Traduzido de Science Daily
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Para uma abelha melífera, poucas coisas são mais importantes do que reconhecer seus companheiros de ninho. Ser capaz de distinguir um companheiro de ninho de um invasor pode significar a diferença entre uma colmeia cheia de mel e um inverno longo e magro.
Uma nova pesquisa da Washington University em St. Louis mostra que as abelhas confiam em pistas químicas relacionadas às suas comunidades microbianas intestinais compartilhadas, em vez de no relacionamento genético, para identificar os membros de sua colônia.
“A maioria das pessoas só presta atenção à genética da abelha real”, disse Yehuda Ben-Shahar, professor de biologia em Artes e Ciências e autor correspondente do estudo publicado em 14 de outubro em Avanços científicos. “O que mostramos é que é genético, mas é a genética da bactéria.”
As abelhas reconhecem e respondem a sinais químicos de outras abelhas que detectam a partir de compostos na pele conhecidos como hidrocarbonetos cuticulares, ou CHCs. Este estudo determinou que o perfil particular de CHC de uma abelha depende de seu microbioma, a bactéria que compõe sua comunidade microbiana intestinal, e não é algo inato ou genético apenas para a abelha.
“Na verdade, diferentes colônias têm microbiomas específicos para colônias, o que nunca foi mostrado antes”, disse Cassondra L. Vernier, pós-doutoranda na Universidade de Illinois, que obteve seu Ph.D. em biologia trabalhando com Ben-Shahar no Universidade de Washington.
“As abelhas estão constantemente compartilhando comida umas com as outras e trocando este microbioma dentro de sua colônia”, disse Vernier, primeiro autor do novo estudo.
Os co-autores incluem Gautam Dantas, professor de patologia e imunologia e microbiologia molecular na Washington University School of Medicine em St. Louis, e Joel Levine na University of Toronto Mississauga. O trabalho foi feito em parte com abelhas alojadas no Tyson Research Center, a estação de campo ambiental da Universidade de Washington.
“O significado deste artigo é que ele é um dos primeiros que realmente mostra que o microbioma está envolvido na biologia social básica das abelhas, e não afeta apenas sua saúde”, disse Vernier. “O microbioma está envolvido em como a colônia como um todo funciona e como eles são capazes de manter as defesas do ninho, ao invés de apenas a defesa imunológica dentro de um indivíduo.”
O microbioma influencia a comunicação
A comunidade microbiana intestinal, ou microbioma, fornece vitaminas para humanos e outros animais, ajuda a digerir os alimentos, regula a inflamação e mantém os micróbios causadores de doenças sob controle. Um tópico de crescente interesse em pesquisas, os cientistas descobriram muitas maneiras pelas quais o microbioma confunde os limites entre um hospedeiro e suas bactérias.
Descobriu-se que o microbioma influencia a comunicação em vários organismos diferentes, incluindo, em particular, animais grandes como hienas.
Para as abelhas, este estudo mostra que o microbioma desempenha um papel crítico na definição de sinais químicos rigidamente regulamentados para a adesão ao grupo.
Até recentemente, a maioria dos cientistas pensava que as abelhas identificavam seus companheiros de ninho captando um cheiro homogeneizado que reconheciam de membros de sua própria colônia, “uma espécie de colmeia B.O.”, brincou Ben-Shahar.
As colônias de abelhas são geralmente compostas de indivíduos intimamente relacionados. Mas os sinais químicos que permitem que as abelhas se reconheçam não são determinados apenas pela genética. Os pesquisadores sabem disso porque as abelhas bebês podem ser colocadas em outras colônias sem serem rejeitadas, até certa idade e nível de desenvolvimento.
“Tem que ser algo que eles adquiram durante a vida que defina as pistas de reconhecimento de seus companheiros de ninho”, disse Vernier.
Adquirido de interações com outras abelhas
Em trabalhos anteriores, Vernier e Ben-Shahar mostraram que as abelhas desenvolvem diferentes perfis de cheiros à medida que envelhecem, e que as abelhas guardiãs respondem de maneira diferente às forrageadoras que retornam à colmeia em comparação com as abelhas mais jovens que nunca existiram. eles se aventuraram a sair.
Esta pesquisa estabeleceu uma relação entre o reconhecimento de companheiros de ninho e a divisão de trabalho claramente definida e dependente da idade, típica das colmeias.
Somente quando uma abelha tiver idade suficiente para interagir com outras pessoas fora da colmeia, ela será reconhecida por outras pessoas. Essa foi uma pista para os investigadores.
“Se você cultivar uma abelha isolada, ela nunca desenvolverá um microbioma completo”, disse Vernier. “Na verdade, ele tem que adquirir a maioria das interações com outras abelhas.”
Para este estudo, os pesquisadores determinaram que as abelhas forrageiras de diferentes colônias de abelhas melíferas têm diferentes comunidades microbianas intestinais e perfis de HCC por sequenciamento de amostras de intestino e análise de extratos cuticulares. Os cientistas também conduziram experimentos de criação de colméias cruzadas, criando grupos de abelhas recém-nascidas em suas próprias colônias ou em colônias não relacionadas.
Nos experimentos de reprodução, os pesquisadores descobriram que tanto a colônia de origem quanto os fatores relacionados ao hospedeiro contribuem para variações na comunidade microbiana intestinal geral das abelhas. Dos 14 táxons microbianos que diferiram significativamente entre os tratamentos, seis foram semelhantes entre as abelhas que compartilharam o mesmo ambiente de colmeia durante o crescimento, independentemente da relação genética real.
Os pesquisadores também descobriram que podiam manipular o microbioma das abelhas irmãs, alimentando diferentes micróbios para as abelhas recém-nascidas. Além de desenvolver diferentes comunidades microbianas intestinais, as abelhas também cresceram para ter diferentes perfis de CHC.
“Eles eram irreconhecíveis para os irmãos”, disse Vernier. “Manipular o microbioma foi o suficiente para que as abelhas irmãs desenvolvessem diferentes perfis de cheiros.”
O correto
Este novo trabalho é significativo em parte porque mostra um papel integral para o microbioma nas interações sociais diárias essenciais das abelhas, os polinizadores mais importantes da Terra, disseram os pesquisadores.
“Para as abelhas, alguns dos aspectos mais complexos de seu comportamento social dependem basicamente de bactérias, mais do que qualquer outra coisa!” Ben-Shahar disse.
“Não importa o quão intimamente relacionados eles sejam”, disse ele. “A capacidade de dizer ‘você pertence a este grupo’ depende basicamente de obter a bactéria certa no momento certo. Caso contrário, eles não percebem.”
E a identificação das abelhas é a chave.
O maior inimigo das abelhas melíferas são as outras abelhas.
“Durante o outono, quando as plantas param de produzir néctar, há um período em que o roubo é muito comum nas colônias”, disse Vernier. “As abelhas que roubam encontrarão outras colônias e se puderem entrar e pegar mel, voltarão para seus próprios ninhos e farão um sinal: ‘Ei, vá lá. Há um ninho que não é bom proteger e podemos roubar o ninho. mel ‘.
“As abelhas ladrões vão pegar o mel e deixar a outra colônia morrer de fome”, disse ele. “É uma pressão muito forte.”
O roubo priva as abelhas hospedeiras e as bactérias associadas de recursos importantes, o que pode ter sido o ímpeto original para formar esta associação especial entre bactérias e animais, disseram os pesquisadores.
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