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A defensividade e a dispersão da abelha africanizada Antonio Carlos Stort Departamento de Biologia – Instituto de Biociências Unesp – Rio Claro Os dois temas, defensividade e dispersão estão intimamente ligados, uma vez que o avanço das abelhas africanizadas pelas Américas tornou-se motivo de preocupação devido a maior defensividade apresentada por essas abelhas. Quando a abelha encontra um inimigo nas proximidades da colméia ela pode atacá-lo e durante a ferroada são liberados os feromônios de alarme que sendo compostos voláteis se espalham pelo ar. Eles servem de atração para outras abelhas da colônia que logo localizam o inimigo e passam a atacá-lo também. A maioria desses feromônios são produzidos junto com o veneno pelas glândulas de veneno das abelhas. O estudo da produção de feromônios de alarme começou com Boch et al (1962) que identificaram o isopentil acetato (IPA) como sendo um deles. Outro composto, o 2-heptanona (2 HPT) produzido nas glândulas mandibulares foi também mostrado ter função de alarme (Shearer & Boch, 1965). Mais tarde 13 novos feromônios associados ao aparelho de ferrão foram identificados por análises de cromatografia gasosa: butil-acetato, 2 metil butanol, hexil acetato, 1 hexanol, 2 heptil acetato, 2-heptanol, octil acetato, 1-octanol, 2 nonil acetato, 2-nonanol, 1 acetoxi-2octeno, 1 acetoxi-2 noneno e benzil acetato (Blum et al, 1978). Para a obtenção dessas informações as abelhas foram coletadas na fase de forrageiras na entrada da colméia e congeladas. Ferrões com as glândulas associadas a eles e cabeças de amostras de 10 abelhas de cada colônia foram removidas com auxílio de uma pinça e colocadas no solvente cloreto de metileno, sendo utilizado o sulfato de sódio como secante. Amostras dos extratos de veneno ou da cabeça mais o solvente foram analisados por cromatografia gasosa. Todos aqueles 15 compostos mostraram se constituir em estímulo capaz de produzir respostas de alerta das operárias em testes realizados com abelhas jovens em laboratório (Collins & Blum, 1982,1983). Grupos de abelhas jovens eram mantidas em pequenas caixas contendo água e alimento em um shelter com temperatura e umidade ideais. Cada feromônio era misturado a óleo de parafina (para não evaporar rapidamente) e dentro de um pequeno recipiente era colocado no interior das caixas. As abelhas reagiam ao estímulo feromonal abrindo e fechando as asas com maior ou menor intensidade. Análises realizadas em amostras de abelhas européias da Louisiana nos Estados Unidos e africanizadas da Venezuela mostraram que o isopentil acetato, o 2 heptanona e o 2 metil butanol eram encontrados em maior quantidade nas abelhas européias. Os compostos 1 acetoxi-2 octeno e 1 acetoxi- 2 noneno eram equivalentes nos 2 tipos de abelhas. Todos os outros 10 tipos de feromônios apareciam em maior quantidade nas abelhas africanizadas (Collins, 1989). Os dados de Kerr et al (1974) mostraram que as abelhas africanizadas do Brasil produziam cerca de 5 vezes mais 2 heptanona do que as abelhas européias, o que discorda totalmente dos dados obtidos pelos pesquisadores americanos. Mostraram também que há correlação significativa entre a quantidade de 2 heptanona produzida e o comportamento defensivo das abelhas. O aumento da produção desse feromônio aumenta o grau de defensividade da colônia: há diminuição no tempo para ocorrer a primeira ferroada, diminuição no tempo que leva para a colônia se enfurecer e aumento no número de ferroadas no inimigo. As abelhas usam primeiro os feromônios do veneno. Primeiro ferroam, perdem o ferrão nessa atividade e estão condenadas a morrer algum tempo depois. Ficam mais defensivas ainda e passam a morder o inimigo (as luvas do observador, por exemplo). Assim fazendo estão pressionando as mandíbulas para liberar o 2 heptanona. É a última contribuição que a abelha presta para a defesa de sua colônia. Para estudar as diferenças de comportamento e a genética do comportamento defensivo entre 2 grupos de abelhas, você primeiramente tem que achar uma maneira de medir a defensividade das colônias. Nós utilizamos o chamado teste de agressividade que consiste em um observador balançar durante 60 segundos uma bolinha preta de camurça, de 2 cm de diâmetro, cheia com algodão, na entrada da colméia e verificar as seguintes variáveis : 1A – Tempo que leva para ocorrer a primeira ferroada na bola. 2A – Tempo que leva para as abelhas se enfurecerem. 3A – Número de ferrões deixados nas luvas do observador. 4A – Número de ferrões deixados na bolinha de camurça. 5A – Distância de perseguição ao observador. 6A – Tempo que leva para as abelhas se acalmarem após a realização do teste. Este teste funcionou bem, pois permitiu determinar se uma colônia era brava (muito defensiva) , intermediária ou mansa (pouco defensiva) (Stort, 1971,1974). A tabela 1 mostra as diferenças médias de comportamento obtidas nos testes de agressividade aplicados em diversas colônias de abelhas africanizadas e em diversas colônias de abelhas italianas (Stort, 1974). Outras metodologias foram utilizadas para se determinar a defensividade das colônias de abelhas africanizadas. Os americanos, logo construíram uma máquina que consistia de uma roda giratória que continha algumas marcas coloridas que serviam para atrair as abelhas.Cada operária que se aproximasse para atacar era apanhada por uma projeção dessa roda e atirada a um pequeno reservatório contendo água onde morria afogada. A defensividade da colônia era caracterizada pelo número de abelhas que atacavam e que eram contadas nesse reservatório após um certo período de tempo. O grupo de estudo americano trouxe esse aparelho em sua visita ao Brasil em 1972 e o utilizou na região de Araraquara-SP. O professor Malcolm Brandeburgo da Universidade Federal de Uberlândia realizava os testes em ambiente fechado. Ele adaptava à saída da colméia uma caixa feita de material transparente, no interior da qual ele balançava uma bolinha de camurça. As abelhas ferroavam a bola, ficavam agressivas, mas não podiam sair para o exterior e assim, não havia perigo para as pessoas que passavam pelas proximidades. O grau de defensividade da colônia era baseado no tempo que levava para ocorrer a primeira ferroada na bola, no tempo que levava para as abelhas se enfurecerem, no número de ferrões deixados na bola de camurça e no número de abelhas que entravam na caixa (Brandeburgo, 1986). No caso do aparelho dos americanos a defensividade da colônia era sub estimada pois as abelhas que atacavam não ferroavam, e portanto, não havia liberação de feromônios para a atração de nova abelha ao ataque. No sistema do professor Brandeburgo a defensividade era super estimada pois os feromônios do aparelho de ferrão não se espalhavam pelo ar, ficava uma concentração muito forte dos mesmos no interior da caixa de testes, o que poderia levar a maior número de ferroadas. O professor Espencer da USP de Ribeirão Preto prendia um pedaço de camurça na ponta do braço de um aparelho mecânico que ficava movimentando-o e assim balançava a camurça que era o alvo para as abelhas atacarem e ferroarem. Nesse caso não há intervenção direta do observador como ocorre no teste de agressividade. Pesquisadores americanos estudaram a defensividade da abelha africanizada na Venezuela. Eles utilizaram um teste bastante complicado. As abelhas eram alertadas pela aplicação de spray de feromônio de alarme sintético na entrada da colônia e o tempo que levava para a primeira abelha defensora sair era medido. Após 30 segundos da exposição ao feromônio um segundo estímulo, chamado vibração, era aplicado por meio de uma bola de gude que era atirada por um estilingue e se chocava contra a parede da colméia. A vibração provocava então a resposta defensiva. Aos60 segundos 2 pequenos pedaços de camurça escura (3cm x 3cm) eram balançados na frente da entrada da colônia por um aparelho mecânico. O tempo para a primeira abelha atacar os alvos de camurça era medido e o número de ferrões deixados nos alvos (durante 30 segundos de exposição) era contado. Uma série de fotografias da área de teste era tirada para estimar o número de defensoras aéreas (Collins & Kubasek, 1982). Esse tipo de teste deixava as abelhas terrivelmente enfurecidas devido a grande quantidade de feromônio (sintético + natural) envolvida no processo. As rainhas se acasalam com vários zangões (7 a 17 segundo Koeniger, 1986) durante o vôo nupcial em altitudes superiores a 10 metros, sendo que os machos morrem após o ato sexual. A rainha volta fecundada para a colônia e começa a produzir os seus descendentes. Portanto, em condições de vôo normal é impossível saber a origem e as características do parental masculino e assim fica difícil realizar estudos genéticos. Deve-se então realizar inseminação instrumental da rainha, isto é, fecundação em laboratório. Com a utilização dessa metodologia é possível ter o controle dos cruzamentos e saber qual é o macho ou quais são os machos que fecundaram a rainha. O sêmem do macho é transferido para uma agulha e depois introduzido no aparelho reprodutor da rainha que fica presa em um aparelho prendedor e anestesiada por CO2 durante o processo. Uma parte dos espermatozóides lançados nos ovidutos vai migrar para a espermateca e daí são utilizados para fecundar os ovos botados pela rainha. O professor Lionel Gonçalves da USP de Ribeirão Preto realizou diversas inovações no sentido de tornar mais fácil a realização desta técnica. Modificações no prendedor da rainha, utilização de um aparelho puxados da válvula vaginal, coloração dessa válvula com corante vital (Verde Janus por exemplo) para facilitar a sua localização, utilização de mini seringa foram algumas modificações idealizadas pelo referido professor. Os estudos referentes a determinação do número de genes que controlam um caráter comportamental se baseiam na segregação dos tipos obtidos nos descendentes dos parentais (genética Mendeleiana). Rothenbuhler (1960, 1964) propôs um esquema de cruzamentos muito interessante e que possibilita o estudo genético do comportamento das colônias de abelhas. É o sistema conhecido como rainha endocruzada – um zangão (inbred queen – single drone). Nesse sistema você cruza irmão x irmã e obtém rainhas com bastante uniformidade genética (teoricamente os genes em homozigose), realiza a fecundação por inseminação instrumental com o sêmem de um só zangão e obtém os F1. Em seguida você obtém diversas colônias dos retrocruzamentos (contendo abelhas geneticamente bastante uniformes) e analisa a segregação do caráter comportamental em estudo. Pela segregação obtida você fica sabendo quantos genes estão envolvidos no controle do caráter. Por exemplo: no caráter número de ferrões deixados nas luvas do observador, 100% das colônias dos retrocruzamentos italianos eram mansas e nos retrocruzamentos africanizados houve a segregação de 3 colônias mansas: 1 brava. Esses dados sugerem a existência de 2 pares de genes controlando o comportamento em questão (Stort, 1971). Quando a rainha realiza o vôo nupcial ela é fecundada por muitos machos. Os espermatozóides ficam armazenados na espermateca em vários blocos, sendo que cada bloco corresponde ao sêmen de cada zangão. Existem, portanto, várias linhas paternais na espermateca da rainha fecundada em vôo livre. Durante a produção dos ovos a rainha usa os espermatozóides de um bloco; quando acaba ela passa a utilizar os espermatozóides do outro bloco e assim sucessivamente. Isso significa que a cada tempo as operárias que nascem são diferentes genotipicamente das adultas existentes na colônia, pois, são filhas de outro pai. Assim uma colônia da natureza possui as operárias com grande variabilidade genética (filhas de mais de um pai). Por isso que nos estudos genéticos se usam rainhas fecundadas somente por um zangão. O problema dessa metodologia é que uma rainha fecundada por um só macho tem duração limitada. Para a aplicação do teste de agressividade cada colônia deve ter uma população mínima (quantidade de abelhas necessárias para cobrir os 3 quadros do núcleo em teste). Muitas vezes a rainha era substituída pelas operárias antes da colônia atingir as condições ideais de população e assim todo o trabalho que tinha sido realizado em relação àquela colônia era perdido. Assim pela utilização do teste de agressividade e do sistema de cruzamentos proposto por Rothenbuhler (1960) e partindo de populações parentais de abelhas italianas (Apis mellifera ligustica) e de abelhas africanizadas, nós obtivemos por inseminação instrumental, colônias F1 e dos retrocruzamentos italianos e retrocruzamentos africanizados. A análise das segregações obtidas nos retrocruzamentos (número de colônias mansas e número de colônias bravas) nos forneceu a indicação do número de genes que controlam cada caráter estudado (2 pares de genes para o número de ferrões deixados nas luvas do observador, 2 pares de genes para o número de ferrões deixadas na bola de camurça, 4 pares de genes para o tempo que leva para ocorrer à primeira ferroada e 3 pares de genes para a distância de perseguição ao observador). A conclusão final que se chega é que o comportamento defensivo como um todo é controlado por poligenes. Trata-se, portanto, de herança poligênica. O fenótipo das colônias, quer dizer, o comportamento defensivo das colônias depende também da ação do meio ambiente, que interage com os genes controladores dos caracteres comportamentais. A importância do meio ambiente sobre o comportamento das abelhas tem sido demonstrada por muitos pesquisadores. Um trabalho muito interessante foi desenvolvido em nosso país por Brandeburgo (1979). Esse autor e seus colaboradores submeteram 40 colônias de abelhas africanizadas provenientes de Ribeirão Preto (estado de São Paulo) e 40 colônias provenientes de Recife (estado de Pernambuco) a diferentes condições climáticas por um período de mais de 2 anos. Foi verificado que a defensividade das abelhas medida pelo teste de agressividade de Stort (1971) mudava cada vez que as colônias (com o mesmo pool gênico) eram submetidas a diferentes condições ambientais . As abelhas de Recife eram quatro vezes mais defensivas do que as de Ribeirão Preto. Cada vez que as abelhas (colônias) de Recife eram testadas em Ribeirão Preto elas se tornavam mansas, e o oposto ocorria quando as abelhas (colônias) de Ribeirão Preto eram testadas em Recife. Foram observadas correlações significativas entre a defensividade das colônias e a umidade relativa do ar. O aumento da temperatura causava diminuição do comportamento defensivo e o aumento da umidade relativa do ar causava o aumento desse comportamento. Aquele autor observou também a influência de outras variáveis ambientais. É importante também no comportamento defensivo a sensibilidade que as abelhas possuem para perceber o cheiro dos feromônios de alarme. As estruturas sensoriais olfativas (sensilla placodea) existem em grande quantidade e estão distribuídas pelos segmentos do flagelo das antenas. O número destas estruturas foi determinado em abelhas italianas e em abelhas africanizadas pela utilização de um método desenvolvido por Stort (1979) e que envolve os seguintes passos : cada segmento do flagelo antenal é primeiramente separado da antena e aberto na região oposta à frontal (onde não há estruturas olfativas). Cada segmento é depois distendido em uma lâmina contendo bálsamo do Canadá e coberto com uma lamínula. Cada lâmina é fotografada em um fotomicroscópio, o filme é montado em molduras de slides e projetado em tela de papel. Isso permite a contagem das estruturas olfativascuja imagem aparece em forma esférica. Foi verificado que as abelhas italianas possuem maior quantidade de estruturas olfativas do que as abelhas africanizadas (Stort & Barelli, 1981). Foi observado também que o comportamento defensivo das colônias de abelhas dos retrocruzamentos africanizados era correlacionado significativamente com o número de estruturas olfativas das abelhas. As correlações indicaram que quanto maior era o número da sensilla placodea maior era o número de ferrões deixados no inimigo e maior era à distância de perseguição ao observador (Stort, 1978). As relações entre outras estruturas sensoriais da antena tais como número de sensilla coeloconica / ampullacea (receptores de umidade) e número de sensilla campaniformia (receptores de temperatura) também foram estudadas (Stort & Rebustini, 1999). Também há informações referentes à influência de outras estruturas sensoriais como o número de omatídeos do olho composto das operárias, diâmetro do ocelo médio e número de pelos sensoriais antenais (Stort, 1979). Quanto a dispersão da abelha africanizada serão considerados apenas alguns fatos. O grupo de estudo americano, uma comissão que visitou o Brasil em 1972, elaborou um relatório referente às observações que eles tinham realizado sobre a abelha africanizada de nosso país. Para evitar a difusão da “abelha brasileira” (como eles chamaram a nossa africanizada) na América do Norte foram feitas diversas sugestões pelo grupo e que deveriam ser colocadas em prática em algum país do caminho, provavelmente no Panamá. Uma delas se referia a utilização de armadilhas para capturar e matar enxames. Nessas armadilhas seriam utilizados feromônios para atrais os enxames e pedaços de cera contendo veneno para matar as abelhas. Sugeriram também a utilização de grande quantidade de iscas com veneno (alimento com veneno) e pulverização aérea de inseticidas para controlar infestações localizadas de abelhas africanizadas. Propuseram também a utilização de agentes patogênicos que causariam doenças e matariam as abelhas africanizadas que chegassem (Gonçalves et al, 1972). Forte crítica foi feita pelos cientistas brasileiros contra a utilização desta metodologia de controle (Gonçalves et al, 1972). O grupo de estudo americano também sugeriu controlar o avanço das abelhas africanizadas pela utilização de barreiras genéticas. As abelhas africanizadas chegaram a América Central e prosseguiram o seu caminho na direção norte, não tendo sido colocada em prática nenhuma daquelas sugestões. Quando as abelhas africanizadas entraram no México pelo estado de Chiapas, em 1986, o grupo do Dr. T. Rinderer da Louisiana e o governo mexicano estabeleceram um programa cooperativo (convênio USDA – SARH – Departamento de Agricultura dos Estados Unidos e Secretaria da Agricultura e Recursos Hidráulicos do México) no sentido de impedir a difusão dessas abelhas naquele país. O programa era extremamente ambicioso e o objetivo era instalar uma “barreira biológica” para impedir a passagem da abelha africanizada na parte mais estreita do México que é o istmo de Tehuantepec. A barreira ou “Bee Regulated Zone”foi instalada em uma região compreendida entre os estados de Oaxaca (do lado do Oceano Pacífico) e Vera Cruz (ao lado do golfo do México). A barreira BRZ tinha como ação principal a identificação e destruição de qualquer enxame de abelha africanizada que aparecesse. Foram inclusive construídos dois laboratórios para pesquisas, um na cidade de Puerto Escondido (lado do Pacífico) e o outro na cidade de Vera Cruz (lado do golfo) onde eram analisadas as amostras coletadas. Milhares de caixas caça enxames foram colocadas na região. Na cidade de Tapachula tivemos a oportunidade de verificar o grande número dessas caixas penduradas nos postes cerca de 200 metros umas das outras. Apesar do esforço do pessoal técnico americano e mexicano a barreira biológica não funcionou, em 1989 as abelhas chegaram ao estado de Tamaulipas (vizinho dos Estados Unidos) e em outubro de 1990 chegaram ao Texas. Tabela 1 – Dados médios referentes a 6 caracteres do comportamento defensivo obtidos em 9 colônias de abelhas africanizadas e em 5 colônias de abelhas italianas. COLÔNIAS DE ABELHAS ITALIANAS COLONIAS DE ABELHAS AFRICANIZADAS 1A - TEMPO QUE LEVA PARA OCORRER A PRIMEIRA FERROADA NO INIMIGO ( EM SEGUNDOS) 18,32 3,15 2A - TEMPO QUE LEVA PARA AS ABELHAS SE ENFURECEREM ( EM SEGUNDOS ) 26,92 9,04 3A - NÚMEROS DE FERRÕES DEIXADOS NAS LUVAS DO OBSERVADOR. 0,12 35,57 4A - NÚMEROS DE FERRÕES DEIXADOS NAS BOLAS DE CAMURÇA. 26,40 61,15 5A - DISTÂNCIA DE PERSEGUIÇÃO AO OBSERVADOR (EM METROS) 21,50 160,21 6A - TEMPO QUE LEVA PARA AS ABELHAS SE ACALMAREM APÓS OS TESTES ( EM SEGUNDOS ) 172,92 1694,71 Referências Bibliográficas Blum, M. S., Fales, H. M., Tucker, K. W., Collins, A.M. Chemistry of the sting apparatus of the worker honey bee. J. Apic. Res. 17: 218-221, 1978. Boch, R., Shearer, D.A., Stone, B. C. Identification of iso-amyl acetate as an active component in the sting pheromone of the honey bee. Nature 195 : 1018-1020, 1962. Brandeburgo, M. A. M. Estudo da influência do clima na agressividade da abelha africanizada. 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