Papéis comportamentais de aminas biogênicas em machos de abelhas

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 20946 (2022) Citar este artigo

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Para comparar os papéis comportamentais das aminas biogênicas nos machos de abelhas eussociais primitivas e avançadas, determinamos os níveis de substâncias relacionadas à dopamina e octopamina no cérebro e os efeitos comportamentais dessas monoaminas por injeção de drogas na abelha eusocial primitiva , Bombus ignitus. Os níveis de dopamina e seus precursores no cérebro atingiram o pico no estágio final da pupa, mas o pico de dopamina se estendeu até a emergência do adulto. Os níveis de tiramina e octopamina aumentaram da fase intermediária da pupa para a fase adulta. As atividades locomotoras e de voo e a preferência leve aumentaram com a idade. A injeção de octopamina e seu antagonista de receptor teve efeitos significativos nas atividades locomotoras e de voo, enquanto a injeção de dopamina não, indicando que essas atividades podem ser reguladas pelo sistema octopaminérgico. Também determinamos a dinâmica de substâncias relacionadas à dopamina em drones de abelhas (Apis mellifera). As mudanças no nível de dopamina nos cérebros das abelhas zangões exibiram dois picos desde a fase pupal até a fase adulta, enquanto os machos das abelhas tiveram apenas um pico. Estes são consistentes com as funções comportamentais da dopamina em zangões de abelhas e ineficácia da injeção de dopamina na fase adulta em machos de abelhas.

A eusocialidade é o sistema social mais complexo, com divisão de trabalho entre indivíduos geneticamente relacionados, e tem sido relatada em várias espécies em uma ampla gama de táxons de insetos1,2,3,4. Em himenópteros eussociais, comportamentos sociais envolvendo cooperação entre os membros da colônia são observados apenas nas fêmeas. Os himenópteros eussociais machos são especializados na reprodução e não participam da construção do ninho, cuidados com a ninhada ou defesa da colônia1,2,5, embora os machos em abelhas eussociais contribuam para a termorregulação colonial6,7. Portanto, os repertórios comportamentais dos machos são muito menores do que os das operárias. Investigar os comportamentos dos machos e os mecanismos fisiológicos associados pode fornecer informações importantes sobre a especialização do comportamento para reprodução em machos em ambientes altamente sociais.

Em ambientes eussociais avançados, os comportamentos dos zangões das abelhas melíferas (Apis mellifera) têm sido investigados em vários campos de pesquisa, incluindo genética, endocrinologia, biologia reprodutiva e biologia evolutiva8. Os zangões das abelhas melíferas amadurecem sexualmente por uma semana após a emergência e começam a voar para acasalar com as rainhas virgens5,9. As atividades locomotoras e de voo associadas à reprodução em zangões aumentam com a idade durante sua maturação sexual10. Os zangões das abelhas melíferas retornam à colônia mãe, enquanto os machos das abelhas não descobrem a localização da colônia e nunca retornam à colônia7,11,12. Depois de deixar o ninho, os machos da abelha se alimentam enquanto procuram ginetes para acasalar. Isso pode ser devido à produção de machos no final da temporada da colônia, quando o estado nutricional das colônias de abelhas diminui. Assim, a dependência dos machos da colônia difere entre a abelha e o abelhão, o que pode refletir a adaptação do comportamento masculino a diferentes ambientes sociais.

As aminas biogênicas são agentes fisiológicos que funcionam como neurotransmissores, neuromoduladores e neuro-hormônios em várias espécies de insetos13,14,15,16,17. Essas substâncias estão envolvidas na divisão de trabalho relacionada à idade em abelhas operárias18,19 e no comportamento reprodutivo de rainhas virgens20,21. Em abelhas zangões, os níveis de dopamina e octopamina no cérebro aumentam com a idade10,22,23. A injeção dessas monoaminas na hemolinfa de drones melhora suas atividades locomotoras e de voo10,23. Portanto, os aumentos nos níveis de dopamina e octopamina no cérebro podem estar intimamente relacionados às atividades de voo de acasalamento em drones de abelhas. A dopamina também aumenta as atividades locomotoras e de voo em machos da abelha solitária Xylocopa appendiculata24, que compartilha um ancestral comum em Apidae25. Assim, a regulação do comportamento reprodutivo masculino por aminas biogênicas pode ser compartilhada entre abelhas eussociais e deve ser testada em outras espécies dentro de um clado monofilético, como as abelhas corbiculadas.