Callum Kingwell, del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI), intenta revelar cómo las abejas Megalopta genalis se comunican a través de feromonas o señales químicas y el papel que estos químicos pueden jugar en la evolución del comportamiento social de las abejas. Esto es parte de su trabajo doctoral en el departamento de neurobiología y comportamiento de Cornell University.
Contrario a la creencia popular, solo una minoría de las especies de abeja son sociales, organizándose alrededor de una abeja reina y trabajando para ella, mientras que ella se reproduce. La mayoría de las especies tiene nidos solitarios. Lo que ha llevado a algunas especies a desarrollar una estrategia reproductiva sobre la otra es un misterio que Callum busca resolver con las Megalopta. Son una especie perfecta para explorar esta pregunta, ya que, dentro de BCI, algunas son sociales y otras son solitarias.
Para empezar, Callum tuvo que determinar qué feromonas estaban relacionadas con la sociabilidad. Si muestreáramos un grupo de 50 abejas Megalopta, probablemente hallaríamos unos 150 químicos diferentes, así que esto le tomó unos años. Una vez identificadas, Callum trabajó junto con químicos profesionales de la Universidad de California en Riverside y la Universidad de Fukui en Japón, para producir las feromonas sintéticamente y probar sus efectos sobre la fisiología y el comportamiento de las abejas en el laboratorio. Después de meses de pruebas, identificó un subconjunto de feromonas que hacían que las obreras actuaran sumisas y reprimieran el desarrollo de sus ovarios.
Para explorar su efecto en el entorno natural de la abeja, Callum pasó muchas horas en el bosque, recolectando abejas larvales de nidos silvestres y llevándolas al laboratorio para incubar. Una vez que emergieron, las colocó de nuevo en el bosque en nidos experimentales. Luego observó cómo sus niveles de feromonas cambiaban a medida que se desarrollaban como abejas jóvenes y hasta que se reproducían por primera vez.
“Un tercio de las Megalopta adopta una estrategia reproductiva solitaria: o bien solo producen descendencia masculina, que abandona el nido, o producen hembras, pero no logran reclutarlas como obreras. Los otros dos tercios se vuelven sociales, reclutando a una hija como obrera”, explica Callum.
Monitoreando a las abejas desde sus etapas más tempranas de desarrollo hasta que se reproducen, Callum ha observado que las abejas que reclutan a una obrera producen más feromonas que las abejas que no reclutan y se vuelven solitarias. Los niveles de estas feromonas parecen ser una forma de señalizar su nivel de fertilidad. Al aumentar su producción, la reina podría convencer a su hija de que invierta su tiempo y energía en ayudar a su madre altamente fértil a producir más descendencia. La hija debe decidir si ayudar a su madre a alcanzar su máximo potencial reproductivo será una estrategia más efectiva que abandonar el nido y tener sus propios hijos.
En una variante maliciosa de este experimento, Callum induce a algunas abejas a cambiar su estrategia reproductiva, introduciendo hembras jóvenes en los nidos de las abejas solitarias. En cuanto a las abejas reinas, les quita a sus obreras. “Puedes convertir a una reina en solitaria al quitarle a su obrera, pero también puedes convertir a una solitaria en reina, introduciendo una hembra joven no relacionada en su nido. Ella se ve repentinamente presionada a indicar qué tan fértil es, para reclutar a esa potencial obrera, y podemos observar qué sucede con su producción de feromonas”, agrega.
Callum también aumenta artificialmente los niveles de feromonas en algunos de los nidos. Cuando una reina pone su primer huevo y emerge una abeja hembra, las lleva al laboratorio y mide sus niveles de feromonas. Luego, le unta feromonas sintéticas a la reina y las regresa a su nido. Esto lo repite cada dos días durante 10 días. Otros nidos actúan como el grupo de control. Sus niveles de feromonas también son monitoreados, pero las reinas no reciben el aumento artificial.
“Normalmente, dentro de 10 días, la obrera decide si se queda”, dice Callum. “Luego puedo ver si el aumento en las feromonas de la reina tiene algún efecto en el desarrollo de los ovarios de la obrera”.
Si los resultados en la naturaleza coinciden con los resultados en el laboratorio, se inhibiría el desarrollo de los ovarios de las obreras expuestas a un aumento en la señal de fertilidad de las reinas, y esto sería consistente con una división reproductiva del trabajo: uno de los pilares de la sociabilidad.
Para Callum, estos esfuerzos ya están resultando en algunos hallazgos interesantes. “Pareciera que las feromonas asociadas a la reina, que influyen en el comportamiento y la fisiología de las obreras, se pueden encontrar incluso en esta etapa temprana en la evolución de la sociabilidad, aún cuando las obreras en esta etapa son capaces de reproducirse solas”, sugiere Callum. (Fuente: STRI/DICYT)