Photoreceptors in the eye basically provide information about light intensities from which brains extract different kinds of visual cues (e.g. color, movement, pattern). How do the properties and response characteristic of visual interneurons differ from the periphery to the central brain? I intracellularly recorded from neurons in the second and third optic ganglia (medulla and lobula) and the central brain (protocerebrum) of bees (mainly bumblebees; Bombus impatiens) while presenting color and motion stimuli. Bees rely on such stimuli during flight and foraging and show sophisticated visual learning abilities. We found that neurons in the distal medulla are color specific while ones in the proximal medulla show complex, often antagonistic color responses. Neurons in the distal lobula (layers 1-4) mainly process motion information while the proximal lobula (layers 5 and 6) seems to combine color and motion responses. Anterior parts of the central brain receive complex input representing combinations of motion and color information characterized by specific temporal properties (e.g. temporal precision, 'novelty' information or entrainment). This kind of often sparsely coded information is also represented in the mushroom bodies, learning and memory centers in the insect brain. In contrast, posterior parts of the central brain receive mainly motion information and show more reliable responses yet less precise spike timing. While the former kind of information (temporally precise or novelty in anterior pathways) is suited to form stimulus associations relevant during foraging, the latter, more reliable information is thought to support fast optomotor flight control maneuvers and other less plastic behaviors.

Uma colônia de abelhas sem ferrão é composta pela rainha, operárias de diferentes idades, que desempenham diferentes tarefas e por machos, presentes apenas na época anterior à fecundação da rainha. Dentre as operárias, somente as mais velhas forrageiras - mantém contato direto com o ciclo claro/escuro ambiental. Ritmos biológicos estão presentes e são gerados pelo sistema circadiano localizado no sistema nervoso central e no complexo retrocerebral. Este sistema é composto por uma rede de múltiplos osciladores integrados com vias aferentes, provenientes do sistema sensorial, e eferentes. As vias eferentes se expressam através de componentes nervosos, neurohormonais e hormonais. Neste trabalho, o sistema nervoso central e o complexo retrocerebral de forrageiras de Melipona quadrifasciata anthidioides foi mapeado, usando procedimentos histológicos clássicos, complementados por ensaios de imunocitoquímica. Anticorpos gerados contra Fasciclina II, PDF e Corazonina foram utilizados e a marcação obtida foi específica. Neurópilas estão presentes, tanto nos lobos ópticos como no cérebro e são áreas de referência para identificação das diferentes estruturas. As neurópilas do lobo óptico: lâmina, medula e lóbula, são regiões bem delimitadas e evidentes. O protocérebro é o gânglio cerebral mais dorsal e com o maior volume. Nele encontram-se dois conjuntos neuropilares: os corpora pedunculata, de forma cogumelar, que ocupam grande parte do protocérebro; e o complexo central, na linha média. Duas regiões protocerebrais concentram células neurossecretoras: pars intercerebralis e pars lateralis. O complexo retrocerebral é composto por duas glândulas pares: corpora cardiaca e corpora allata. A localização espacial destas estruturas foi reconstruída em imagens tridimensionais. Reconhece-se no sistema nervoso central e no complexo retrocerebral de M. quadrifasciata estruturas com características morfológicas e localização espacial específicas da espécie. Os resultados encontrados neste trabalho são as informações anatômicas básicas imprescindíveis para estudos posteriores que visam identificar os componentes e a organização do sistema circadiano em abelhas sem ferrão. / The stingless bees colony comprises a queen, workers of diferent ages that perform different tasks and males only present before the queen´s fecundation. Among the workers, only the oldest ones foragers keep a direct contact with the light/dark environmental cycle. Biological rhythms are present and are generated by the circadian system located in the central nervous system and in the retrocerebral complex. This system is composed by a web of multiple oscillators coupled to input pathways from the sensorial system and output pathways. The output pathways consist in nervous, neurohormones and hormones components. In this study, the central nervous system and the retrocerebral complex of Melipona quadrifasciata foragers were analyzed by classical histological procedures complemented by immunocitochemical essays. Specific reactive antibodies against Fasciclin II, PDF and Corazonin have been used. The optic lobes neuropils: lamina, medulla and lobula are distinct and evident. The protocerebrum is the dorsal most and largest ganglia. In this structure two neuropilar groups are present: corpora pedunculata, the bilateral mushroom bodies that occupy a large portion of the protocerebrum; and the central complex in the median line. Neurosecretory cells cluster together in two protocerebral regions: pars intercerebralis and pars lateralis. The retrocerebral complex is composed by two pairs of glands: corpora cardiaca and corpora allata. In this work, tridimensional images show their specific localization in the nervous system. In both, central nervous system and retrocerebral complex of M. quadrifasciata, species specific traces can be recognized in morphological characteristics and spatial localization of certain structures. The results on the anatomy of stingless bees nervous system shown here are indispensable to proceed with studies that aim to identify the components and the organization of the circadian system of stingless bees.

Uma colônia de abelhas sem ferrão é composta pela rainha, operárias de diferentes idades, que desempenham diferentes tarefas e por machos, presentes apenas na época anterior à fecundação da rainha. Dentre as operárias, somente as mais velhas forrageiras - mantém contato direto com o ciclo claro/escuro ambiental. Ritmos biológicos estão presentes e são gerados pelo sistema circadiano localizado no sistema nervoso central e no complexo retrocerebral. Este sistema é composto por uma rede de múltiplos osciladores integrados com vias aferentes, provenientes do sistema sensorial, e eferentes. As vias eferentes se expressam através de componentes nervosos, neurohormonais e hormonais. Neste trabalho, o sistema nervoso central e o complexo retrocerebral de forrageiras de Melipona quadrifasciata anthidioides foi mapeado, usando procedimentos histológicos clássicos, complementados por ensaios de imunocitoquímica. Anticorpos gerados contra Fasciclina II, PDF e Corazonina foram utilizados e a marcação obtida foi específica. Neurópilas estão presentes, tanto nos lobos ópticos como no cérebro e são áreas de referência para identificação das diferentes estruturas. As neurópilas do lobo óptico: lâmina, medula e lóbula, são regiões bem delimitadas e evidentes. O protocérebro é o gânglio cerebral mais dorsal e com o maior volume. Nele encontram-se dois conjuntos neuropilares: os corpora pedunculata, de forma cogumelar, que ocupam grande parte do protocérebro; e o complexo central, na linha média. Duas regiões protocerebrais concentram células neurossecretoras: pars intercerebralis e pars lateralis. O complexo retrocerebral é composto por duas glândulas pares: corpora cardiaca e corpora allata. A localização espacial destas estruturas foi reconstruída em imagens tridimensionais. Reconhece-se no sistema nervoso central e no complexo retrocerebral de M. quadrifasciata estruturas com características morfológicas e localização espacial específicas da espécie. Os resultados encontrados neste trabalho são as informações anatômicas básicas imprescindíveis para estudos posteriores que visam identificar os componentes e a organização do sistema circadiano em abelhas sem ferrão. / The stingless bees colony comprises a queen, workers of diferent ages that perform different tasks and males only present before the queen´s fecundation. Among the workers, only the oldest ones foragers keep a direct contact with the light/dark environmental cycle. Biological rhythms are present and are generated by the circadian system located in the central nervous system and in the retrocerebral complex. This system is composed by a web of multiple oscillators coupled to input pathways from the sensorial system and output pathways. The output pathways consist in nervous, neurohormones and hormones components. In this study, the central nervous system and the retrocerebral complex of Melipona quadrifasciata foragers were analyzed by classical histological procedures complemented by immunocitochemical essays. Specific reactive antibodies against Fasciclin II, PDF and Corazonin have been used. The optic lobes neuropils: lamina, medulla and lobula are distinct and evident. The protocerebrum is the dorsal most and largest ganglia. In this structure two neuropilar groups are present: corpora pedunculata, the bilateral mushroom bodies that occupy a large portion of the protocerebrum; and the central complex in the median line. Neurosecretory cells cluster together in two protocerebral regions: pars intercerebralis and pars lateralis. The retrocerebral complex is composed by two pairs of glands: corpora cardiaca and corpora allata. In this work, tridimensional images show their specific localization in the nervous system. In both, central nervous system and retrocerebral complex of M. quadrifasciata, species specific traces can be recognized in morphological characteristics and spatial localization of certain structures. The results on the anatomy of stingless bees nervous system shown here are indispensable to proceed with studies that aim to identify the components and the organization of the circadian system of stingless bees.