PRINCIPAIS POLINIZADORES DE Gossypium hirsutum var. latifolium (MALVACEAE), CV. DELTA OPAL, EM UMA LOCALIDADE DO DISTRITO FEDERAL, BRASIL* Carolina Ferreira Cardoso (UFMG/ carolyfc@yahoo.com.br), Fernando Amaral da Silveira (UFMG), Gisele M. de Oliveira (UCB), Laura Altafin Cavéchia (UnB), João Paulo Sálame Almeida (CEUB), Edison Ryoiti Sujii (Embrapa Cenargen), Eliana Fontes (Embrapa Cenargen), Carmen Silvia Soares Pires (Embrapa Cenargen). RESUMO Em outros países, as abelhas são os principais visitantes florais, responsáveis pela transferência de pólen entre as plantas cultivadas do gênero Gossypium. Identificamos as abelhas visitantes florais e seu papel como polinizadoras de Gossypium hirsutum latifolium v. Delta Opal em uma localidade do DF. Realizamos os estudos na Embrapa Hortaliças em 2005, quando coletamos 22 espécies e 2006, 19 espécies. Apis mellifera, Paratrigona lineata, Schwarziana quadripunctata, Melissodes nigroaenea, Melissoptila cnecomala foram avaliadas quanto à eficiência como polinizadoras. Observações do comportamento de forrageamento, mostraram que P. lineata nunca toca as anteras/estigma durante a coleta de néctar e as operárias de A. mellifera, apesar de tocarem as anteras, raramente tocam o estigma. Entretanto, 100% dos indivíduos de M. cnecomala durante a coleta de pólen tocam o estigma. Experimentos para avaliação da eficiência de polinização indicaram que: P. lineata não é polinizadora desta variedade de algodoeiro. S. quadripunctata é polinizadora, mas pelo pequeno número de flores visitadas (N=2), não foi possível avaliar a sua eficiência. Levando-se em conta a produção de frutos devido à primeira visita em flor, verificou-se que M. cnecomala e M. nigroaenea são polinizadoras mais eficientes que A. mellifera. Porém, devido a grande freqüência nas flores e a distribuição generalizada nas diferentes áreas de produção, A. mellifera pode ser considerada o maior agente carreador de pólen entre flores dessa variedade de algodão. Estas informações são fundamentais para subsidiar os estudos sobre polinização e fluxo gênico em Gossypium spp. Palavras-chave: abelha, visitante floral, polinizador, algodoeiro INTRODUÇÃO O presente trabalho faz parte de um projeto mais amplo que vem sendo conduzido pela Embrapa na área de biossegurança de plantas geneticamente modificadas (GM) e que tem como objetivo principal desenvolver protocolos para a avaliação de risco ecológico da introdução de plantas GM resistentes a insetos no meio ambiente. O algodão geneticamente modificado para resistência a insetos foi escolhido como estudo de caso por apresentar inúmeros desafios em relação às avaliações de impacto ambiental. O algodão é uma planta cultivada em pequenas e grandes propriedades e em regiões com condições ecológicas distintas. Essa planta possui uma grande diversidade associada de artrópodes e parentes silvestres no país, o que aumenta a possibilidade de fluxo gênico e possível redução da diversidade genética. Em outros países, as abelhas são os principais visitantes florais, responsáveis pela transferência de pólen entre as plantas cultivadas do gênero Gossypium, (McGREGOR, 1976). No Brasil, os insetos visitantes das flores de algodão nas diferentes regiões de produção têm sido pouco
estudados e algumas espécies de abelhas silvestres que sequer ocorrem na região neotropical têm sido erroneamente citadas na literatura nacional como polinizadoras do algodoeiro no Brasil (SILVEIRA, 2003). Assim, de 2003 a 2005 realizou-se um inventário dos visitantes florais em diferentes espécies e regiões de produção de algodão para seleção de espécie(s) para avaliação de risco e para obtenção de informações básicas para os estudos de fluxo gênico (PIRES et al., 2006ab). As abelhas são os principais visitantes florais do algodoeiro. Considerando os locais amostrados, de 153 espécies de insetos coletados nas flores, 47,40% (72 espécies) pertencem a quatro famílias de abelhas e 49,78% (1.630) do número total de indivíduos coletados (3.274) são abelhas (PIRES et al., 2006a). Esses estudos também indicaram que o tamanho e o ambiente em volta das áreas cultivadas e, ainda, a intensidade da utilização de pesticidas na cultura e em suas vizinhanças são fatores determinantes de quais espécies de abelhas possivelmente serão encontradas nas flores do algodoeiro. Dentro do contexto dos estudos sobre fluxo de genes, é importante estudar a biologia reprodutiva do algodoeiro e os agentes que podem promover a fecundação cruzada, tais como as abelhas. Assim, neste trabalho identificamos através de experimentação e observações do comportamento de forrageamento das espécies mais abundantes de abelhas, os possíveis polinizadores das flores de Gossypium hirsutum var. latifolium cv. Delta Opal. MATERIAL E MÉTODOS Levantamento das abelhas visitantes florais As coletas de abelhas em flores durante todo o período de floração ocorreram preferencialmente em dias ensolarados, no intervalo de 9:00 h às 11:30 h. As fileiras do plantio eram percorridas em caminhamento lento, em zig-zag até o fim do horário de coleta e a presença de abelhas era verificada em cada flor. As abelhas eram coletadas com puçá ou diretamente com um frasco mortífero contendo acetato de etila. Em laboratório as abelhas foram montadas em alfinete entomológico e colocadas em estufa a 40 o C por 48 h. Em seguida, elas foram enviadas para o Lab. de Sistemática e Ecologia de Abelhas da Universidade. Federal de Minas Gerais para identificação (chave de identificação de SILVEIRA et al., 2002) e foram depositadas na Coleção Entomológica das Coleções Taxonômicas da UFMG. Identificação dos polinizadores A identificação dos principais polinizadores foi realizada na Embrapa Hortaliças seguindo um método sugerido por DAFNI (1992). Este método, aplicado nas manhãs dos dias 28/03/2006 e 25 a 29/04/2006, consistiu na determinação da eficiência de polinização. Para isso, botões florais em préantese em bom estado foram escolhidos e ensacados com tecido de vual no dia das observações. No início da antese, com as anteras ainda fechadas, forçava-se delicadamente a abertura da flor para remoção das anteras mais próximas do estigma, com uma tesoura pequena ou pinça. Em seguida, a flor era novamente ensacada. A partir de 9:30h, a proteção de vual era retirada de uma flor por vez, que era observada até que a mesma recebesse a primeira visita. Caso a flor não fosse visitada em 15 minutos, ela era novamente ensacada e iniciava-se a observação de outra. Após realizar as observações em todas as outras flores marcadas, voltava-se àquelas que não haviam sido visitadas anteriormente, até que todas as flores recebessem uma visita. Caso a identificação da espécie de abelha não pudesse ser realizada em campo, ela era coletada na saída da flor para identificação em laboratório. Após a primeira visita, a flor era totalmente emasculada para impedir a autopolinização e novamente ensacada com vual para evitar novas visitas por polinizadores e a predação da flor por insetos herbívoros. Foram registrados, os locais da flor por onde a abelha chegava e saia, qual o recurso coletado, se a abelha tocava o estigma e/ou as anteras, qual(is) parte(s) do corpo das abelhas tocavam o estigma e/ou as anteras e a identidade da primeira abelha visitante de cada flor. Além do método da
primeira visita, foram realizadas observações esporádicas das abelhas em flor sempre que possível, com anotação das variáveis acima. As observações da primeira visita foram somadas a estas esporádicas, aumentando, assim, o número de observações de cada espécie de visitante floral. Todas as observações foram conduzidas no intervalo de 9:00h às 11:30h, em dias ensolarados, em 2006. Os frutos secos derivados dos tratamentos foram armazenados individualmente em saquinhos de papel e guardados em caixas de papelão seladas até o momento da análise. A partir do número de frutos que se desenvolveram até a colheita, obteve-se a taxa de frutificação. Para a comparação da produção de frutos entre os tratamentos, utilizou-se o teste de Qui-quadrado. Para cada fruto resultante dos tratamentos foram obtidos o número total de sementes (incluindo aquelas que não se desenvolveram) e a porcentagem de sementes desenvolvidas. Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Nos casos onde os dados não apresentaram distribuição normal (teste de Kolmogorov-Smirnov) e homogeneidade de variâncias (teste de Levene), foram empregadas análises não-paramétricas, teste de Kruskal-Wallis, (SOKAL e ROHLF, 1995). RESULTADOS E DISCUSSÃO Levantamento das abelhas visitantes florais O levantamento das abelhas visitantes das flores em G. hirsutum latifolium v. Delta Opal somou um esforço de coleta de 40 horas, em 2005, e de 33 horas, em 2006. A lista de espécies e o número de indivíduos coletados encontram-se na Tabela 1. A riqueza de abelhas observadas durante o estudo foi de 34 espécies sendo que apenas 7 espécies ocorreram nos dois anos de amostragem e destas 4 eram as espécies mais abundantes. Em 2005, a riqueza de abelhas foi maior (22 espécies) do que em 2006 (19) (Tab. 1). Apis mellifera foi a espécie mais freqüente em ambos os anos, o que corrobora com os dados de Pires et al (2006b). Por isso, evitou-se a coleta de indivíduos desta espécie, após atingir um número considerável de indivíduos amostrados, para o aumento no esforço de coleta de outras espécies. Identificação dos polinizadores No mínimo seis espécies de abelhas visitaram as flores no experimento da primeira visita. São elas: Apis mellifera, Paratrigona lineata, Schwarziana quadripunctata, Melissodes nigroaenea, Melissoptila cnecomala e uma ou mais espécies da família Halictidae. Como não foi possível a identificação em campo das espécies de Halictidae e nenhum indivíduo foi coletado após a primeira visita, os frutos e sementes resultantes destas visitas foram excluídos das análises. As quatro flores que receberam a primeira visita de indivíduos de P. lineata não desenvolveram frutos e um pequeno número de flores foi visitado por S. quadripunctata (Tab. 2), por isso essas espécies também foram excluídas das análises. A produção de frutos resultante da primeira visita de M. cnecomala e M. nigroaenea foi maior do que a produção de frutos resultante da primeira visita de A. mellifera (χ2 = 0,1325; p < 0,01 e χ2 = 1,193939; p < 0,01 respectivamente), indicando maior eficiência de polinização das abelhas silvestres. Em relação à produção de sementes, não foram encontradas diferenças significativas quanto ao número médio de sementes por fruto resultante da primeira visita de A. mellifera, M. nigroaenea e M. cnecomala (F = 0,7361; gl = 2; p = 0,486475 ) (Tab. 3). Esses resultados indicam que estas espécies de abelhas são polinizadores igualmente eficientes no que se refere à produção média de sementes por fruto nesta variedade de algodão. Observou-se 330 visitas de abelhas às flores. Apis mellifera, espécie mais abundante, embora carregue pólen aderido ao corpo, poucas vezes toca o estigma durante as visitas (Fig. 1). Além disto, tendem a visitar flores próximas entre si. Melissoptila cnecomala e Melissodes nigroaenea sempre saem das flores com pólen aderido ao corpo e tocam o estigma das flores na maioria das visitas, normalmente ao saírem da flor (Fig. 1). Tendem, ainda, a buscar flores mais distantes entre si. Paratrigona lineata jamais toca o estigma e não carreia pólen no corpo (Fig. 1). Um número pequeno
de visitas de pelo menos 12 outras espécies foi observado: Ceratina sp., Exomalopsis sp., Partamona sp., Ptilothrix sp., Trigona spinipes, 5 espécies de Halictidae e duas outras não identificadas. Tabela 1. Lista de espécies e número de indivíduos coletados em flores de Gossypium hirsutum latifolium v. Delta Opal na área experimental da Embrapa Hortaliças (DF) em 2005 e 2006. Espécie Número de indivíduos coletados 2005 2006 Acamptopoeum prinii (Holmberg, 1884) 1 Rhophitulus sp. 1 Apis mellifera Linnaeus, 1758 139 35* Bombus atratus Franklin, 1913 1 Bombus morio (Swederus, 1787) 1 Eulaema (Apeulaema) nigrita Lepeletier, 1841 1 Paratrigona lineata (Lepeletier, 1836) 16 7 Partamona cfr. cupira (Smith, 1863) 7 Schwarziana quadripunctata (Lepeletier, 1836) 1 Trigona hyalinata (Lepeletier, 1836) 1 Trigona spinipes (Fabricius, 1793) 2 7 Centris (Melacentris) cfr. collaris Lepeletier, 1841 1 Centris (Ptilotopus) cfr. scopipes Friese, 1899 1 Alepidosceles imitatrix (Schrottky, 1909) 5 Ptilothrix cfr. plumata Smith, 1853 1 2 Melissodes nigroaenea (Smith, 1854) 12 15 Melissoptila cnecomala (Moure, 1944) 63 12 Melissoptila cfr. pubescens (Smith, 1879) 1 Exomalopsis (Exomalopsis) sp. 1 Exomalopsis (Exomalopsis) analis Spinola,1853 1 Ceratina (Crewella) cfr.asuncionis Strand, 1910 1 Ceratina (Crewella) sp. 2 Augochlora (Augochlora) sp. 4 Augochlora (Augochlora) sp.2 1 Augochlora (Augochlora) sp.3 3 Augochlora (Augochlora) dolichocephala (Moure, 1941) 3 Augochlora (Oxystoglossella) morrae Strand, 1910 2 Augochlora (Oxystoglossella) thalia Smith, 1879 1 Augochloropsis patens (Vachal, 1903) 2 1 Ceratalictus sp. 1 Dialictus sp.2 1 Dialictus sp.8 1 Lithurgus (Lithurgus) huberi Ducke, 1907 3 Pseudoagapostemon sp. 1 Total de espécies/ indivíduos 22/ 257 19/ 105 * Não corresponde à abundância real da espécie na área, pois neste ano de coleta evitou-se a coleta desta espécie para aumentar o esforço de coleta de outras espécies. Tabela 2. Total de flores visitadas e produção de frutos resultante da primeira visita de quatro espécies de abelha em flores de Gossypium hirsiutum var. latifolium cv. Delta Opal cultivado na fazenda experimental da Embrapa Hortaliças (DF) em 2006. Espécie visitante Número de flores visitadas Número de frutos obtidos % frutificação Apis mellifera 25 12 48 Paratrigona lineata 4 0 0 Melissodes nigroaenea 16 9 56,3 Schwarziana quadripunctata 2 1 50 Melissoptila cnecomala 22 16 72,7
Tabela 3. Total de frutos e sementes, porcentagem de sementes desenvolvidas, média e desviopadrão de sementes desenvolvidas por fruto de Gossypium hirsiutum var. latifolium cv. Delta Opal resultante da primeira visita de quatro espécies de abelha nas flores. Espécie visitante Total Total % sementes frutos sementes desenvolvidas X ± S (X) Apis mellifera 12 471 55,41 21,75 ± 14,12 Schwarziana quadripunctata 1 38 15,79 - Melissodes nigroaenea 9 333 68,77 25,44 ± 12,97 Melissoptila cnecomala 16 606 72,61 27,50 ± 10,71 (a) (b) (c) (d) Figura 1. Para as quatro espécies mais abundantes de abelhas coletadas em flores de G. hirsutum var.latifolium cv. Delta Opal, obteve-se: (a) porcentagem de indivíduos que saem com pólen no corpo; (b) onde os grãos de pólen se aderem no corpo dos indivíduos observados; (c) porcentagem de indivíduos que tocam o estigma durante o forrageamento; (d) porcentagem de indivíduos que tocam as anteras durante o forragemanto. CONCLUSÕES Verificou-se que em um mesmo local de coleta (Embrapa Hortaliças), a composição de abelhas visitantes florais em G. hirsutum latifolium v. Delta Opal variou de um ano para o outro para as espécies menos abundantes. P. lineata não é polinizadora desta variedade de algodoeiro. S. quadripunctata é polinizadora, mas pelo pequeno número de flores visitadas, não foi possível avaliar a sua eficiência
como tal. Levando-se em conta a produção de frutos devido à primeira visita em flor, verificou-se que M. cnecomala e M. nigroaenea são polinizadoras mais eficientes que A. mellifera. Porém, devido a grande freqüência nas flores e a distribuição generalizada nas diferentes áreas de produção (PIRES et al. 2006a), A. mellifera pode ser considerada o maior agente carreador de pólen entre flores dessa variedade de algodão. CONTRIBUIÇÃO PRÁTICA E CIENTÍFICA DO TRABALHO O conhecimento de quais espécies promove a transferência de pólen entre plantas de algodão pode ser utilizado na elaboração de planos de manejo que visem minimizar o fluxo de genes entre variedades de algodão, principalmente entre variedades geneticamente modificadas para variedades convencionais. Essas informações são fundamentais para a definição de espécies de plantas que poderiam ser utilizadas como barreiras físicas para evitar o trânsito de abelhas entre os campos de algodão. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DAFNI, A. Pollination Ecology: a practical approach. Oxford, England:Oxfod University Press, 1992. 250 p. McGREGOR, S.E. Insect Pollination of Cultivated Crop Plants., Washington DC, USDA, 1976. 411 p. (USDA. Agricultural Handbook, 496) PIRES, C., SILVEIRA, F.A., CARDOSO, C. F., OLIVEIRA, G.M., PEREIRA, F.F.O., SOUZA, V.V., NAKASU, E.Y.T., PAES, J.S. DE O., TELES, E., SILVIE, P., RODRIGUES, S., MIRANDA, J., SCOMPARINI, A., BASTOS, C., OLIVEIRA, G.S., OLIVEIRA,J.E., SANTOS,J.B., BARROSO,P.A.V., SUJII, E., FONTES, E. Visitantes florais em espécies cultivadas e não cultivadas de algodoeiro (Gossypium spp.), em diferentes regiões do Brasil. Brasilia: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2006a. 14 p. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 148). PIRES, C., SILVEIRA, F.A., PEREIRA, F.F.O., PAES, J.S. DE O., SUJII, E., FONTES, E.. Protocolo de amostragem de visitantes florais em algodoeiro (Gossypium spp). Brasilia: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2006b. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 131). SILVEIRA, F. A., G. A. R. MELO & E. A. B. ALMEIDA. Abelhas brasileiras: sistemática e Identificação. Belo Horizonte, F. A. Silveira, 2002. 253 p. SILVEIRA, F.A. AS ABELHAS E O ALGODÃO BT UMA AVALIAÇÃO PRELIMINAR. In: PIRES, C.S.S., FONTES, E.M.G. AND SUJII, E.R. (Eds.). Impacto Ecológico de Plantas Geneticamente Modificadas: o algodão resistente a insetos como estudo de caso. Brasília: Embrapa, 2003. p. 195-215. SOKAL, R.R. ; ROHLF, F.J. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. 3 ed. New York: W.H. Freeman,1995. 887p.