Diferenciação do cérebro de Apis mellifera (Hymenoptera, Apidae) durante a metamorfose: estudo comparativo entre castas e sexos

Abstract

Apis mellifera é um organismo de grande interesse para estudos neurobiológicos, pois além de apresentar um cérebro estruturalmente simples, se comparado ao dos vertebrados, apresenta características próprias relacionadas ao comportamento social, com capacidade de memória e aprendizagem. As colônias destas abelhas são constituídas por machos e fêmeas, as fêmeas dividindo-se em duas castas, operárias e rainhas. Sabendo-se que as castas e os machos de A. mellifera apresentam morfologia, fisiologia e padrões comportamentais bastante distintos que, por sua vez, estão, em boa parte representados no polimorfismo cerebral, o presente trabalho visou desvendar como essas diferenças se estabelecem a partir do cérebro larval, basicamente igual para todos. Sendo A. mellifera uma espécie holometábola a transformação das estruturas larvais para as dos adultos ocorre durante a metamorfose, ou seja, durante a pupação. Para melhor compreensão, o estudo iniciou-se com a caracterização das diferenças morfológicas entre os cérebros de operárias, rainhas e machos recém emergidos. A partir da verificação de quais eram as estruturas que mais se diferenciavam entre as classes de indivíduos que compõem a colônia, foram escolhidas para ter sua diferenciação acompanhada os corpos pedunculados, os lobos ópticos e a pars intercerebralis no protocérebero e os lobos antenais no deutocérebro. Dessas estruturas foi feito um estudo comparativo entre operárias, rainhas e zangões usando preparações para microscopia de luz, mensurações da área ocupada por alguns de seus componentes, estudos estruturais de outros, bem como uma estimativa das taxas de multiplicação, e mortes celulares com técnicas citoquímicas e imunocitoquímicas. Esses estudos foram iniciados com larvas no último estágio larval...

Apis mellifera is an interesting model to neurobiological studies due to the simplicity of its brain commanding the complex behaviors demanded by the eusocial relationships and its capacity of learning and memorizing. The colonies of this bee consist of males and females. The females are differentiated in two castes: workers and queens. The castes and males from A. mellifera have distinct morphology, physiology and behavior correlated with their functions in the society and represented by some brain polymorphism. In this context the aim of the present study was clear up how the adult brain differences are established parting from the larval brain basicalIy equal to alI kinds of individuaIs. A. melliftra is a holometabolous insect and therefore, the change of the larval structures to the adult ones occurs during pupation or metamorphosis. In order to have a better vision of the differences found among the adult brains. was done a comparative morphological study of the brain from newly emerged workers, queens and males. The results showed that the brain structures more distinct among the individual classes were the mushroom bodies, optic lobes and pars intercerebralis from the protocerebrum and the antennal lobes from the deutocerebrum. Those were choose for have their differentiation accompanied during metamorphosis. Comparative studies of the structures among workers, queens and males were done using light and electronic microscopy, measuring the areas occupied from some of their components and estimative of the rates of mitosis and cell death using cytochemical and immuno-histochemical techniques. These studies started in the last larval instar and continued in pre-pupae, white, pink, brown, and black eyed pupae until black body pupae. Besides a search for differential protein expression among the individual classes whole brain was done... (Complete abstract click electronic access below)