Estudo da microbiota intestinal de Melipona scutellaris em resposta a diferentes dietas e concentrações subletais de Imidacloprido sob altas temperaturas

Abstract

As abelhas sem ferrão são consideradas organismos chave para o processo de polinização de espécies vegetais nativas e cultivas. Embora, apesar de desempenharem um importante papel como agentes polinizadores, o declino populacional desses organismos tem gerado grandes preocupações na comunidade científica, que classifica as ações antrópicas, dentre elas as mudanças climáticas e o uso indiscriminado de agrotóxicos, como principais fatores que justificam a redução desses polinizadores. O imidacloprido, um inseticida neonicotinóide, é amplamente descrito como um agente tóxico que afeta principalmente o sistema nervoso central, e impacta negativamente em funções consideradas essenciais para abelhas, como o forrageamento e a imunidade. Entretanto, não há relatos na literatura de estudos que tenham avaliado os efeitos combinados do inseticida Imidacloprido aos eventos de mudanças climáticas, tampouco comparando os efeitos dessa associação a comunidade bacteriana de abelhas nativas do Brasil. Sendo assim, o objetivo geral do nosso trabalho foi investigar o perfil da microbiota intestinal de abelhas nativas do Brasil, Melipona scutellaris, expostas a concentrações subletais do inseticida Imidacloprido associado a altas temperaturas. Além disso, nosso trabalho avaliou também os impactos de dietas naturais e artificiais para a comunidade bacteriana do intestino médio das abelhas, tendo em vista que a comunidade bacteriana pode ser influenciada pela ação desses estressores. Adicionalmente, esse estudo determinou a temperatura letal média para a espécie (47,10°C), estabelecendo um importante parâmetro para base de estudos de tolerância térmica. Para investigar os efeitos combinados dos estressores ambientais para a microbiota bacteriana, utilizamos o sequenciamento 16S rRNA. Nossos resultados revelaram que as dietas artificiais (xarope de açúcar) apresentaram menores efeitos positivos na diversidade microbiana, enquanto as dietas suplementadas a base de pólen promoveram maior diversidade, evidenciados pelas análises de beta diversidade. A métrica de Bray-Curtis, que avalia a similaridade ou dissimilaridade na composição de espécies com base em suas abundâncias, apresentou diferenças significativas entre todos os grupos alimentares, sugerindo que a composição bacteriana das amostras foi impactada de acordo com as dietas oferecidas. Nossos achados reforçam a importância de promover maiores estudos para a compreensão das interações realizadas entre as dietas, os estressores ambientais e a microbiota de abelhas nativas do Brasil.

Stingless bees are considered key organisms to the pollination process of native and cultivated plant species. Although they play an important role as pollinating agents, the population decline of these organisms, classifying anthropogenic actions, including climate changes and discriminated use of pesticides, as the main factors of reduction of these pollinators. Imidacloprid, a neonicotinoid insecticide, is widely described as a toxic agent that affects the central nervous system and negatively impacts functions deemed essential for bees, such as foraging and immunity. However, there are no reports in the literature of studies that have evaluated the combined effects of the insecticide Imidacloprid and climate change events, nor comparing the effects of this association on the intestinal microbiota of native bees in Brazil. Therefore, the objective of our study was to investigate the gut microbiota profile of native Brazilian bees, Melipona scutellaris, exposed to sublethal concentrations of the insecticide Imidacloprid associated with high temperatures. In addition, our study also evaluated the impacts of natural and artificial diets on the bacterial community of the bees' midgut, considering that the bacterial community can be influenced by the action of these stressors. Furthermore, this study determined the average lethal temperature for the species (47.10°C), establishing an important parameter for the basis of studies on thermal tolerance. To investigate the combined effects of environmental stressors on the gut microbiota, we used 16S rRNA sequencing. Our results revealed that artificial diets (sugar syrup) exhibited diminished positive effects on microbial diversity, while pollen-based supplemented diets promoted greater diversity, evidenced by beta diversity analyses. The Bray-Curtis metric, which assesses the similarity or dissimilarity in species composition based on their abundance, showed significant differences between all food groups, suggesting that the bacterial composition of the samples was impacted according to the diets offered. Our findings reinforce the importance of promoting further studies to understand the interactions between diets, environmental stressors and the microbiota of native bees in Brazil.