Diversidade citogenética em Apidae (Hymenoptera) com foco na evolução cromossômica da tribo Meliponini

Abstract

A família Apidae engloba cerca de 20.000 espécies descritas no mundo. Destas, em torno de 200 espécies já foram cariotipadas e sabe-se o tamanho de genoma de apenas 70. A maioria destes estudos são focados na tribo Meliponini, conhecidas como abelhas sem ferrão. Nessa tribo, o número cromossômico varia de n=8 até n=17 na região neotropical, sendo possível reconhecer três grupos: n=9, n=15 e n=17. Os objetivos desta tese foram: (i) fazer uma revisão dos estudos citogenéticos publicados com abelhas e construir um domínio online para que os dados fiquem disponíveis permanentemente; (ii) isolar sequências altamente repetitivas em duas espécies do gênero Melipona para entender os padrões de crescimento e acumulação de heterocromatina neste gênero; (iii) entender como o número cromossômico e o tamanho do genoma influenciaram a evolução cariotípica das abelhas sem ferrão; (iv) identificar os rearranjos cromossômicos que ocorreram durante a evolução cariotípica da tribo Meliponini através da citogenética molecular. Como resultados, (i) o site www.bees.ufop.br foi criado, possibilitando fácil acesso a pesquisadores interessados em grupos específicos, bem como na identificação de padrões gerais para toda a família Apidae, mostrando os avanços da citogenética de abelhas no último século. (ii) O isolamento das sequências altamente repetitivas em espécies do gênero Melipona, através da técnica de c 0 t-1, indicaram a independência do crescimento da heterocromatina nos subgêneros Michmelia e Melikerria e, ainda, possibilitou a inferência da origem dos cromossomos B por hibridização interespecífica em Melipona quinquefasciata. Um possível cenário para o crescimento da heterocromatina neste gênero foi hipotetizado. (iii) Através da coleta de representantes dos três grupos de Meliponini neotropical foi possível abranger a variação de número diploide de n=8 até n=17, e uma variação do tamanho de genoma de 1C=0,31 pg até 1C=0,92 pg. Esses dados foram combinados à filogenia existente da tribo e foram usados para inferir a importância das fusões Robertsonianas que levaram à diminuição do número cromossômico durante a evolução do clado Meliponini neotropical. (iv) Os marcadores microssatélites confirmaram a importância das fusões Robertsonianas na evolução do clado Meliponini neotropical a partir de um possível ancestral n=15 na separação do grupo 1 e n=17 na separação dos grupos 2 e 3. Conclui-se, também, que o aumento do número de regiões 18S rDNA e a diminuição donúmero cromossômico se deu de maneira independente entre os gêneros, e que o microssatélite (TTAGG) 6 constitui a sequência telomérica das abelhas sem ferrão. Palavras-chave: Abelhas. C 0 t-1. Caracterização da cromatina. FISH. Sequências repetitivas. Tamanho de genoma nuclear.The Apidae family encompasses around 20,000 described species worldwide. Of which, about 200 species have been studied with cytogenetic techniques, and the genome sizes are known for only 70. Most of these studies are focused on the Meliponini tribe, commonly referred as stingless bees. In this tribe, chromosome number vary from n=8 to n=17 in the neotropical region, with the recognition of three groups: n=9, n=15, and n=17. The goals of this theses were: (i) to revise the cytogenetic studies published with bees and create an online platform to display the data permanently; (ii) to isolate highly repetitive sequences in two Melipona species in order to understand the heterochromatin growth accumulation patterns in this genus; (iii) to understand how chromosome number and genome size influenced the karyotypic evolution of the stingless bees; (iv) to identify the chromosomal rearrangements that occurred during the karyotypic evolution of the Meliponini tribe trough molecular cytogenetics. The results were: (i) the website www.bees.ufop.br was created allowing access to researchers interested in specific bee groups, or in general patterns of the Apidae family, showing the advances in the field of bee cytogenetics in the last century. (ii) The highly repetitive sequences, isolated through c 0 t-1 technique in the genus Melipona, indicated the independent heterochromatin growth between Michmelia and Melikerria subgenera and, also, the interspecific hybridization hypotheses of the origin of Melipona quinquefasciata B chromosomes. A possible scenario that led to this heterochromatin growth in the genus was hypothesized. (iii) The sampling of representative species of the three neotropical Meliponini groups covered the diploid number variation from n=8 to n=17 and genome size variation from 1C=0.31 pg to 1C=0.92 pg. These data were combined to the existent phylogenetic tree of the tribe and were useful to infer the importance of the Robertsonian fusions that resulted in the decrease in chromosome number during the karyotype evolution of the neotropical Meliponini clade. (iv) The microsatellite markers confirmed the importance of the Robertsonian fusions in the Meliponini karyotype evolution from a putative ancestral of n=15 in the split of group 1 and n=17 in the split of groups 2 and 3. The decrease in the diploid number and the increase in the 18S rDNA occurred independently between genera, and the microsatellite (TTAGG) 6 constitute the telomeric sequence of the stingless bees.Keywords: Bees. C 0 t-1. Chromatin characterization. FISH. Repetitive sequences. Nuclear genome size.