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Previous issue date: 2016-04-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Partamona rustica is a stingless bee endemic to dry forests in Brazil. Despite its
importance as a pollinator and its occurrence in endangered areas, such as the Caatinga
(scrubland forest) and Cerrado (savanna) biomes, its natural history, biogeography,
population genetics and evolutionary history are poorly known. This PhD Dissertation
is presented in four chapters addressing specific aims to reduce the gaps in knowledge
regarding P. rustica. In Chapter I, aspects of the natural history of this bee were
investigated. The results revealed that P. rustica occurs from the northern portion of the
state of Minas Gerais to the southern portion of the state of Bahia in the Caatinga and
Cerrado biomes, contouring the plateaus and hills of Chapada Diamantina by the east.
It is a floral visitor of at least 62 kinds of plant and its nests are built in arboreal termite
nests constructed by Constrictotermes cyphergaster. In Chapter II, the hypothesis was
tested that populations of stingless bees, such as P. rustica and Partamona helleri, have
a high degree of differentiation when analyzed for mitochondrial genes due to the fact
that the occupation of a site is performed by a small number of founding females.
Therefore, each occupation event may exhibit a founder effect. The results revealed few
haplotypes per population as well as a high degree of genetic differentiation, which
supports the hypothesis. Implications for future studies were also indicated, such as the
need to change the current focus of studies related to the genetic structure of bee
populations, which usually estimate the degree of inter-population differentiation, to
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estimates of genetic relatedness among queens, workers and males who founded the
colonies of a given population. In Chapter III, the genetic relatedness among workers of
P. rustica was estimated to evaluate the role of males in dispersal and gene flow among
colonies and populations. The results revealed a low degree of average genetic
relatedness among workers of colonies from the same locality and even lower
relatedness among workers of colonies from different localities, suggesting that,
although the areas analyzed were occupied by few females, dispersal promoted by
males reduces relatedness and, consequently, the risk of inbreeding, which is harmful to
hymenopterans due to their complementary sex determination system (locus csd). In
Chapter IV, we used an integrative approach to reconstruct the evolutionary history of
P. rustica in a spatiotemporal framework. The results identified two groups: one to the
west and the other to the east of the São Francisco River Valley, which putatively
diverged during the late Pleistocene, and indicated the western group as ancestral to the
eastern group. The results also indicate that the inferences from both the analysis of
genetic data and spatial distribution modelling are compatible with a history of
populations of a constant size. The data presented in this thesis can be used to guide
conservation and management strategies concerning the species as well as the Caatinga
and Cerrado biomes, broaden knowledge on the biology and genetics of stingless bees,
which can be useful in beekeeping and bee management, as well as reinforce the need
for more detailed investigations into Pleistocene climate changes and the effects on the
diversification of the endemic biota in Neotropical dry forests, especially studies
involving the considerable diversity of bees in this region. / Partamona rustica é uma abelha sem ferrão endêmica de florestas secas do Brasil.
Apesar da sua importância como polinizadora e da sua localização em áreas ameaçadas,
como a Caatinga e o Cerrado, pouco se sabe a respeito da sua história natural,
biogeografia, genética de suas populações, bem como da sua história evolutiva. Esta
tese é apresentada em quatro capítulos, os quais apresentam objetivos específicos que
visam reduzir estas lacunas em nosso conhecimento acerca de P. rustica. No Capítulo I,
buscou-se investigar alguns aspectos da história natural de P. rustica. Os resultados
revelaram que o principal substrato de nidificação utilizado pela espécie são termiteiros
da espécie Constrictotermes cyphergaster, que P. rustica é visitante floral de pelo
menos 62 tipos de plantas, e se ditribui em áreas de Caatinga e Cerrado entre o norte de
Minas Gerais e o sudoeste da Bahia, contornando a Chapada Diamantina. No Capítulo
II foram utilizadas as espécies P. rustica e Partamona helleri como modelos para testar
a hipótese de que, nas abelhas sem ferrão, a ocupação de uma determinada área é
realizada por um número reduzido de fêmeas fundadoras; desta forma, cada evento de
ocupação pode, eventualmente, apresentar as condições de efeito fundador. Os
resultados deste estudo revelaram um ou poucos haplótipos por localidade e elevada
diferenciação entre as populações analisadas, dados que suportaram a hipótese testada.
Além disto, foram apontadas algumas implicações para os futuros estudos, dentre elas, a
necessidade de mudança do foco atual dos estudos relacionados à estrutura genética das
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populações de abelhas, os quais, via de regra, apenas estimam o nível de diferenciação
interpopulacional, para estimativas das relações genéticas entre rainhas e machos que
fundaram as colônias de uma dada população. No Capítulo III foi estimado o parentesco
genético entre operárias de P. rustica, buscando avaliar o papel dos machos na
dispersão e fluxo gênico entre colônias e populações. Os resultados mostraram baixos
índices de parentesco genético médio entre operárias de colônias da mesma localidade e
parentesco ainda menor entre operárias de colônias de diferentes localidades, sugerindo
que apesar da ocupação das áreas analisadas ter se dado por poucas fêmeas, a dispersão
promovida pelos machos reduz o parentesco e, consequentemente, o risco de
acasalamentos endogâmicos, nocivos para os himenópteros, devidos ao sistema de
determinação complementar do sexo (csd). No Capítulo IV foi utilizada uma abordagem
integrada para reconstruir a história evolutiva de P. rustica num contexto espaçotemporal.
Os resultados apontaram para a formação de dois grupos (grupo leste e oeste),
separados pelo Vale do Rio São Francisco, que apresentaram divergência datada ao
final do Pleistoceno. Os resultados ainda indicaram o grupo oeste como sendo ancestral
ao grupo leste. Ademais, tanto os resultados das análises genéticas quanto da
paleomodelagem são compatíveis com uma história de populações de tamanho
constante. Os dados apresentados nesta tese poderão ser utilizados para nortear
estratégias de conservação e manejo da espécie, bem como dos biomas Caatinga e
Cerrado; ampliam o conhecimento acerca da biologia e da genética das abelhas sem
ferrão, podendo ser úteis na criação racional destas abelhas e reforça-se a necessidade
de novas e mais detalhadas investigações sobre as mudanças climáticas Pleistocênicas e
seus efeitos na diversificação da biota endêmica das florestas secas da região
Neotropical, principalmente, novos estudos envolvendo a grande diversidade de abelhas
existente nesta região.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7944 |
| Date | 29 April 2016 |
| Creators | Miranda, Elder Assis |
| Contributors | Del Lama, Marco Antonio |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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