EDUARDO CESAREl día a día de las guaraipo: las obreras vuelven a la colmena, una de ellas con polen en las patasEDUARDO CESAR
Las investigaciones con una abeja típica del Bosque Atlántico, la Melipona bicolor, están revelando una organización colonial menos jerarquizada y una mayor división del poder entre reinas y obreras: las dos castas de esta especie que viven juntas. En el universo de la guaraipo, tal como esa especie es conocida, hay casi siempre más de una reina -evidencia de un comando compartido– y las obreras no se muestran tan sumisas.
Las siervas generan huevos tróficos, que sirven de alimento a las abejas líderes, pero una facción de las obreras a veces engaña a las soberanas y pone otro tipo de huevos: los reproductores, que generan machos, productos de una forma de reproducción asexuada. “Las colmenas de guaraipo constituyen una sociedad con una estructura más flexible”, dice la bióloga Vera Lúcia Imperatriz Fonseca, del Laboratorio de Abejas del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB/USP). “Las reinas coordinan el trabajo, pero no mandan tanto.”
En las colmenas de Apis mellifera, la abeja de la miel, que sirve de referencia para os científicos, las relaciones internas son más rígidas. Hay apenas una reina, centralizadora, y las obedientes obreras trabajan en la construcción y manutención de la colmena. Las siervas prácticamente no ponen huevos reproductores: las hormonas producidas por la reina inhiben el desarrollo de sus ovarios. Las obreras de la abeja de la miel nunca ponen huevos tróficos.
Descrita hace más de 160 años, la guaraipo es una abeja mansa, sin aguijón, que mide alrededor de un 1 centímetro y suele construir su nido cerca del suelo en el interior de los árboles. Por presentar comportamientos y una estructura social aparentemente inédita, se convirtió en la estrella del proyecto temático que Vera Lúcia coordina. Su equipo, que cuenta con investigadores de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) y colaboradores en Europa y Estados Unidos, estudia la organización colonial y los patrones de reproducción de más de una decena de especies de abejas autóctonas de Brasil, sobre todo las de la subfamilia Meliponinae (meliponinos).
Estas abejas indígenas –también llamadas así porque ya estaban aquí junto a los primeros habitantes de nuestro territorio– son importantes por varios motivos. Desde el punto de vista ecológico, ayudan a preservar la biodiversidad: son las polinizadoras por excelencia de los bosques brasileños. Para la ciencia, representan un objeto de interés único. Por ser típicas de áreas tropicales, son poco estudiadas en el exterior y, a juzgar por los primeros resultados de los trabajos con la M. bicolor, constituyen una nueva y formidable línea de investigación. En términos económicos, las abejas nativas generan ingresos con la producción de miel –generalmente en menor cantidad y más cara que la producido por la A. mellifera– y pueden convertirse en grandes aliadas de la agricultura nacional merced a una peculiaridad. A diferencia de la popular y agresiva abeja de la miel, éstas no tienen aguijón y no pican. Eso hace menos arriesgado su manipulación y las eleva a la condición de polinizadoras por excelencia de los cultivos en invernaderos.
Solamente mil de las 30 mil especies de abejas conocidas en el mundo forman colonias y sociedades organizadas; las demás viven solitariamente o en colonias de organización menos compleja. El modelo clásico de estructuración colonial es el de la A. mellifera, con una reina al frente de las obreras y los zánganos –los machos– viviendo fuera de la colmena.
De acuerdo con las bases del la ecología comportamental, la forma más eficiente de perpetuar la especie –es decir, de conservar los genes– requiere que las obreras resignen su función reproductora. Las obreras aceptan trabajar para la reina –que es fecundada por más de una decena de machos– tan solo porque ésta es quien va a generar a los individuos genéticamente más cercanos a ellas: otras obreras, todas hermanas, con las cuales comparten los genes. Si tuvieran hijas, las obreras completas (hijas del mismo padre y de la misma madre) transmitirían apenas el 50% de sus genes. Para ellas, desde el punto de vista genético, es más ventajoso tener hermanas que hijas.
En el caso de la guaraipo, como hay más de una reina en la colonia, no todas las obreras son hermanas. Algunas son primas o exhiben otro grado de parentesco, visto que las múltiples reinas tienden a ser madres e hijas o hermanas. En compensación, para reforzar los lazos familiares, cada reina de guaraipo parece cruzarse apenas con un solo macho, a diferencia de lo que sucede con la abeja líder de la A. mellifera. Pero al final, el resultado es similar al de la abeja de la miel: existen diferencias genéticas entre las abejas, sindicadas como fuentes de los conflictos en las colonias.
Tendencia a la división
En las colonias guaraipo, como en las de cualquier especie de abeja, las reinas no son rebajadas de status, ni una obrera puede ganar el control de la colmena o dominar a sus colegas. Pero asimismo acontecen cosas intrigantes. Aunque Fonseca ya haya observado nidos liderados por una sola reina, ella ha notado que la organización social típica de la guaraipo son colmenas con dos o tres reinas y a veces hasta cuatro o cinco. Y ha observado esa característica esporádicamente en otras especies, pero no como patrón de la especie, “Las colmenas comandadas por más de una reina son más comunes en colonias de avispas y de hormigas”, dice Fonseca.
Pero ¿por qué existen colonias de guaraipo con muchas reinas cuando el patrón entre las abejas sociales parece ser el de la A. mellifera? Nadie lo sabe aún. Se conjetura que éstas serían descendientes de especies más primitivas o fruto de ambientes con poco espacio, cosa que habría favorecido la coexistencia de varias líderes en una sola colmena.
Residiendo hace cuatro años y medio en Brasil, el biólogo holandés Dick Koedam, que dejó la Universidad de Utrecht para transformarse en colaborador del Laboratorio de Abejas de la USP, observó un comportamiento absolutamente fuera de lo normal en reinas de guaraipo. Como los nobles modernos, ellas incluso trabajan. Esporádicamente producen cera, como se probó por medio de análisis químicos. “La Melipona bicolor es fascinante”, dice Koedam, que ya estudió en Costa Rica los hábitos de otra especie sin aguijón abundante en Brasil, la jataí (mariquita, mariola, Tetragonisca angustula).
Otro dato sorprendente de la guaraipo: las reinas conviven tranquilamente, sin grandes disputas, en un mundo en donde el hecho de compartir el liderazgo no parece ser un obstáculo para el desarrollo del grupo. Experimentos en el IB muestran que el retiro de una de las reinas de colonias con doble comando no altera su organización. En las mayoría de los casos, tras algunos meses, una segunda líder es creada y aceptada por todo el grupo, incluso por la primera reina. Eso muestra que para esa abeja sin aguijón es más interesante contar con una múltipla jefatura que con un comando único.
Reinas engañadas
La base de la escala social de la guaraipo también proporciona datos igualmente extraordinarios. Vera Lúcia reunió evidencias de que algunas obreras pueden mostrar un comportamiento individualista y engañar a las reinas. Su equipo filmó enjambres en los cuales una obrera –miembro por lo tanto de la casta responsable por suministrar alimento y construir las células donde las reinas depositan el óvulo fecundado que va a generar un descendiente– articula una artimaña. Espera que una de las reinas ponga un huevo y después que la líder deja el local, coloca un huevo reproductor suyo y, finalmente, cierra la célula. A veces, otra obrera se da cuenta del artilugio de la colega contra la reina y resuelve intervenir: en una actitud igualmente individualista, devora el huevo de la compañera de casta y el de la reina y pone –¡ella también! – otro huevo reproductor. Muchas veces una decena de obreras actúa de esa manera, sucesivamente.
En las colmenas de A. mellifera, es común que una obrera vigile el comportamiento de las demás. No es un episodio banal, pero tampoco es raro. Si en esa especie la vigilancia pretende garantizar la integridad de los huevos de la reina y castigar a las obreras infractoras, en la guaraipo la vigilancia puede llevar a una nueva transgresión. A pesar de la rebeldía, las obreras guaraipo parecen no manifestar ninguna preferencia en términos de jefatura. Atienden a todas las reinas de la colonia con igual dedicación.
Fonseca y sus colaboradores están convencidos de que algunas obreras de guaraipo son, a decir verdad, especializadas en poner huevos reproductores, un indicador de que la división interna de tareas en esa especie puede presentar diferencias significativas con relación a lo que ocurre en las colmenas de la A. mellifera. La división de funciones entre las obreras de la abeja de la miel se realiza en función básicamente de la edad de los miembros de la colmena. En el transcurso de su breve vida (40 días en el verano y 140 en el invierno), una obrera de A. mellifera desempeña todas o la mayoría de las funciones reservadas a esa casta. En el caso de la guaraipo, ese patrón es mantenido solo parcialmente, pues algunas obreras parecen dedicarse casi exclusivamente poner huevos reproductores.
El sexo de las abejas
El comportamiento reproductor de las reinas aún intriga. ¿Con cuántos machos ellas se cruzan? Aún no se logra probar si solo con uno o con varios. La hipótesis más aceptada proviene de un trabajo realizado en EE.UU. con 70 colonias de varias especies de abejas sin aguijón. La conclusión es que la reina sería fecundada por tan solo un macho. Para Vera Lúcia, ése también sería el patrón de comportamiento de la guaraipo.
Los estudios sobre el sistema de comunicación entre reinas y obreras de la guaraipo –conducidos por la bióloga Carminda da Cruz-Landim, del Instituto de Biociencias de la Unesp de Rio Claro– están en la fase inicial. Pero ya se están viendo resultados. Se constató que el lenguaje de esas abejas sin aguijón es preponderantemente de naturaleza química, a base de feromonas, sustancias producidas por glándulas, como las de Dufour, las mandibulares y las tegumentarias, que señalizan determinados comportamientos, en muchos casos de sentido sexual o reproductor.
“Queremos descubrir cómo se comportan las reinas y las obreras frente a cada sustancia producida por esas glándulas”, dice Carminda. “Si logramos entender cómo se comportan esas especies autóctonas y cómo estructuran una colonia, podremos aprender a manejar mejor las colmenas de guaraipo y de otros meliponinos. Ese conocimiento puede ser también de gran interés comercial.”
Genes iguales en orden diferente
Del secuenciamiento del ADN mitocondrial de la Melipona bicolor, realizado en el IB/USP, surgió un dato interesante: la abeja autóctona de Brasil presenta exactamente la misma cantidad y tipos de genes que la Apis mellifera, hasta entonces la única especie de abeja con esa área genética mapeada. Además de exhibir una secuencia común dedicada a la replicación de sus respectivos ADNs mitocondriales, las dos especies tienen 37 genes. Todos con funciones idénticas: 13 son responsables por la producción de proteínas, 22 por la síntesis de ARN transportador y 2 por la de ARN ribosómico.
Las semejanzas paran por allí. El ADN mitocondrial de la M. bicolor tiene cerca de 18.500 pares de bases, 2.000 más que el de la A. mellifera. Pero no es esa diferencia de tamaño lo que intriga a Maria Cristina Arias, coordinadora del Laboratorio de Genética y Evolución de Abejas del IB/USP, cuyo equipo ejecutó el secuenciamiento. Para su sorpresa, aunque sean iguales, los genes de las dos especies están distribuidos de manera diferente en el ADN mitocondrial de cada insecto. Si en la guaraipo un gen está en determinado tramo de la secuencia, en la abeja de la miel el mismo gen aparece en otro lugar. “Es un hallazgo en términos evolutivos”, dice la bióloga. “Siempre creímos que las especies de una misma familia taxonómica tenían no solo genes mitocondriales iguales, sino también un igual ordenamiento de esos genes.”
La tendencia al mantenimiento prácticamente intacto del ADN mitocondrial se debe a una peculiaridad de ese tipo de material genético, según Maria Cristina. En la mayoría de los seres vivos, el ADN mitocondrial es pasado de generación en generación solamente por el linaje materno de la especie, sin ninguna contribución paterna. Eso disminuye la posibilidad de recombinación genética, perpetuando un número limitado de variaciones en la composición del ADN mitocondrial entre los organismos con un ancestral común de sexo femenino. Al igual que las 30 mil especies de abejas del mundo, la M. bicolor y la A. mellifera pertenecen a una misma gran familia de insectos: la Apoidea. Ergo, las dos especies deben tener un ascendiente común en algún momento del pasado. El hecho de que sus mitocondrias contengan material genético con un grado de diferencia mayor que el esperado configura un nuevo enigma. “Vamos a tener que secuenciar el ADN mitocondrial de otras abejas para entender qué ocurre con la Melipona bicolor y la Apis mellifera.”
Las artistas de la polinización
Las abejas indígenas sin aguijón -los llamados meliponinos- son aliadas de la agricultura brasileña. Polinizadoras espontáneas de la vegetación autóctona y más mansas que la Apis mellifera, pueden ser utilizadas en invernaderos para aumentar la productividad y la calidad de lo que se planta. Ya existen estudios mostrando que los frutos polinizados exclusivamente por abejas son mayores y más sabrosos. “En los países del hemisferio norte, donde existe una declinación en la cantidad de polinizadores naturales, este tipo de investigación es algo usual”, dice Vera Lúcia Imperatriz Fonseca, de la USP.
En Brasil, aún no se utilizan abejas como polinizadoras de los cultivos, ni siquiera de la A. mellifera, vista apenas como proveedora de miel. Pero la situación está empezando a cambiar. En Atibaia, la bióloga Kátia Malagodi Braga prueba el empleo de abejas nativas para polinizar invernaderos de fresas (frutillas), cultivo típico de la región. De las cinco especies de meliponinos analizadas, una surgió como óptima candidata a desempeñar esa función, la jataí (mariquita, Tetragonisca angustula).
Ejemplares de jataí visitaban regularmente las flores del cultivo, llevando el polen necesario para la fertilización de la planta. Cuando nacían las fresas propiamente dichas, las jataís, al contrario que otras abejas, no arruinaban la parte comestible de la fruta. “Las frutas polinizadas por las jataí parecen mayores y mejores”, dice Osvaldo Maziero, productor de frutillas y dueño de la propiedad en la que se realiza el experimento. Kátia también está satisfecha con los resultados de la investigación. “Para avanzar debemos dominar el manejo de la jataí en invernaderos de frutillas”, afirma.
EL PROYECTO
Organización Colonial y Patrones de Reproducción en Abejas Indígenas
Modalidad
Proyecto temático
Coodinadora
Vera Lúcia Imperatriz Fonseca – Instituto de Biociencias de la USP
Inversión
R$ 161.883, 17 y US$ 106.471,00
