptica e Eletrônica – LTMOE no INPA. Foram encontrados treze tipos de sensilas diferentes nos indivíduos de M. interrupta e M. seminigra: Sensilas tricóides (ST) (tricóides do tipo I ao VI), setae, céticas, basicônicas, placóides, celocônicas, ampuláceas e campaniforme. Em ambas as espécies a sensila tricóide tipo I é a mais abundante entre os sexos e castas, a sensila STIII é exclusiva do primeiro segmento, sendo que nos machos o primeiro segmento antenal é menor que os das fêmeas, mas não há diferença significatica no número de STIII entre os sexos. STII pode ser encontrada do primeiro segmento até o ápice antenal, está em maior número nas fêmas de ambas espécies. STV é exclusiva do último segmento antenal na porção distal do segmento em ambas as espécies e sexos, sensila basicônica é exclusiva das fêmeas, e o número de SB das operárias de M. interrupta e M. seminigra aumenta a cada segmento próximo ao ápice antenal. A função quimiorreceptora dessa sensila deve ser exercida por outra sensila nos machos, como por exemplo a sensila placóide, pois a mesma está presente em maior quantidade na antena dos machos em ambas as espécies. As demais sensilas estão distribuídas de forma homogênea em menor número pela antena. Esse trabalho representa um avanço no conhecimento dos órgãos sensoriais de M. interrupta e pode servir como base para mais trabalhos nessa área com essa ou outras espécies de insetos, no entanto, mais estudos complementares a microscopia eletrônica de varredura como eletrofisiologia, eletroantenografia devem ser realizados para investigar quais funções essas sensilas desempenham nas espécies estudadas.

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2018-01-30T12:57:01Z No. of bitstreams: 2 Diana Vieira Brito.pdf: 3554087 bytes, checksum: 965a5a8e72d0c0e6a8b6ef8339bd4aad (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-30T12:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Diana Vieira Brito.pdf: 3554087 bytes, checksum: 965a5a8e72d0c0e6a8b6ef8339bd4aad (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Sex differentiation is a fundamental step that profoundly affects the physiological, morphological and behavioral traits for species reproduction to be succeeded. In highly eusocial bees, another developmental process also takes place to increase species reproductive success: morphological specialization of some females for reproduction (queens), and others for colony maintenance functions (workers). The aim of this thesis was to investigate the molecular basis of sex and caste determination in the Amazonian stingless bee Melipona interrupta, and a possible interaction between them. Two genes from sex determination pathway were characterized in this study: feminizer (fem) and double sex (dsx). Candidate gene approach was used to identify genes related to caste determination. Relation between these genes and caste determination was identified by analyzing their response to manipulation of Juvenile Hormone (JH) titers, which have a major role in queen differentiation of highly eusocial insects, during caste divergence period (last larval instar). Moreover, expression of two genes involved in JH metabolism – mfe (biosynthesis) and jhe (degradation) – was analyzed in social organization context. About sex determination, it was found that Mi-fem pre-mRNA is sex-specifically spliced in a way which only the female splice variant encodes the full-length protein. Higher expression levels of Mi-fem were observed in embryos, which is the stage when sex is determined in insects. Furthermore, it was observed that JH induces an increase in Mi-fem expression during caste divergence period. A method for functional analysis of Mi-fem was also tested in M. interrupta. Parental RNA interference (pRNAi) was used for silencing fem in embryos, but it was not possible to confirm the knockdown. Sex-specific transcripts of Mi-dsx transcripts were also characterized and full-cDNA sequence was obtained. These transcripts encode protein isoforms with differences in their C-terminal domain. These results provide support for the conserved regulatory function of fem and dsx in Melipona bees and demonstrate a significant correlation between key elements of sex and caste determination pathways. About caste determination, five genes belonging to growth-related signaling or regulatory pathways with large phenotypic effects in development were found to be related to caste determination of M. interrupta in this study. Two genes from Insulin/Insulin-Like Signaling (IIS) pathway were responsive to JH (InR1 and InR2), but in opposite directions. DNA methyltransferase 3 (Dnmt3) gene, which is a key feature of epigenetic regulation, and yolk protein vitellogenin gene (Vg) were also found to be related to caste differentiation in M. interrupta. Furthermore, dsx expression was increased by high JH levels, which corroborates previous findings with fem. Besides being the first study to identify regulatory genes related to caste determination in Melipona, these findings give a hint about social strategy used by these bees to achieve high eusociality without relying on a nutrition-based phenotypic plasticity. Finally, analysis of JH metabolism genes revealed that only the expression of JH catabolism related gene jhe is correspondent to overall expected fluctuation of JH titers during larval development. In adult workers, comparison between mfe and jhe expression with recent findings about JH titers in another Melipona species indicated that JH might be playing alternative roles in social organization of workers of stingless bees. Taken together, these results provide a basis for further analysis functional about these sex- and caste-related genes to unveil mechanisms underlying these developmental processes. Also, findings here of a close link between sex and caste determination pathway, which points to sex determination pathway as a potential basis for the evolution of morphological specialization of castes. / A diferenciação sexual é uma etapa crucial do desenvolvimento que afeta profundamente os aspectos morfológicos, fisiológicos e comportamentais para que a reprodução das espécies seja bem-sucedida. Nas abelhas altamente eussociais, outro processo do desenvolvimento também está relacionado ao aumento do sucesso reprodutivo: a especialização morfológica de algumas fêmeas para a reprodução (rainhas), e de outras para a manutenção das colônias (operárias). O objetivo desta tese foi investigar a base molecular da determinação do sexo e da casta na abelha Melipona interrupta e uma possível interação entre ambas as vias. Dois genes da via de determinação do sexo foram caracterizados: feminizer (fem) e double sex (dsx). A abordagem de genes candidatos foi utilizada para a identificação de genes relacionados a determinação das castas, cuja relação foi deduzida por meio da análise de suas respostas à manipulação dos níveis de Hormônio Juvenil (HJ), o qual tem um papel central na diferenciação das rainhas. Além disso, a expressão de dois genes envolvidos no metabolismo do HJ – mfe (biossíntese) e jhe (degradação) – foi analisada no contexto de organização social. Observou-se que o pré-mRNA do gene Mi-fem sofre um splicing alternativo sexo-específico, de modo que apenas a variante específica das fêmeas codifica a proteína completa. Os níveis mais altos de expressão do fem foram observados na fase embrionária, na qual o sexo é determinado. Além disso, foi observado que o JH induz um aumento na expressão do Mi-fem no período de divergência entre as castas. Um método para a análise funcional do fem também foi testado em M. interrupta. O RNA de interferência parental (pRNAi) foi usado para silenciar o fem nos embriões, mas não foi possível confirmar o knockdown. Os transcritos sexo-específicos do Mi-dsx também foram caracterizados e a sequência completa do cDNA foi obtida. Esses transcritos codificam isoformas proteicas que apresentam diferenças nos seus domínios C-terminal. Esses resultados fornecem suporte às funções regulatórias conservadas do fem e dsx e demonstram um link entre os elementos-chave das vias de determinação do sexo e da casta. Cinco genes candidatos pertencentes a vias de sinalização de crescimento celular ou vias regulatórias com amplos efeitos fenotípicos no desenvolvimento apresentaram uma relação com a determinação das castas em M. interrupta. A expressão de dois genes da via Insulin/Insulin-Like (IIS) foi alterada em resposta ao HJ (InR1 e InR2), mas em sentidos opostos. Também foi observado que os genes codificadores da enzima DNA metiltransferase 3 (Dnmt3), a qual é um elemento chave na regulação epigenética, e da proteína do vitelo vitelogenina (Vg) apresentam uma relação com a diferenciação das castas. Ademais, a expressão do dsx foi aumentada pelos altos níveis de HJ, o que corrobora os resultados anteriores sobre o fem. Além desse ser o primeiro estudo a identificar genes regulatórios relacionados a determinação das castas em Melipona, esses resultados dão uma ideia sobre a estratégia social usada por essas abelhas para alcançarem a alta eussocialidade sem depender de uma plasticidade baseada em nutrição. Finalmente, a análise de genes relacionados ao metabolismo de HJ revelou que as flutuações nos títulos de HJ durante o desenvolvimento larval parecem ser reguladas pela via catabólica. Nas operárias adultas, a comparação do perfil de expressão do mfe e jhe com achados recentes sobre a titulação de HJ em outra espécie de Melipona forneceu indícios de que o HJ pode estar desempenhando papéis alternativos na organização social das operárias. Tomados em conjunto, esses resultados proveem uma base para análises mais aprofundadas sobre os processos de determinação do sexo e da casta. Além disso, as evidências encontradas aqui de uma conexão entre as vias de determinação do sexo e da casta apontam para a via de determinação do sexo como uma potencial base para a evolução da especialização morfológica entre as castas.