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Novas pesquisas aprofundam o mistério sobre a evolução do comportamento social das abelhas


Um novo estudo reuniu talvez o olhar mais intrincado e detalhado já feito sobre a diversidade na estrutura e forma das abelhas, oferecendo novos insights sobre um debate de longa data sobre como comportamentos sociais complexos emergiram em certos ramos da árvore. abelhas.

Postado hoje em Sistemática e diversidade de insetos, o relatório é baseado em uma análise de quase 300 características morfológicas em abelhas, como essas características variam entre várias espécies e o que as variações sugerem sobre as relações evolutivas entre as espécies de abelhas. O resultado oferece fortes evidências de que o comportamento social complexo se desenvolveu apenas uma vez nas abelhas portadoras de pólen, em vez de duas ou mais, separadamente, em diferentes ramos evolutivos, mas os pesquisadores dizem que o caso está longe de ser encerrado.

Diego Sasso Porto, Ph.D., estuda a estrutura e a forma, ou morfologia, das abelhas há mais de uma década, e seu último empreendimento investiga um antigo quebra-cabeça sobre a evolução das abelhas. As abelhas corbiculadas, aquelas que possuem corbicula, ou cestos de pólen, em suas patas traseiras, incluem as abelhas melíferas, as abelhas sem ferrão, os zangões e as abelhas das orquídeas. Entre eles, as abelhas melíferas e as abelhas sem ferrão são os únicos grupos com comportamentos sociais muito complexos, como formar grandes colônias com rainhas, operárias e zangões. As abelhas mostram uma sociabilidade menos complexa e as abelhas das orquídeas são em sua maioria solitárias. Análises morfológicas tradicionais há muito indicam que as abelhas melíferas e as sem ferrão estão mais intimamente relacionadas e que o comportamento social complexo se desenvolveu em seu ancestral comum antes que os grupos divergissem. No entanto, na década de 1990, técnicas emergentes em análise genética molecular começaram a mostrar que as abelhas sem ferrão e os zangões eram os grupos “irmãos” mais intimamente relacionados, o que significaria que as abelhas e as abelhas sem ferrão desenvolveram seu comportamento social complexo de forma independente, após seus ancestrais caminhos divergiram.

Desde então, essas diferentes linhas de evidência persistiram como um caso notório de incongruência entre conjuntos de dados moleculares e morfológicos em animais. Porto, agora pesquisador pós-doutorado no Departamento de Ciências Biológicas da Virginia Tech, fez sua incursão no debate em meio ao seu trabalho de doutorado na Universidade de São Paulo, no Brasil, sob a direção de Eduardo Almeida, Ph.D., co-autor no novo estudo.

“A principal crítica de alguns investigadores moleculares à morfologia, e até dos próprios morfologistas, é que não temos dados suficientes”, diz Porto. “Este trabalho foi um grande esforço para tentar obter o melhor conjunto de dados morfológicos que poderíamos obter para este grupo de abelhas, e tentamos várias análises para ver se o problema está nos próprios dados morfológicos ou na forma como interpretamos os dados morfológicos “.

Porto avaliou estudos morfológicos anteriores de abelhas e, em seguida, reanalisou espécimes de 53 espécies, dissecando cada uma, imagens de estruturas anatômicas em microscópios eletrônicos e de luz de varredura e, finalmente, pontuando todos os espécimes em 289 características diferentes. Frequentemente minúsculos ou mesmo microscópicos em detalhes, esses traços variavam do número de dentes na mandíbula de uma abelha ao arranjo das farpas em seu ferrão.

Com este enorme tesouro de dados morfológicos em mãos, Porto aplicou vários tipos de análise estatística computadorizada para avaliar as possíveis filogenias, ou “árvores genealógicas”, que delineiam as relações entre as espécies de abelhas. Os resultados apoiam fortemente os achados morfológicos anteriores, de que as abelhas melíferas (tribo Apini) e as abelhas sem ferrão (Meliponini) estão mais intimamente relacionadas. “As evidências do nosso conjunto de dados, se você olhar para elas, são muito fortes. Temos muitos traços que apóiam isso”, diz Porto.

Mas, ele procurou explorar mais a discrepância entre o que a análise genética molecular mostra e o que seus próprios dados morfológicos apóiam. Para isso, Porto executou seus dados por meio de uma análise separada que avaliou o quão bem os dados morfológicos podem se encaixar na árvore evolutiva apoiada pela análise molecular: que Meliponini e Bombini (abelhas) estão mais intimamente relacionados. Sem surpresa, não se encaixou muito bem, um pouco como colocar um pino quadrado em um buraco redondo, mas eles não eram completamente incompatíveis, diz ele.

Em seu relatório sobre Sistemática e diversidade de insetos, Porto e Almeida apresentam algumas hipóteses de processos evolutivos que podem explicar a continuação da discrepância nas linhas de evidência da evolução das abelhas corbiculadas.

“Os dados morfológicos contam-nos uma história e os dados moleculares contam outra história. Não vamos a lado nenhum se apenas tivermos estas discussões conflituosas”, diz Porto. “Portanto, nossa decisão foi … vamos tentar interpretar o cenário alternativo com nossos dados. Se a hipótese fornecida pelos dados moleculares for verdadeira, como podemos interpretar nossa forte evidência morfológica para a outra hipótese?”

Uma explicação possível, eles dizem, é que, se os zangões e as abelhas sem ferrão compartilham um ancestral comum que primeiro se separou das abelhas, então eles se separaram rapidamente em um curto período de tempo e evoluíram separadamente por muito mais tempo, obscurecendo características gradualmente compartilhadas. abelhas e abelhas sem ferrão já tiveram. Além disso, acredita-se que o ancestral mais antigo das abelhas sem ferrão era relativamente pequeno, e a “miniaturização” é conhecida por conduzir simplificações estruturais nas características anatômicas, o que teria contribuído ainda mais para desfocar as semelhanças entre abelhas e abelhas. Sem ferrão.

No entanto, essas possibilidades não explicam por que as abelhas sem ferrão posteriormente evoluíram para se tornarem morfologicamente mais semelhantes às abelhas melíferas, mas Porto e Almeida postulam que papéis funcionais semelhantes ou comportamentos sociais semelhantes entre as abelhas sem ferrão e as abelhas melíferas poderiam tê-los carregado. caminho. .

Testar essas hipóteses é o que Porto diz que gostaria de explorar a seguir, e incentiva outros pesquisadores a fazê-lo também. “Seria muito bom ter talvez o mesmo conjunto de dados, mas incluindo mais espécimes fósseis, e executar a análise novamente”, diz ele.


Traduzido de Science Daily

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