Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The main role of bees in nature is pollination of angiosperms, because of it bees are responsible for biological diversity maintenance and food production as well. Brazilian stingless bees (Meliponini) pollinate 40-90% of native trees and are found worldwide, wherein Brazil is the main representative of these bees. The Melipona scutellaris species (popularly known as the uruçu do nordeste ) is distributed geographically from Bahia to Rio Grande do Norte State, in the Zona da Mata region. The understanding of caste differentiation in Melipona scutellaris is extremely important for conservation and management of this bee. In 1950, Kerr proposed the model two genes/two-locus to explain the caste differentiation in Melipona; when well fed double heterozygous larvae develop into queens and underfed larvae or homozygous for these genes become workers, as a result of low production of Juvenile Hormone. Antennae is the main organ of bee olfactory system playing an important role in mantaining of colony social organization and in the performance of caste and sexes as well. The antennae houses a great diversity of sensilla, which are very important to bee chemical communication as receptors of compounds in the air such as pheromones, leading to typical behavioral responses of individuals, species, genera or families. The second chapter we show the results from scanning electron microscopy which demonstrates a heterogeneous distribution pattern of sensilla along the antenna. The main types of sensillum found in the antennae of M. scutellaris were: trichodea, basiconica, placodea, coeloconica, ampullacea and campaniformia. The most abundant sensilla found were trichodea and placoid in both castes and sexes. The ampullacea and coeloconica sensilla were found only in the distal flagellomeres of females and campiniformes and basiconica sensilla were not found in the analyzed antennae male. Larvae pre-defecant showed structures that are morphologically similar to sensilla. These structures has pores at its base and were found in many parts of the head area, which may represent an important gateway of volatile compounds from the larval food. xvii These compounds, possibly can activate genes involved in caste differentiation of Melipona scutellaris. The third chapter introduces the detection, cloning and sequencing of transcripts of the MscuCSP2, MscuCSP6, MscuOBP4 and MscuOBP8 genes from Melipona scutellaris larvae. We detected the MscuOBP8 protein in the L2, L3 (1-3), LPD LD larval stages of development using a monoclonal antibody selected by phage display. The 3D structure of the MscuOBP8 protein showed an internal cavity composed of hydrophobic amino acids confirming its binding function to hydrophobic compounds such as volatile substances. According to our data, the morphology of the head and especially adult antenna of the pre-defecating larvae (stage responsive to the action of juvenile hormone) and also the caracterization of genes and proteins of olfactory system in larvae of Melipona scutellaris can be correlated with caste differentiation mechanism in Melipona scutellaris proposed by Kerr. / O principal papel das abelhas na natureza é a polinização de angiospermas, com papel fundamental na manutenção da diversidade biológica, bem como na produção de alimentos de modo geral. As abelhas brasileiras sem ferrão (Meliponini), polinizam de 40 a 90% das árvores nativas e estão presentes em todo o mundo, sendo o Brasil o principal representante dessas abelhas. A espécie Melipona scutellaris (popularmente conhecida como uruçu do Nordeste) está distribuída na região da Zona da Mata, ocorrendo desde a Bahia até o Rio Grande do Norte. O entendimento sobre a diferenciação de castas em Melipona scutellaris é um aspecto extremamente importante para a conservação e manejo dessa abelha, principalmente no Brasil. Em 1950, Kerr propôs um modelo, para explicar a diferenciação de casta em Melipona, de dois genes/dois lócus, de modo que larvas duplo heterozigotas, quando bem alimentadas, desenvolvem-se em rainhas e larvas mal alimentadas ou homozigotas para esses genes, tornam-se operárias, em consequência de baixa produção de Hormônio Juvenil. Para a organização social da colônia e desempenho adequado dos papéis das castas e sexos, as abelhas apresentam um elaborado sistema olfatório, do qual a antena é o principal órgão sensorial, abrigando grande diversidade de sensilas. As sensilas têm papel na comunicação química intra e interespecífica, atuando como receptores de compostos químicos no ar, como os feromônios, levando à respostas comportamentais característico de indivíduos, espécies, famílias ou gêneros. No segundo capítulo apresentamos, de acordo com as imagens de microscopia de eletrônica de varredura, um padrão heterogêneo de distribuição das sensilas ao longo da antena. Os principais tipos de sensilas identificados nas antenas de M. scutellaris foram: tricóide, basicônica, placóide, celocônica, ampulácea e campiniforme, sendo que as sensilas tricóides e placóides foram as mais abundantes em todas as castas e sexo. As sensilas ampulácea e celocônica foram encontradas apenas nos flagelômeros distais das fêmeas e xv campiniformes e basicônicas não foram encontradas nas antenas de macho analisadas. As larvas LPD apresentaram estruturas morfologicamente semelhantes à sensilas, com poros em sua base, em diversas regiões da área analisada, que podem representar uma importante porta de entrada de compostos voláteis presentes no alimento larval que possam ativar genes envolvidos na diferenciação de castas de Melipona scutellaris. No terceiro capítulo, nós detectamos transcritos, clonamos e sequenciamentos os genes MscuCSP2, MscuCSP6, MscuOBP4 e MscuOBP8 em larvas de M. scutellaris. Selecionamos um anticorpo monoclonal por phage display que nos permitiu detectar a proteína MscuOBP8 nos estágios L2, L3 (1- 3), LPD e LD do desenvolvimento larval. A estrutura 3D da proteína MscuOBP8 apresentou cavidade interna composta por aminoácidos hidrofóbicos corroborando com sua função carreadora de compostos hidrofóbicos tais como, substâncias voláteis. Neste contexto, este trabalho apresenta a morfologia da antena de adultos e, principalmente, da porção anterior de larva do estágio pré-defecante do desenvolvimento (sensível à ação do hormônio juvenil) e também a caracterização de genes e proteínas do sistema olfatório em larva de Melipona scutellaris a fim de correlacioná-los com o mecanismo de diferenciação de castas em Melipona scutellaris proposto por Kerr. / Doutor em Genética e Bioquímica

Foram realizados experimentos de polinização em casas de vegetação, com culturas de Capsicum annuum (pimentão) e as abelhas sem ferrão, Melipona quadrifasciata anthidioides e Melipona scutellaris, e com culturas de Fragaria x ananassa (morango) e as espécies de abelhas Scaptotrigona aff. depilis e Nannotrigona testaceicornis. Os resultados comprovaram a alta eficiência destas abelhas como polinizadoras de tais culturas, fenômeno totalmente notório, através dos frutos desenvolvidos, a partir da polinização cruzada realizada por estas abelhas, tais frutos apresentaram-se mais pesados e com maior quantidade de sementes, além de bem formados (sem deformidades), quando comparados com àqueles produzidos nas casas de vegetação controle, na qual a autopolinização ocorreu. / Experiments of pollination were performed in green houses with Capsicum annuum (sweet pepper) and the stingless bees, Melipona quadrifasciata anthidioides and Melipona scutellaris, and with Fragaria x ananassa (strawberry) and Scaptotrigona aff. depilis and Nannotrigona testaceicornis. The results demostrate that these bees are highly efficient for pollination of these crops. The fruits developed from cross pollination by these bees had higher weight and more seeds than the control group, additionally, the fruits had no deformation compared to those fruits produced in a control green house, where exclusively self-pollination occurred.

Foram realizados experimentos de polinização em casas de vegetação, com culturas de Capsicum annuum (pimentão) e as abelhas sem ferrão, Melipona quadrifasciata anthidioides e Melipona scutellaris, e com culturas de Fragaria x ananassa (morango) e as espécies de abelhas Scaptotrigona aff. depilis e Nannotrigona testaceicornis. Os resultados comprovaram a alta eficiência destas abelhas como polinizadoras de tais culturas, fenômeno totalmente notório, através dos frutos desenvolvidos, a partir da polinização cruzada realizada por estas abelhas, tais frutos apresentaram-se mais pesados e com maior quantidade de sementes, além de bem formados (sem deformidades), quando comparados com àqueles produzidos nas casas de vegetação controle, na qual a autopolinização ocorreu. / Experiments of pollination were performed in green houses with Capsicum annuum (sweet pepper) and the stingless bees, Melipona quadrifasciata anthidioides and Melipona scutellaris, and with Fragaria x ananassa (strawberry) and Scaptotrigona aff. depilis and Nannotrigona testaceicornis. The results demostrate that these bees are highly efficient for pollination of these crops. The fruits developed from cross pollination by these bees had higher weight and more seeds than the control group, additionally, the fruits had no deformation compared to those fruits produced in a control green house, where exclusively self-pollination occurred.

This study aimed to identify the morphometric population structure in Melipona scutellaris creations in the states of Bahia, Sergipe, Alagoas, Paraíba and Rio Grande do Norte, which are inserted into the natural range of the species in northeastern Brazil. Added to this were evaluated possible differences in stress levels reflected in morphometric variation in colonies reared in boxes rational and tenement, providing information that may contribute to the proper management and conservation of these native bees. The study was conducted between March 2012 and April 2013, covering the states of Bahia, Sergipe, Alagoas, Paraíba and Rio Grande do Norte, where 645 workers forage were collected from 110 colonies. Cluster analysis (UPGMA) was performed resulting in three distinct groups by determining the cutoff point. Cluster analysis (UPGMA) was performed resulting in three distinct groups by determining the cutoff point. Multivariate analyzes were performed using MANOVA canonical variables, which were calculated Procrustes distance and centroid size. The results of this analysis showed population divergence between states limited by geographical barriers or great distances which ratified what had been previously observed in the UPGMA analysis. The variation between colonies of the five states was higher than the colonies within states, in most cases, Geometric Morphometrics The approach was effective in identifying the source of the colonies transported to other states, which was observed in the validation analysis cross where there was more than 70% accurate in classi. The approach of Geometric Morphometrics can later be used to evaluate the introduction of colonies within the kindred meliponary, thus contributing to increased genetic variability of the breeding population.Fluctuating asymmetry analyzes were performed to evaluate stress between rational creations in boxes and tenements, using a Procrustes ANOVA and showed fluctuating asymmetry for both form, as to size in the two study sites, regardless of the material creation. However, the beehive colony created showed an asymmetry index larger floating with respect to rational colonies boxes. These results show that this stress mode rational handling of boxes is larger and has greater influence on the appearance of FA. Was also observed, using a MANOVA analysis of canonical variables, the group formed by colonies reared in tenement showed greater variability than colonies reared in boxes INPA rational model, which suggests that the process of dividing colonies decreases genetic diversity of beehives with the rational use of boxes while tenements are more directly related to the gene pool of natural populations. It was concluded that despite the collaboration in the conservation of species of native bees, beekeeping still need to adjust their management procedures not to affect the performance of breeding colonies, as well as knowing the origin of the colonies that are introduced in order to avoid the decrease meliponary genetic diversity and the appearance of fluctuating asymmetry in the colonies of beehives. / Esse trabalho teve o objetivo de identificar a estrutura morfométrica populacional em criações de Melipona scutellaris nos estados da Bahia, Sergipe, Alagoas, Paraíba e Rio Grande do Norte, que estão inseridos na área de ocorrência natural da espécie na região Nordeste do Brasil. Somado a isso foram avaliadas as possíveis diferenças nos níveis de estresse refletidos nas variações morfométricas em colônias criadas em caixas racionais e em cortiço, fornecendo informações que possam contribuir para o manejo adequado e conservação dessas abelhas nativas. O estudo foi desenvolvido no período entre março de 2012 e abril de 2013 abrangendo os Estados da Bahia, Sergipe, Alagoas, Paraíba e Rio Grande do Norte, onde foram coletadas 645 operárias forrageiras provenientes de 110 colônias. A análise de agrupamento (UPGMA) foi realizada resultando em três grupos distintos através da determinação do ponto de corte. Foram realizadas as análises multivariadas MANOVA através de Variáveis Canônicas, onde foram calculados a distância de Procrustes e de tamanho do centroide. Os resultados dessa análise apresentaram divergência populacional entre Estados limitados por barreiras geográficas ou por grandes distâncias o que ratificou o que havia sido anteriormente observado nas análises de UPGMA. A variação entre as colônias dos cinco Estados, foi maior que as colônias dentro dos Estados, na maior parte dos casos, A abordagem de Morfometria Geométrica foi eficaz na identificação da origem das colônias transportadas para outros Estados, o que foi observado nas análises de validação cruzada onde houve mais de 70% de acerto na classificação. A abordagem de Morfometria Geométrica pode ser posteriormente utilizada para avaliar a introdução de colônias aparentadas dentro do meliponário, contribuindo, assim para o aumento da variabilidade genética da população de criação. As análises de Assimetria Flutuante foram realizadas, para avaliar o estresse entre criações em caixas racionais e cortiços, utilizando uma ANOVA de Procrustes, e apresentou assimetria flutuante tanto para forma, quanto para tamanho nas duas localidades estudadas, independente do material de criação. No entanto, as colônias criadas em cortiço apresentaram um índice de assimetria flutuante maior em relação às colônias de caixas racionais. Esses resultados mostram que o estresse presente no modo de manejo das caixas racionais é maior e tem maior influência no aparecimento de assimetria flutuante. Também foi possível observar, utilizando-se de uma análise MANOVA de Variáveis Canônicas, que o grupo formado pelas colônias criadas em cortiço apresentou maior variabilidade que as colônias criadas em caixas racionais do modelo INPA, o que sugere que o processo de divisão de colônias diminui a diversidade genética dos meliponários com a utilização de caixas racionais enquanto os cortiços são mais diretamente relacionados ao pool gênico das populações naturais. É possível concluir que apesar da colaboração na conservação de espécies de abelhas nativas, a meliponicultura ainda necessita ajustar seus procedimentos de manejo para não afetar o desempenho das colônias de criação, bem como conhecer a origem das colônias que são introduzidas no meliponário para evitar a diminuição da diversidade genética e o aparecimento de Assimetria Flutuante nas colônias dos meliponários.