Descubren rasgos maternales en las abejas

Las abejas viven en sociedades comunales altamente complejas que incluyen la división del trabajo entre las abejas obreras. Los trabajadores son abejas femeninas cuyos trabajos incluyen la limpieza, el mantenimiento y la defensa de la colmena, criar a los jóvenes y recolección de néctar y polen.

Otras especies de abejas, como las abejas carpinteras, no se involucran en comportamientos sociales y en su lugar llevan vidas solitarias. Esto ha llevado a los investigadores a estudiar cómo han surgido las estructuras sociales y la división del trabajo en las abejas de sus ancestros solitarios. La investigación de Amdam apoya la idea de que los elementos del comportamiento reproductivo de esos antepasados evolucionaron para formar una base para la vida social y la división del trabajo.

Esta visión proporciona evidencia de cómo evoluciona el comportamiento social complejo – las pruebas que podrían tener un valor para el estudio de la conducta social en otros animales, posiblemente, incluso los seres humanos.

“Cómo la vida social surgió de un estilo de vida solitaria es una cuestión fundamental”. “Una teoría es que el comportamiento social surgió a través de los nuevos inventos evolutivos. Otra es que los fenotipos solitarios ancestrales (características de un organismo) fueron los bloques de construcción de la vida social, proporcionando una base desde la que las formas sociales podrían ser ensamblados. Para las abejas, esta última teoría es un soporte de investigación . ”

La investigación de Amdam comenzó como una tesis doctoral en la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida. Continuó el trabajo en la Universidad de California, Davis, en 2003 la investigación de la evolución del comportamiento social y el envejecimiento en las abejas.

Mientras que en la Davis, Amdam se reunió profesor Robert Page, que criaba castas de abejas que se distinguen por si las abejas obreras eran más propensos a recoger el polen o néctar. Además de sus hábitos diferentes de recolección, las cepas poseían otros rasgos fisiológicos y relacionados con los sentidos-, pero los investigadores no entendían cómo habían surgido esos rasgos.

En 2004, Page vino a ASU como director de la Escuela de Ciencias de la Vida. Amdam lo siguió a ASU en 2005. Juntos, Amdam y Page teorizaron que el comportamiento de alimentación podría tener algo que ver con las diferencias reproductivas en las abejas obreras de las dos cepas.

“Las abejas obreras – que son exclusivamente femeninas – se consideran ‘facultativamente estériles’, lo que significa que cuando una reina está presente, no ponen huevos”, dijo Amdam. “Sin embargo, si se elimina la reina, algunas de estas hembras desarrollan sus ovarios y ponen huevos.”

La recolección de polen es un comportamiento reproductivo maternal en solitario en esta especie de abejas, mientras que las abejas solitarias no reproductoras se alimentan principalmente de néctar. Amdam preguntó si relaciones similares estuvieron presentes en las abejas obreras. Se dio cuenta de que una determinada proteína – llamada vitelogenina – asociado con el estado reproductivo de las abejas fue más frecuente en la raza de abejas que prefirieron recolectar polen (identificada por Amdam como la cepa de alta polen acaparamiento). Los bajos niveles de esta proteína se asociaron con las abejas que se alimentaban principalmente de néctar (la baja casta de acaparamiento).

Usando esto como una fundación, surge la hipótesis de que que la alta casta de casta de abejas obreras sociales, aunque no reproductiva, representó al estado de la madre, la reproducción de sus ancestros solitarios, que probablemente recolectaban polen cuando reproductivamente estaba activa. Por el contrario, la baja casta de casta de abejas obreras representó al estado de esos mismos antepasados cuando no estaba reproductivamente activa.

Debido a la aparición de colonias con reinas responsables de la reproducción, los estados ancestrales de recolección ya no vinculados a la actividad reproductiva en las abejas obreras. Sin embargo, los estados todavía podría influir en el comportamiento de alimentación, lo que resulta en una división del trabajo entre el polen y las abejas obreras de recolección de néctar.

Para probar esta hipótesis, Amdam creó una especie de carrera para determinar qué cepa de abejas obreras se volvía reproductiva más rápido. Separó las cepas de alto y bajo acaparamiento de polen en “equipos”, con la alta casta de tendencia representando el estado reproductivo maternal ancestral, y la baja casta de tendencia representando el estado de no-reproductiva. Si la hipótesis fuera correcta, los altos de polen ganarían la carrera y se desarrollan los ovarios antes de los acaparadores bajos de polen.

La predicción de Amdam resultó ser correcta cuando después de 10 a 21 días, el 76 por ciento del acaparamiento alto en polen había desarrollado ovarios activos, en comparación con el 42 por ciento de las abejas obreras en la otra casta. Los estudiantes que  trabajaron con Amdam también notaron que la cepa ganadora de las abejas obreras se caracteriza por ovarios más grandes, lo que contribuiría a una mayor calidad reproductiva, reforzando el caso de que el comportamiento de trabajo fue atada a las características reproductivas.

Amdam a continuación, expone sus resultados a una prueba crucial – abejas silvestres (abejas que no habían sido utilizadas en el experimento) fueron capturadas después de su primer vuelo de recolección. Amdam y su equipo registraron lo que traían las abejas de la recolección y midieron sus ovarios.

Los resultados del experimento validaron su hipótesis, mostrando que la recolección de polen se realizó principalmente por las abejas obreras con ovarios grandes, consolidando la conexión entre las cepas de alto nivel de acaparamiento de polen y los rasgos reproductivos.

El éxito de la investigación podría resultar de mayor alcance que la simple evolución de la conducta social de la abeja – los científicos pueden utilizar los resultados como un escalón cuando se mira en la evolución social de otros animales.

“Nuestros hallazgos identifican la diferencia entre el comportamiento solitario y social”, dijo Amdam. “Si podemos entender el comportamiento social que aparece en un sistema, podemos usar este conocimiento para crear un modelo más general. Una vez que tenemos un modelo general, podemos construir nuevas hipótesis que describen cómo se pueden aplicar los mismos principios a otros animales.”