As operárias de Melipona quadrifasciata exercem diferentes funções na colônia, segundo sua faixa etária. No interior da colônia, os indivíduos mais jovens, nutrizes, ficam localizados na região mais interna e aproximam-se progressivamente das regiões periféricas à medida que envelhecem. Os indivíduos mais velhos, forrageiras, saem da colônia diariamente. Ritmos biológicos estão presentes nas operárias de todas as idades, mas apenas os ritmos das forrageiras estão bem caracterizados. Neste trabalho, o objetivo foi detectar mudanças no sistema temporal que ocorrem ao longo do desenvolvimento ontogenético de abelhas operárias. O ritmo monitorado foi aquele de consumo de O2, empregando um ciclo claro/escuro como agente sincronizador. O consumo de O2 foi registrado em nutrizes com 24 horas de vida e em forrageiras, sendo que as nutrizes foram divididas em dois grupos: Nutri_BOD, indivíduos colocados em condições constantes de temperatura e iluminação assim que emergiam do favo, e NUTRI_Col, indivíduos devolvidos à colônia por 24 horas antes dos testes. O protocolo experimental foi dividido em três fases: Fase1, forrageiras e Nutriz_BOD eram mantidos em condição constante de iluminação e temperatura durante 24 horas. Nutriz_Col era devolvida a colônia de origem durante esse mesmo intervalo; Fase2, exposição a ciclo claro/escuro 12:12h durante 48 horas; Fase3, todos os indivíduos voltavam às condições ambientais constantes. Em Fase2 e Fase3 foram feitas as medidas de consumo de O2. Os resultados da Fase2 não mostraram arrastamento, período significativo do ritmo difere de 24h. A média de consumo na fotofase apresenta diferença significativa da média de consumo na escotofase, para o grupo das forrageiras e Nutri_Col, sendo o consumo maior na fotofase. Ritmos em livre curso foram encontrados em todas as forrageiras e em 25% das nutrizes de ambos os grupos. Os resultados indicam a existência de um processo de maturação do sistema circadiano, bem como na capacidade de lidar com a luz, que representa uma situação desfavorável à sobrevivência das nutrizes. Como os dois grupos de nutrizes apresentaram ritmos endógenos, o surgimento deles independe da influência da colônia. A colônia, porém, parece modular a velocidade do estabelecimento do ritmo e sua capacidade de sincronizar-se com o ciclo claro/escuro ambiental. / The workers of the stingless bee, Melipona quadrifasciata, assume different tasks during their adult life. Newly emerged individuals - nurses - remain inside the nest, without contact with the external environment. As the workers mature, they migrate to more peripheral regions but only the oldest - foragers - leave the nest. Foragers have strong daily rhythms. Biological rhythms have already been detected in all the workers, but only the rhythms of foragers are well characterized. This work aimed to detect changes in temporal biological system during post-embryonic development. For this, the rhythm of oxygen consumption was measured and light/dark cycle was used as the synchronizing agent. Oxygen consumption was monitored in foragers and in nurses 24 hours after the emergence. The nurses were divided into two groups: 1-Nutri_BOD: the bees were kept in constant conditions of temperature and illumination. 2- NUTRI_Col: newly emerged workers were transferred back to the colony for 24 hours before the experiment. The experimental protocol was divided into three parts: 1- Forager and Nutriz_BOD were kept in constant conditions of illumination and temperature for 24 hours. Nutriz_Col were returned to the colony during the same interval. 2- Animals were exposed to a light/dark cycle, 12:12h, for 48 hours. 3- All the bees returned to constant conditions, for 4 days. Mesurements of O2 consumption were taken during the second and third parts of the experiment. There was not entrainment of the individual\'s rhythms. The period was different from 24h. In foragers and Nutri_Col there were significant differences between the average consumption in the photophase and the average consumption in the scotophase. A free running rhythm was present in all foragers and in 25% of Nutri_Col and Nutri_BOD. Results indicate the existence of a process of maturation running in the circadian system, and an increasing ability to respond to light. Presence of light is a non-permissive condition for the nurses\' survival. Endogenous rhythms are present in both groups of nurses. The presence of the colony is not necessary to the development of the rhythm. However, the colony seems to modulate the rate of to the development and the ability to synchronize with the light/dark cycle.

Universidade Federal de Uberlândia / CHAPTER II: Infection in insects stimulates a complex defensive response. Recognition of pathogens may be accomplished by plasma or hemocyte proteins that bind specifically to bacterial or fungal polysaccharides. Several morphologically distinct hemocyte cell types cooperate in the immune response. Hemocytes attach to invading organisms and then isolate them by phagocytosis, by trapping them in hemocyte aggregates called nodules, or by forming an organized multicellular capsule around large parasites. In the current investigation the cellular population in the hemolymph third instar larvae of M. scutellaris has been characterized by means of light microscopy analysis and phagocytosis assays were performed in vivo by injection of 0,5μm fluorescence beads in order to identify the hemocyte types involved in phagocytosis. Four morphotypes of circulating hemocytes were found in 3rd instar larvae: prohemocytes, plasmatocytes, granulocytes and oenocytoids. The results presented plasmatocytes and granulocytes involved in phagocytic response of foreign particles in 3rd instar larvae of M. scutellaris. CHAPTER III: Insects are continuously exposed to potentially pathogenic microorganisms and eukaryotic parasites, but only a few encounters result in infection. Insects possess a complex and efficient system of biological defense against pathogens and parasites. This system involves the following: the integument and gut as physical barriers to infection, coordinated responses of several subpopulations of hemocytes when these barriers are breached, and the induced synthesis of antimicrobial peptides and proteins, primarily by the fat body. The purpose in the present study was to verify a Toll receptor (MsToll) expression in Melipona scutellaris. By semiquantitative RT-PCR we evaluate the MsToll levels at different development stages and in different M. scutellaris workers tissues. The MsToll expression in the immune response was evaluated by real time RT-PCR in workers infected with Escherichia coli (gram-negative). Our data showed lower MsToll expression in the larval stage compared with other development stages. The specific tissue analysis showed that its expression in intestine was significantly higher compared with other tissues analyzed. Furthermore, the MsToll levels in innate immune response of M. scutellaris showed four folds enhanced in bees infected with E. coli compared with control. / CAPITULO II: Infecção em insetos estimula uma resposta defensiva complexa. O reconhecimento de patógenos pode ser realizado pelos hemócitos ou proteínas que se ligam especificamente em microorganismos com padrões moleculares específicos, os chamados (PAMPs). Diferentes células da hemolinfa cooperam na resposta imune. Os hemócitos reconhecem os patógenos e os isolam por fagocitose, formando nódulos ou, cápsula multicelular em torno do parasita. Nesse trabalho foram identificadas as células da hemolinfa da abelha sem ferrão Melipona scutellaris e caracterizados os hemócitos envolvidos no processo de fagocitose utilizando beads de 0,5μm de diâmetro, em média, com fluorescência vermelha. Na hemolinfa do 3° instar larval de M. scutellaris foram distinguidos quatro tipos de hemócitos: prohemócitos, plasmatócitos, granulócitos e oenocitóides. No ensaio de fagocitose foram identificados plasmatócitos e granulócitos, com beads fluorescentes fagocitados no citoplasma. CAPITULO III: Insetos são continuamente expostos a microrganismos potencialmente patogênicos, mas apenas alguns contatos resultam em infecção. Insetos possuem um complexo e eficiente sistema de defesa contra patógenos e parasitas, que envolve o tegumento e intestino como barreiras físicas para infecção; respostas coordenadas de vários tipos de hemócitos quando estas barreiras são violadas e a síntese de peptídeos antimicrobianos e proteínas, principalmente pelo corpo gorduroso. Nosso objetivo foi clonar e sequenciar parcialmente um gene do sistema imune inato MsToll da abelha Melipona scutellaris. Por análises de RT-PCR semiquantitativo avaliou-se os níveis de expressão de MsToll em diferentes estágios do desenvolvimento e em diferentes tecidos de operárias de M. scutellaris. A expressão de MsToll na resposta imune foi avaliada por RT-PCR tempo real em operarias infectadas com Escherichia coli (gram-negativa). Os resultados mostraram menor expressão do gene MsToll nos estágios larvais quando comparados com os demais estágios do desenvolvimento. A análise tecido específico de MsToll mostrou que em intestino sua expressão foi significativamente maior quando relacionado com os demais tecidos analisados. Com relação aos níveis de MsToll na resposta imune observou-se o aumentou de quatro vezes dos níveis desse transcrito em abelhas infectadas com E. coli comparadas com o controle. / Mestre em Genética e Bioquímica