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Melipona beecheii de Cuba: afinidades genéticas y posible origen biogeográfico.
Lóriga Peña Walberto1, May-Itzá William de Jesús2, De la Rúa Pilar3, Quezada-Eúan
José Javier G.2
1
Área de Salud y Producción Apícola, Departamento de Prevención, Facultad de Medicina
Veterinaria y Zootecnia, Universidad Agraria de la Habana, Cuba. [email protected]
2
Departamento de Apicultura, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad
Autónoma de Yucatán, Apdo. 4-116 Itzimná, C.P. 97100. Mérida, Yucatán, México.
[email protected], [email protected]
3
Área de Biología Animal, Facultad de Veterinaria, Universidad de Murcia, Apdo. 4021.
30100 Murcia, España. [email protected]
Resumen
Melipona beecheii es la única especie del género Melipona presente en las Antillas
Mayores. Con el propósito de caracterizar la estructura poblacional y trazar los posibles
orígenes biogeográficos de poblaciones de Cuba, se estudiaron colonias procedentes de
esta isla y se compararon con poblaciones pertenecientes a los haplotipos reconocidos para
esta especie i.e. de la Península de Yucatán (México) y de Costa Rica utilizando
microsatélites. Los resultados sugieren una mayor similitud genética entre las abejas
procedentes de Cuba con aquellas de la península de Yucatán, respecto a la de Costa Rica.
Se confirma que el probable origen de M. beecheii de Cuba es la Península de Yucatán,
bien mediante introducciones humanas o por dispersión natural.
Palabras clave: Melipona beecheii, Cuba, Costa Rica, México, microsatélites
Introducción
En un estudio previo se encontró correspondencias entre caracteres morfológicos de
poblaciones de la abeja sin aguijón Melipona beecheii de la Isla de Cuba y de la Península
de Yucatán (México) (Lóriga-Peña et al., 2009). Asimismo, en el mismo estudio las
poblaciones cubanas fueron comparadas con poblaciones de Costa Rica, y se observó que
éstas eran significativamente diferentes a las de Cuba. Se ha planteado dos propuestas
acerca de la llegada de esta abeja sin aguijón a la Isla, Michener (1982) sugiere que M.
beecheii fue introducido a Cuba por los indígenas mayas que practicaban su crianza debido
a su productividad de miel y cera, mientras que Camargo et al. (1988) proponen que esto
posiblemente ocurrió durante el Eoceno o Mioceno, debido al distanciamiento geográfico
de Cuba del continente. Este estudio tiene como objetivo determinar por medio de
marcadores moleculares (loci de microsatélites), la estructura genética de M. beecheii de
Cuba con respecto a poblaciones de la Península de Yucatán y Costa Rica, para identificar
similitudes y diferencias entre sus poblaciones y dar soporte a la hipótesis, que predice que
M. beecheii de la isla de Cuba tuvo su probable origen a partir de las poblaciones de la
Península de Yucatán
Materiales y Métodos
Muestras de abejas obreras se obtuvieron de las provincias de Pinar del Rio, La Habana, y
Matanzas en la Isla de Cuba. Se recolectaron en total 30 muestras, cada una de las cuales
consistió de entre 10-20 abejas las cuáles fueron conservadas en frascos con etanol
absoluto. Los análisis moleculares se realizaron en el laboratorio de Zoología de la
Facultad de Veterinaria, Universidad de Murcia, España. Los datos de las poblaciones de la
Península de Yucatán (N=55) y de Costa Rica (N=43) se obtuvieron de las investigaciones
de May-Itzá et al. (en preparación).
Análisis moleculares
El ADN total fue extraído a partir de la disección de tres patas de cinco obreras por
colonia, siguiendo el método de Chelex (Walsh et al., 1991). Al final se obtuvo un
volumen de dilución de 100 µl de los cuáles 2 µl fueron usados para los microsatélites.
Fueron amplificados 7 loci de microsatélites en dos reacciones múltiples. Primera reacción:
T4-171 y T7-5 (Paxton et al. 1999) y una segunda reacción: Mbi28, Mbi278, Mbi259,
Mbi254 y Mbi201 (Peters et al. 1999). Las condiciones fueron: 5 min a 95 ºC, seguido de
30 ciclos de 30 seg a 96 ºC, 30 seg. a 55 ºC (para la primera reacción) o 57 ºC (para la
segunda reacción), 30 seg. a 72 ºC y a una extensión final de 10 min. a 72 ºC. Los
fragmentos amplificados (= alelos de microsatélites) fueron detectados con el secuenciador
ABI prism 3100 (Applied Biosystem) y analizados con el programa Genemapper v3.7
(Applied Biosystem). El número de alelos (Na), la heterocigosis observada (Ho) y esperada
(He), el rango del tamaño de alelos (RA), y la probabilidad del equilibrio Hardy-Weinberg
(EHW) fueron calculados con el programa GeneAlEx 6.1 (Peakall y Smouse, 2006).
También se realizó un análisis de Coordenadas Principales (ACP) con este programa.
Resultados y Discusión
En total se analizaron 128 colonias de M. beecheii de Cuba, México y Costa Rica, con los
siete loci de microsatélites. El locus Mbi259 demostró ser monomórfico únicamente en la
población de Cuba, mientras que los restantes seis loci demostraron diferentes niveles de
polimorfismo. El número promedio de alelos presentó un valor elevado en las poblaciones
de México y Costa Rica (5.7 y 5.8 respectivamente), en comparación con la de Cuba
(3.00). Los valores de heterocigosis, el rango de alelos y el EHW se pueden observar en la
Tabla 1. La He de la población de Cuba fue menor en 4 y 5 locus con respecto la península
de Yucatán y Costa Rica.
Tabla 1. Número de alelos (Na), tamaño en el rango de alelos (RA), la heterocigosis
observada (Ho) y esperada (He) y las probabilidades en el equilibrio de Hardy-Weinberg
(EHW) por locus y población.
Cuba
Locus
México
Costa Rica
Na
Ho
He
RA
EHW
Na
Ho
He
RA
EHW
Na
Ho
He
RA
EHW
2
0.615
0.426
93-95
0.023*
3
0.471
0.503
93-97
0.380ns
3
0.129
0.614
95-99
0.000***
T7-5
3
0.583
0.570
72-78
0.955ns 7
0.569
0.654
66-88
0.000***
2
0.258
0.225
68-70
0.405ns
Mbi201
3
0.500
0.558
152-158
0.090ns 5
0.469
0.477
153-189
0.951ns
9
0.237
0.839
135-180 0.000***
Mbi254
4
0.733
0.713
188-203
0.958ns 8
0.582
0.680
188-227
0.000***
7
0.390
0.643
200-221 0.000***
Mbi259
1
0.000
0.000
177
Mbi278
4
0.346
0.332
Mbi28
4
0.241
Media
3
T4-171
ns
_
5
0.170
0.222
177-201
0.008**
2
0.410
0.355
177-180 0.331ns
72-123
0.043*
9
0.635
0.772
88-127
0.000***
11
0.659
0.698
100-145 0.000***
0.276
89-104
0.354ns 3
0.109
0.104
89-113
0.985ns
7
0.317
0.460
86-119
0.000***
0.431
0.411
_
0.429
0.488
_
5.8
0.343
0.548
_
_
±0.09
±0.08
±0.07
±0.09
±0.06
±0.08
_
5.7
_
=no significativo, *p˂0.05, **p˂0.01, ***p˂0.001
Los valores de heterocigosis presentaron mayor similitud entre las poblaciones de Cuba y
México, con respecto a la población de Costa Rica. En la población de Cuba, dos loci (T4171 y Mbi278) mostraron valores
significativos con respecto al equilibrio Hardy-
Weinberg (p<0.05), mientras que en la población mexicana fueron 4 y en Costa Rica 5
significativos, lo que nos indica un desequilibrio debido a la carencia de heterocigotos. Por
otro lado, el análisis de Coordenadas Principales agrupó a la población cubana con la
población mexicana (Fig. 1), mientras que la población de Costa Rica formó un agregado
independiente. Además en el análisis de las tres primeras coordenadas se obtuvo un
porcentaje de 69.81% de varianza, que soporta las diferencias en los caracteres analizados.
Estos resultados sugieren una mayor similitud genética entre las poblaciones de México y
Cuba, con respecto a la población de Costa Rica. Esta información molecular coincide con
los datos morfológicos obtenidos por Lóriga-Peña et al. (2009), y proporcionan evidencias
de que la llegada de M. beecheii hacia las Antillas Mayores, pudo haber sido por
introducciones humanas con fines de explotación (Michener, 1982) o posiblemente a un
proceso evolutivo relacionado con la formación de las Antillas (Camargo et al., 1988).
Coord. 2
Coordenadas principales
Coord. 1
Cuba
México
Costa Rica
Figura 1. Valores de coordenadas principales de las poblaciones de M. beecheii de Cuba, la
Península de Yucatán y de Costa Rica. Se comparan los valores de las coordenadas 1 y 2.
Conclusiones
Nuestros resultados indican que las poblaciones de M. beecheii de la Isla de Cuba, son
genéticamente más similares a las de la Península de Yucatán que a las de Costa Rica.
Estos datos apoyan la hipótesis inicial basada en caracteres morfométricos y por tanto se
sugiere que el posible origen de la población de M. beecheii de Cuba es la Península de
Yucatán y esto probablemente sucedió, por medio de introducciones humanas o por
procesos de dispersión de tipo evolutivo.
Agradecimientos
Agradecemos a los meliponicultores cubanos que gentilmente accedieron a darnos las
muestras, especialmente a Raúl Grillo, gran amigo y defensor de la meliponicultura, a
compañeros de la Unidad Docente Nazareno de La Facultad de Medicina Veterinaria y
Zootecnia de la Universidad Agraria de la Habana (UNAH). El estudio fue financiado por
el proyecto SEP-CONACYT (proyecto 103341) y por el Fondo de Cooperación
Internacional en Ciencia y Tecnología Unión Europea–México (FONCICYT) (proyecto
MUTUAL 94293).
Bibliografía
Camargo, J.M.F., Moure, J.S. & Roubik, D.W. (1988). Melipona yucatanica new species
(Himenoptera, Apidae, Meliponinae), stingless bee dispersal across the Caribbean
Arc and Post-Eucene Vicariance. Pan-Pacific Entomol. 64,147–157.
Loriga-Peña
W,
Quezada-Euán
JJG.
(2009).
Afinidades
morfométricas
de
Meliponabeecheii B. de la Isla de Cuba y poblaciones del continente. En: Memorias
VI Congreso mesoamericano sobre abejas nativas. Antigua, Guatemala. pág: 197205.
Michener, C, D. (1982). A new interpretation of fossil social bees from the Dominican
Republic. Sociobiology, 7:37-46.
Paxton RJ, Weibschuh N, Quezada-Euán JJG. (1999). Characterization of dinucleotide
microsatellite loci for stingless bees. Molecular Ecology, 8:690-692.
Peakall R, Smouse PE (2006) GENEALEX 6:1 genetic analysis in Excel. Population
genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes, 6, 288-295.
Peters JM, Queller DC, Imperatriz-Fonseca VL, Roubik DW, Strassmann JE. (1999). Mate
number, kin selection and social conflicts in stingless bees and honeybees.
Proceedings of the Royal Society of London B, 266:379-38.
Walsh PS, Metzqer DA, Higuchi R. (1991). Chelex 100 as a medium for simple extraction
of DNA for PCR-based typing from forensic material. Biotechniques, 10:506-512.