Abelha sem ferrão nativa do Brasil cultiva fungo para sobreviver

Larvas de mandaguari dependem de microrganismo para completar seu ciclo de desenvolvimento, constatam pesquisadores brasileiros

Elton Alisson | Agência FAPESP – Pesquisadores descobriram que uma espécie de abelha sem ferrão nativa do Brasil – a mandaguari (Scaptotrigona depilis) – cultiva um fungo, semelhante ao usado durante séculos por povos asiáticos para conservar alimentos, para sobreviver.

A descoberta foi descrita em um artigo publicado na quinta-feira (22/10) na edição on-line da revista Current Biology e é resultado de um estudo de doutorado realizado com Bolsa da FAPESP. 

“É o primeiro registro de simbiose entre uma espécie de abelha social e um fungo cultivado”, disse Cristiano Menezes, pesquisador da Embrapa Amazônia Oriental, em Belém, no Pará, e primeiro autor do trabalho, à Agência FAPESP.

“Embora já se saiba que existe simbiose entre espécies de formigas e de cupins com fungos cultivados em seus próprios ninhos – esses microrganismos fornecem aos seus hospedeiros nutrientes e proteção contra patógenos –, em abelhas essa relação ainda é desconhecida”, afirmou Menezes.

O estudo integra o Projeto Temático "Biodiversidade e uso sustentável de polinizadores, com ênfase em abelhas Meliponini", coordenado pela professora Vera Lucia Imperatriz-Fonseca, do Instituto Tecnológico Vale Desenvolvimento Sustentável e do Instituto de Biociências da USP. 

Os pesquisadores constataram que, ao nascer, as larvas da abelha mandaguari se alimentam de filamentos do fungo do gênero Monascus (Ascomycotina) encontrados em seus próprios ninhos.

Sem esse microrganismo – que produz diversos metabólitos secundários com atividade antimicrobiana, antitumoral e imunológica –, poucas larvas de mandaguari sobrevivem, destacam os autores do estudo.

“Ainda não sabemos, exatamente, qual é a função desse fungo para a larva. A possibilidade que achamos mais plausível é que o microrganismo ajuda a proteger o alimento da larva de patógenos, uma vez que é usado por chineses e outros povos asiáticos como corante para conservar alimentos”, afirmou Menezes.

O estudo foi noticiado no exterior, em veículos como a revista Newsweek. 

Transmitido por gerações

De acordo com Menezes, o fungo se origina e está presente em uma estrutura, chamada cerume – composta por uma mistura de cera de abelhas operárias com resinas de plantas –, que as abelhas sem ferrão usam como material de construção para suas células de cria (ninhos).

Ao terminar de construir as células de cria, as abelhas operárias enchem o invólucro de um alimento líquido. Em seguida, a abelha rainha coloca um ovo sobre o alimento e a célula de cria é fechada pelas abelhas operárias e aberta somente cerca de três dias depois, quando a larva eclode do ovo.

Nessa fase, o fungo começa a emergir a partir do cerume, se prolifera sobre a superfície do alimento líquido e é devorado pelas larvas, desaparecendo completamente até o sexto dia de nascimento das abelhas.

“Gravamos o comportamento de larvas com três dias de nascimento e observamos que elas cortavam os filamentos dos fungos com a mandíbula e ingeriam o microrganismo”, disse Menezes.

Segundo o pesquisador, o fungo é transmitido a outras gerações de abelhas mandaguari por meio de cerume “contaminado”.

Após as larvas deixarem as células de cria, as abelhas operárias começam a raspar o cerume e reutilizam o material para construir um novo ninho.

Além disso, quando vão construir uma nova colmeia, as abelhas levam o cerume da colmeia-mãe para a colmeia-filha para construir células de cria, transmitindo o fungo de um ninho para o outro, que só começa a crescer em contato com o alimento larval depositado pelas abelhas operárias.

“Também ainda não sabemos se são esporos ou partes dormentes do próprio micélio [hifas emaranhadas, como fios] do fungo que estão presentes no cerume e transportados de uma célula de cria para outra”, disse Menezes.

O pesquisador observou a mesma relação de dependência de fungos para completar o ciclo de nascimento em outras espécies de abelhas sem ferrão do gênero Scaptotrigona e também de Tetragona, Melipona e Frieseomelitta.

“Essas descoberta de simbiose entre abelhas e microrganismos parece ser muito mais frequente do que imaginamos e aumenta a preocupação sobre o uso de fungicidas na agricultura”, apontou Menezes.

Estudos realizados nos últimos anos nos Estados Unidos e Europa identificaram que os fungicidas estão entre os pesticidas mais encontrados no pólen das abelhas, indicou.

“A preocupação é em relação aos efeitos que esses fungicidas podem ter sobre microrganismos benéficos às abelhas, como o fungo identificado no ninho de mandaguari. Se esses produtos químicos estão presentes no pólen de abelhas, inevitavelmente chegarão até as células de cria”, estimou.

Descoberta acidental

O pesquisador fez a descoberta da simbiose entre a mandaguari e o fungo Monascus acidentalmente.

Durante sua pesquisa de doutorado em entomologia na Universidade de São Paulo (USP), campus de Ribeirão Preto, realizado com bolsa da FAPESP, Menezes tentou produzir em laboratório rainhas de mandaguari com o intuito de aumentar o número de colônias dessa espécie polinizadora de diversas culturas para atender à demanda dos agricultores.

Para produzir rainhas, o pesquisador suplementou a alimentação de larvas fêmeas de mandaguari, uma vez que o que determina se uma larva fêmea dessa espécie de abelha sem ferrão vai se tornar operária ou rainha é a quantidade de alimentos que ela ingere durante a fase larval (leia mais em: agencia.fapesp.br/18371)

Ao manter células artificiais com larvas fêmeas de mandaguari e com grandes quantidades de alimento em uma câmara úmida, Menezes percebeu que, após alguns dias, um fungo branco começou a crescer rapidamente e todas as larvas morriam.

“Em um primeiro momento eu achei que o fungo estava causando alguma doença para as abelhas e tentei exterminá-lo, ao aplicar produtos químicos, e removê-lo mecanicamente, mas nada funcionou”, relembrou Menezes.

Algum tempo depois, contudo, o pesquisador começou a observar o fungo em células de crias naturais, crescendo de forma menos intensa. “Parecia que algo no ambiente natural das abelhas estava mantendo o fungo sob controle”, disse.

Ao tentar criar as larvas fêmeas da abelha em um ambiente menos úmido, o pesquisador observou que o fungo cresceu intensamente por alguns dias e depois desapareceu.

Com isso, mais de 90% das abelhas sobreviveram. “Suspeitei que as larvas fêmeas estava se alimentando do fungo e dependiam dele para sobreviver”, disse Menezes.

A fim de testar essa hipótese, os pesquisadores realizaram experimentos em que criaram em laboratório um grupo de larvas de abelha mandaguari suplementadas só com alimento estéril e outro com alimento estéril suplementado com filamentos do fungo.

O grupo de larvas de abelha criada com alimento estéril suplementado com filamentos do fungo teve um índice de sobrevivência de 76%.

Já as que foram criadas nas mesmas condições, mas sem o fungo, apenas 8% completaram o ciclo de desenvolvimento.

“Isso mostra que há uma relação de dependência muito forte das abelhas pelo fungo”, afirmou Menezes.

Em contrapartida, para o fungo a vantagem de ser cultivado no ninho dessa espécie de abelha sem ferrão é garantir sua multiplicação ao longo de gerações, ponderou o pesquisador.

“Aparentemente, o benefício maior dessa simbiose é para as abelhas. Mas o fungo também depende delas para se reproduzir”, avaliou.

O artigo A brazilian social bee must cultivate fungus to survive (doi: 10.1016/j.cub.2015.09.028), de Menezes e outros, pode ser lido na Current Biology em www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(15)01108-2.