Perfil de expressão de genes relacionados à maturação comportamental em operárias das abelhas sem ferrão Frieseomellita varia e Melipona quadrifasciata (Meliponini)

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Souza, Larissa Daniela Ribeiro de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Abelhas sem ferrão; Behavioral maturation; Expressão gênica; Gene expression; Maturação comportamental; Reprodução; Reproduction; Stingless bees; Vitellogenin; Vitelogenina
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-05052025-141128/

As abelhas desempenham um papel crucial como polinizadores de plantas silvestres e cultivos agrícolas, contribuindo para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas e segurança alimentar global. Além de sua importância ecológica e socioeconômica, esses insetos despertam interesse no meio científico-acadêmico devido à sua fascinante complexidade biológica, especialmente nas espécies altamente eusociais, que exibem uma intricada divisão de trabalho, no qual a rainha é responsável pela reprodução, enquanto as operárias desempenham todas as demais tarefas relacionadas ao crescimento e desenvolvimento da colônia. As operárias, por sua vez, se especializam em tarefas, e isso ocorre principalmente de acordo com a idade. No entanto, os mecanismos moleculares que desencadeiam seus diferentes estados comportamentais ainda não estão completamente elucidados, nem mesmo na espécie modelo em estudos sobre insetos sociais, Apis mellifera. Nesse contexto, as abelhas sem ferrão Frieseomelitta varia e Melipona quadrifasciata, recebem destaque, pois diferem consideravelmente em sua capacidade reprodutiva, um fator intimamente relacionado com a evolução da socialidade em insetos. Em F. varia, as operárias possuem ovários totalmente atrofiados, enquanto em M. quadrifasciata, as operárias produzem ovos tróficos e não fertilizados. Este estudo investigou nas operárias de F. varia e M. quadrifasciata a expressão de um conjunto de genes conhecidos por sua influência na maturação comportamental de A. mellifera. Os resultados mostraram que, em F. varia, os níveis de transcritos do gene vitelogenina (Vg) e metil farnesoato epoxidase (mfe) são mais elevados na cabeça das forrageiras, sugerindo uma conexão com o comportamento de forrageamento. Em contraste, M. quadrifasciata apresentou altos níveis de Vg e baixos níveis de hormônio juvenil esterase (jhe) no abdômen das nutridoras, em concordância com seu potencial reprodutivo. Para o gene alvo da rapamicina (tor), envolvido no sensoriamento de nutrientes, encontramos maior expressão no tecido da cabeça das forrageiras tanto de F. varia quanto de M. quadrifasciata, sugerindo que ele desempenha um papel mais relacionado ao comportamento de forrageamento. Para os genes malvolio (mvl) e foraging (for), relacionados à busca por alimento, observamos que mvl teve expressão consistentemente baixa na cabeça, mas aumentou no abdômen das forrageiras de ambas as espécies, indicando que ele pode ser um elemento conservado na transição comportamental de tarefas intranidais para intranidais. Já o gene for, apresentou maior expressão nas forrageiras de F. varia, tanto na cabeça quanto no abdômen, ou seja, consistentes com a atividade de forrageamento. No entanto, em M. quadrifasciata, a expressão de for foi maior nas cabeças das nutridoras, sendo, portanto, improvável que tenha um papel no forrageamento. Um achado importante em nosso estudo foi a expressão significativamente maior de Vg no tecido da cabeça das operárias forrageiras de F. varia. Ao aprofundamos a análise, observamos que a expressão de Vg é mais elevada no cérebro do que nas glândulas hipofaringeanas e no corpo gorduroso de forrageiras comparado às nutridoras. Esses resultados sugerem que a Vg pode desempenhar um papel mais relacionado ao comportamento e levantam questões sobre a regulação da longevidade nessa espécie, uma vez que a Vg é frequentemente mais abundante em abelhas jovens, contribuindo para a proteção contra o estresse oxidativo, a imunidade e o aumento da longevidade. Também realizamos hibridização in situ fluorescente no cérebro das operárias de F. varia, mas não conseguimos detectar a localização espacial do mRNA da Vg, evidenciando uma complexidade da técnica. Nossos resultados sugerem que além da idade, as assinaturas moleculares associadas à divisão de trabalho nessas abelhas altamente eusociais são fortemente influenciadas pelo grau de esterilidade das operárias e abre novas perspectivas para a pesquisa sobre regulação do comportamento e longevidade em abelhas.