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CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -CONCYT-
SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -SENACYT-
FONDO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA -FONACYT-
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
INFORME FINAL
Diferenciación genética y fenética de Melipona beecheii, Melipona yucatanica y
Melipona solani por medio de RAPD’S-PCR y Morfometría en Guatemala.
PROYECTO FODECYT No. 05-2008
MARÍA CARLOTA MONROY ESCOBAR
Investigadora Principal
GUATEMALA, DICIEMBRE DE 2010
EQUIPO DE INVESTIGACIÓN
PhD. María Carlota Monroy Escobar
Licda. Ana Gabriela Armas Quiñonez
Licda. Elizabeth Solórzano Ortiz
Lic. Mauricio José García Recinos
AGRADECIMIENTOS
La realización de este trabajo, ha sido posible gracias al apoyo financiero del Fondo
Nacional de Ciencia y Tecnología, -FONACYT-, otorgado por la Secretaría Nacional de
Ciencia y Tecnología -SENACYT- y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología -
CONCYT-.
OTROS AGRADECIMIENTOS
A los señores meliponicultores que colaboraron desinteresadamente proporcionando
especímenes de sus colmenas de meliponas para el proyecto. Así mismo se agradece a los
guardarecursos y jornaleros que
Al Laboratorio de Entomología Aplicada y Parasitología -LENAP- por el aval,
financiamiento y apoyo proporcionado durante la ejecución del proyecto.
Al personal de la Unidad de Conocimiento, Uso y Valoración de la Biodiversidad –
Unidad de Biodiversidad- por el apoyo de campo brindado durante las colectas de campo.
A MSc. Carmen Lucía Yurrita, MSc. Patricia Landaverde y a Licda. Marianela Menes por
los comentarios y sugerencias en la realización de este proyecto de investigación.
TABLA DE CONTENIDOS
RESUMEN ................................................................................................................i
ABSTRACT ..............................................................................................................ii
ACERCA DE LOS AUTORES ................................................................................iii
PARTE I
I.1 INTRODUCCIÓN ...............................................................................................1
I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...........................................................2
I.3 OBJETIVOS E HIPOTESIS
I.3.1 Objetivos
I.3.1.1 General ...................................................................................................3
I.3.1.2 Específicos ..............................................................................................3
I.3.2 Hipótesis ........................................................................................................3
I.4 METODOLOGIA I.4.1 Colecta de abejas ............................................................................................4
I.4.2 Análisis morfométrico con Morfometría Tradicional ......................................6
I.4.3 Análisis molecular con RAPD’S-PCR ............................................................9
I.4.4 Análisis Morfológico y Sistemático ................................................................12
PARTE II
II.1MARCO TEÓRICO
II.1.1 Generalidades de abejas ................................................................................15
II.1.2 Las abejas sin aguijón ...................................................................................15
II.1.3 Meliponas de Guatemala ...............................................................................17
II.1.4 Género Melipona Illiger, 1806 ......................................................................17
II.1.5 Meliponicultura en Guatemala ......................................................................18
II.1.6 Técnicas Utilizadas .......................................................................................19
PARTE III
III.1RESULTADOS
III.1.1 Colecta de abejas .........................................................................................29
III.1.2 Análisis morfométrico con Morfometría Tradicional ....................................33
III.1.3 Análisis molecular con RAPDS-PCR ...........................................................42
III.1.4 Análisis morfológico y sistemático ..............................................................46
III.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS
III.2.1 Colecta de abejas .........................................................................................55
III.2.2 Análisis morfométrico con Morfometría Tradicional ....................................57
III.2.3 Análisis molecular con RAPD’S-PCR..........................................................62
III.2.4 Análisis Morfológico y Sistemático .............................................................64
III.2.5 Análisis Generalizado ..................................................................................66
PARTE IV.
IV.1 CONCLUSIONES ............................................................................................68
IV.2 RECOMENDACIONES ...................................................................................68
IV.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................69
IV.4 CITACIÓN BIBLIOGRÁFICA DE ESTE DOCUMENTO ...........................72
IV.5 ANEXOS
IV.5.1 Anexo 1: Bosquejo del bifoliar informativo elaborado según los resultados
del proyecto ................................................................................................................73
PARTE V
V.1INFORME FINANCIERO .................................................................................74
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Puntos tomados sobre la cabeza y el ala anterior derecha
de las meliponas .....................................................................................7
Figura 2: Representación del crecimiento isométrico y alométrico .........................21
Figura 3: Conceptos generales de sistemática ........................................................27
Figura 4: Mapa de distribución de los sitios de colecta de meliponas .....................30
Figura 5: Mapas de distribución de los sitios de colecta por especie de melipona ...31
Figura 6: Primeros dos factores discriminantes producidos por un AD
sobre distancias medidas en las alas de M. beecheii, M. solani y
M. yucatanica. ........................................................................................34
Figura 7: Diferencias morfométricas en poblaciones de M. solani. .........................37
Figura 8: Diferencias morfométricas en poblaciones de M. yucatanica ..................38
Figura 9: Análisis libre de alometría de M. solani ..................................................40
Figura 10: Análisis libre de alometría de M. yucatanica ...........................................41
Figura 11: Patrón de clasificación de OPA 16 ..........................................................43
Figura 12: Gráfica de pie mostrando la varianza interespecífica ...............................45
Figura 13: Gráfica de pie mostrando la varianza intraespecífica ...............................46
Figura 14: Árbol obtenido del primer análisis sistemático ........................................49
Figura 15: Árbol obtenido del segundo análisis sistemático .....................................51
Figura 16: Primer tipo de árbol obtenido del tercer tipo de análisis sistemático ........53
Figura 17: Segundo tipo de árbol obtenido del tercer tipo de análisis sistemático .....54
LISTA DE CUADROS
Cuadro 1: Meliponarios visitados para colecta de meliponas ...................................4
Cuadro 2: Caracteres y estados de carácter medidos en el análisis sistemático .........13
Cuadro 3: Especies de meliponas colectadas por meliponario .................................29
Cuadro 4: Especies de meliponas colectadas en su hábitat natural por localidad ......30
Cuadro 5: Tamaño de muestra por localidad para comparaciones morfométricas ....33
Cuadro 6: Análisis libre de isometría de cabezas y alas. Valores de los estadísticos
ACP y AD a nivel interespecífico entre las tres especies .........................35
Cuadro 7: Análisis libre de isometría de poblaciones de M. beecheii.
Valores de los estadísticos ACP y AD. ...................................................36
Cuadro 8: Análisis libre de isometría de poblaciones de M. solani.
Valores de los estadísticos ACP y AD ....................................................36
Cuadro 9: Análisis libre de isometría de poblaciones de M. yucatanica.
Valores de los estadísticos ACP y AD ....................................................39
Cuadro 10: Análisis libre de alometría de poblaciones de M. solani y M. yucatanica.
Valores de los estadísticos ACPC y AD. .................................................42
LISTA DE ABREVIATURAS
ACP Análisis de Componentes Principales
ACPC Análisis de Componentes Principales Comunes.
ACPmg Análisis de Componentes Principales Multigrupo.
AD Análisis Discriminante.
ADN Ácido desoxiribonucleico.
CECON Centro de Estudios Conservacionistas.
CONCYT Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
CPC Componentes Principales Comunes.
ECOSUR El Colegio de la Frontera Sur, México.
FONACYT Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología.
LENAP Laboratorio de Entomología Aplicada y Parasitología.
RAPD’S Amplificación aleatoria del ADN polimorfito.
ReGenec Red de Genética para la Conservación.
PCR Reacción en cadena de la polimerasa.
SENACYT Secretaría Nacional de Ciencia y Tecnología
UNAM Universidad Nacional Autónoma de México.
Unidad de Biodiversidad Unidad para el Conocimiento, Uso y Valoración de la
Biodiversidad.
USAC Universidad de San Carlos de Guatemala.
M. beecheii Melipona beecheii
M. solani Melipona solani
M. yucatanica Melipona yucatanica
i
RESUMEN
Palabras clave: Melipona beecheii, Melipona yucatanica, Melipona solani, Meliponicultura,
abejas sin aguijón, RAPD’s-PCR, Morfometría.
Las abejas forman parte del mayor grupo de polinizadores de las plantas, éstas son
responsables del 80% de la polinización, seguidas por los dipteros, lepidopteros y por último
los murciélagos y las aves. Actualmente, en países como Guatemala, se desconoce mucho
sobre la ecología, biología y diversidad de las abejas. A consecuencia de la fumigación
extensiva y la pérdida de bosques las abejas están disminuyendo drásticamente sus
poblaciones, y es hasta ahora que los grandes cultivos empiezan a tener pérdidas en la
producción y a producirse crisis de polinizadores que se les han empezado a dar un poco más
importancia.
La Meliponicultura o crianza de abejas sin aguijón ha mostrado un pequeño incremento a
partir de la crisis de polinizadores. En Guatemala las abejas “Meliponas” forman parte de las
principales especies empleadas en esta práctica. Sus colmenas son muy bien cotizadas por su
miel altamente medicinal. Sin embargo como es de esperarse para toda la diversidad biológica
del país, las especies de Meliponas son poco conocidas y difícilmente determinadas
taxonómicamente en el campo ya que se les conoce por su alta variación morfológica a lo
largo de las diferentes regiones del país.
En este estudio se pretendía determinar si las variaciones morfológicas observadas a lo
largo de su distribución eran significativas por medio de análisis genéticos y fenéticos. Para
esto se utilizó Morfometría de alas y cabezas, RADP’s-PCR y como complemento adicional se
realizo un análisis morfológico y uno de sistemática. De esta manera se lograron diferenciar
tres grandes grupos de Meliponas, pertenecientes a las tres especies ya descritas para
Guatemala. Así mismo en los análisis realizados dentro de las especies (intraespecíficos) se
lograron diferenciar algunas diferencias no significativas, pero que persistieron en los varios
de los análisis realizados. La única diferencia significativa observada fue en Nuevo Progreso,
San Marcos con morfometría. Entre las diferencias no significativas relevantes en varios
análisis resaltan en M. solani, la diferenciación de los especímenes de Lachúa y de M.
yucatanica de Camojalito, Huehuetenango. Además, dentro de los resultados no se observó ni
correlación geográfica ni ambiental en las poblaciones diferenciadas. Los únicos especímenes
aislada geográficamente que se diferenciaron con los análisis fueron los especímenes de M.
yucatanica de Camojalito, Huehuetenango.
Como resultado principal se produjo una guía práctica ilustrada que contribuirá
significativamente con la identificación en el campo de las tres especies de Meliponas en
Guatemala.
ii
ABSTRACT
Key Words: Melipona beecheii, Melipona yucatanica, Melipona solani, Beekeping, stingless
bees, RAPD’s-PCR, Morphometry.
The bees are the largest group of pollinators of plants. They are responsible for 80% of
the pollination, followed by flies, butterflies, moths and finally by bats and birds. Today, in
countries as Guatemala, much is unknown about the ecology, biology and diversity of bees.
As a result of the extensive fumigation and the loss of forest, bees are dramatically decreasing
their populations. Sadly, until the harvesters have started to have losses in production due to
this crisis pollinator, have begun to give a little more importance to the conservation of
soundings forest to preserve native pollinators.
The beekeeping of stingless bees has shown an increase of interest due to the crisis of
pollinators. In Guatemala the stingless bee called "melipona" is part of the main specie used in
beekeeping practices. Melipona bees are well recognized by their highly medicinal honey.
However, as it is to be expected for all the biological diversity of the country, species of
Melipona are biologically little known and are hardly identified in the field for their highly
morphological variation throughout the different regions of the country.
The main goal in this study was to determinate if the morphological variations observed
throughout its distribution were significant through RAPD’S PCR analysis and Morphometry
of wings and heads. As a complement, there were made additional analyses of traditional
morphology and a basic systematic analysis. By this way achieved differentiate three groups
of Meliponas, belonging to the three species already described for Guatemala. By the contrary
with the analyses carried out within the species (intraspecific), non-significant differences
were found; however, these non-significant differences persisted in several of the analyses
performed. The only significant difference observed was in Nuevo Progreso, San Marcos with
Morphometry. Between the relevant non-significant differences are in M. solani, the
differentiation of the specimens found in Lachúa and in M. yucatanica found in Camojalito,
Huehuetenango. In addition, within the results there was no geographical or environmental
correlation within the significantly differentiated populations. The only specimens isolated
geographically, differed with the analysis were the specimens of M. yucatanica of Camojalito,
Huehuetenango.
As a primary result of this study, an illustrated practical guide was made that will
contribute significantly to field identification of the three species of Meliponas in Guatemala.
iii
ACERCA DE LOS AUTORES
Maria Carlota Monroy Escobar es Bióloga guatemalteca graduada de la Universidad de
San Carlos de Guatemala. Posee una Maestría en Microbiología Médica del Instituto
Karoliska de Suecia y un Doctorado en Entomología Médica de la Universidad de Uppsala,
Suecia. Posee 28 años de experiencia en investigación de vectores transmisores de
enfermedades y 17 años de experiencia en investigación de la enfermedad de Chagas, por lo
que le ha sido conferido el título de “experta de Chagas”. Cuenta con más de 45 publicaciones
científicas en revistas internacionales. Ha sido condecorada con varias distinciones en las que
destaca la Medalla Nacional de Ciencia y Tecnología otorgada por el Congreso de la
República de Guatemala, con la cual se convierte en la primera mujer acreedora al premio.
Posee más de 28 años de experiencia en docencia universitaria en la Universidad de San
Carlos de Guatemala, sin embargo ahora está dedicada completamente a la investigación en el
Laboratorio de Entomología Aplicada y Parasitología -LENAP-, unidad que fundó hace 25
años. A pesar que su trabajo ha sido mayoritariamente con el estudio de los vectores de
enfermedades, fomenta y apoya la investigación en diversas líneas aplicadas de la
Entomología como lo son las abejas nativas, línea que ella misma inició en el LENAP hace
aproximadamente 10 años. Actualmente es la investigadora principal del LENAP y es una
figura muy importante en temas de salud y medio ambiente en el país.
Ana Gabriela Armas Quiñónez es Bióloga guatemalteca graduada de la Universidad de
San Carlos de Guatemala. Investigadora Asociada del LENAP desde el año 2003, donde se
encuentra dentro del personal de área de abejas silvestres. Actualmente también forma parte
como Investigadora Asociada de la Unidad de Conocimiento, Uso y Valoración de la
Biodiversidad -Unidad de Biodiversidad- del Centro de Estudios Conservacionistas -CECON-,
USAC. Desde el 2003 a la fecha, ha colaborado y trabajado en proyectos de investigación en
los temas de Meliponicultura y Diversidad de abejas. Participó en varios cursos de los que se
destacan: “Biología y cultivo de las abejas sin aguijón” en Ecosur, Tapachula, “Sistemática de
abejas silvestres” en la Estación Biológica Chamela, “Entomología Tropical” impartido por
profesores de UNAM y Ecosur, y por último “Ecología de la Polinización” recibido en el
desierto de Sonora por la Universidad de Rochester y Universidad de Virginia. Como dato
importante destaca su participación en la coordinación de logística en el VI Congreso
Mesoamericano de Abejas Nativas organizado en Guatemala en noviembre del 2009, evento
internacional donde se dieron a conocer las investigaciones de abejas nativas –como lo es este
trabajo- que se realizan en Guatemala. También cuenta con un diplomado en Orquideología
necesario por su mismo interés en las abejas. En su tesis de pregrado predijo los patrones
potenciales de distribución del las abejas de las orquídeas en el país. Cuenta con 4
publicaciones una en revistas locales, y tres en memorias de congresos internacionales.
Elizabeth Solórzano Ortiz es Bióloga guatemalteca graduada de la Universidad de San
Carlos de Guatemala. Investigadora del Laboratorio de Entomología Aplicada y Parasitología
-LENAP- desde el año 2004. En LENAP desde el año ha formado parte del equipo de
Genética Poblacional y Biología Molecular. En estas áreas se ha formado y ha desarrollado
proyectos de investigación como auxiliar de investigación e investigadora asociada en
proyectos de evaluación de la dinámica poblacional y diferenciación genética de poblaciones
de Triatoma dimidiata de Guatemala y Centro América y recientemente de Meliponas de
iv
Guatemala, utilizando herramientas moleculares. Ha participado en cursos que han contribuido
a su formación en su área de estudio de los cuales destacan: Curso Latinoamericano “V Taller
de Genética para la Conservación de la Red de Genética para la Conservación” en Valencia,
Venezuela en enero 2009, en donde recibió asesoria para la mejora de los análisis del proyecto
de investigación de las poblaciones guatemaltecas de abejas Meliponas; “Curso de Estudios
Genéticos para Manejo de Vida Silvestre con Énfasis en Tortugas Marinas”, impartido por
profesores del Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología Universidad
Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, en Guatemala en el año 2004; y el Curso
Internacional de postgrado de la Red Iberoamericana para el Estudio del Control Biológico
con Trv de Triatominos Transmisores de Chagas (RedTrV)", en la Facultad de Ciencias
Biológicas, de la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo (UNPRG), en la ciudad de
Lambayeque, Perú, en octubre del2009. Cuenta con una publicación en la revista
internacional Plos Neglected Tropical en el año 2009.
Mauricio José García Recinos es estudiante de pensum cerrado de la carrera de Biología
en la Universidad de San Carlos de Guatemala. Investigador Asocidado del LENAP desde al
año 2004, miembro de las áreas de Morfometría y Biología Molecular. Desde ese año, ha
colaborado y trabajado en proyectos de investigación de vectores transmisores de
enfermedades y meliponicultura. Ha participado en varios cursos de los que se destacan: ”IV
Taller Latinoamericano de Genética para la Conservación: Herramientas moleculares en
Conservación”, impartido por la Red de Genética para la Conservación –ReGeneC-, Santiago de
Chile, Chile; y el curso “Entomología Tropical” impartido por profesores de UNAM y Ecosur.
Destaca su participación en algunos congresos como expositor: Netropica Meeting for
Tropical Disease, La Ceiba, Honduras, en febrero del 2007; VI Congreso Mesoamericano de
Abejas Nativas, celebrado en Antigua Guatemala en noviembre del 2009. Cuenta con 4
publicaciones en revistas guatemaltecas de investigación, y tres en memorias de congresos
internacionales.
1
PARTE I
I.1 INTRODUCCIÓN
La importancia en la polinización que tienen las abejas nativas en los sistemas naturales y
agrícolas es un tema que aún no alcanza el interés que amerita, a pesar de que éstas son
responsables del 80% de la polinización y que son ellas las encargadas de que los ecosistemas
vegetales se mantengan saludables. Sin embargo, en pequeñas partes del país, la meliponicultura
o la crianza de abejas nativas sin aguijón, se practica tradicionalmente y ha dado lugar a que las
personas se concienticen sobre la importancia que tienen en los bosques, así como también a ver
en ellas una alternativa económica. Como consecuencia al escaso interés que se les ha dado,
existe muy poca investigación científica sobre las abejas nativas en el país, y la que ya existe
necesita sustentarse con datos tan básicos como lo es la diferenciación y determinación correcta
de especies.
La abeja “Melipona” (Melipona spp.) también llamada abeja maya y tinzuca, es un grupo de
especies de abejas sin aguijón ampliamente distribuida en desde México a Brasil. En Guatemala
se les conoce por las propiedades medicinales atribuidas a la miel, la cera y el propóleo que
producen las colmenas, ya que son abejas de comportamiento verdaderamente social o eusocial.
Las abejas “Melipona” son muy utilizadas en la práctica de la Meliponicultura o cultivo de
abejas sin aguijón por ser las que mayor cantidad de miel producen, de cuatro a cinco botellas de
miel al año.
En la ejecución de estudios realizados en el Laboratorio de Entomología y Parasitología de
la Escuela de Biología de la Universidad de San Carlos de Guatemala, se ha notado cierta
variación morfológica dentro de cada una de las tres especies de “Meliponas” reportadas para
Guatemala, siendo estas Melipona beecheii, Melipona yucatanica y Melipona solani (Ayala,
1999). En este trabajo se pretende determinar si existe una significativa diferenciación genética
(por medio de RAPD’s PCR) y fenética (por medio de Morfometría) en las diferentes variaciones
presentadas en las tres especies en las regiones biogeográficas del país. Estos análisis
contribuirán a establecer si las variaciones morfológicas en el país se deben únicamente a
variaciones en el ambiente o si realmente pueden ser otras especies aún no reportadas para el país
o incluso no descritas. Estudios como el presente son necesarios para establecer con certeza un
manejo adecuado en la meliponicultura con estas especies.
Con este estudio se lograron diferenciar tres grandes grupos de Meliponas, pertenecientes a
las tres especies ya descritas para Guatemala. Así mismo en los análisis realizados dentro de las
especies (intraespecíficos) se lograron diferenciar algunas diferencias no significativas, pero que
persistieron en los varios de los análisis realizados. La única diferencia significativa observada
fue en Nuevo Progreso, San Marcos con morfometría. Entre las diferencias no significativas
relevantes en varios análisis resaltan en M. solani, la diferenciación de los especímenes de
Lachúa y de M. yucatanica de Camojalito, Huehuetenango. Además, dentro de los resultados no
se observó ni correlación geográfica ni ambiental en las poblaciones diferenciadas. Los únicos
especímenes aislada geográficamente que se diferenciaron con los análisis fueron los
especímenes de M. yucatanica de Camojalito, Huehuetenango. Como resultado principal se
produjo una guía práctica ilustrada que contribuirá significativamente con la identificación
práctica de las tres especies de Meliponas en Guatemala.
2
I.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
I.2.1 Antecedentes
El género Melipona es el grupo de abejas que mayor importancia tiene en el grupo de abejas
sin aguijón, ya que son a ellas las que en Meliponicultura se les da mayor enfoque e interés por
ser las que más cantidad de miel producen (3-4 botellas anuales). Esto sin mencionar la gran
importancia en medicina tradicional que se les da en muchas comunidades en Guatemala que
tienen escaso acceso a la medicina moderna.
Además, estas abejas aparte de ser muy importantes en la polinización de los bosques, tienen
un gran potencial en la polinización de cultivos. Esto es debido a la característica vibración
producida por estas abejas para la adquisición de polen en las flores, por consiguiente para la
efectiva polinización de anteras poricidas como las presentes en las Melastomataceae como el
tomate.
I.2.2 Justificación de la investigación
En Guatemala aún se conoce poco sobre la diversidad de muchos grupos de organismos, y la
diversidad de abejas no es una excepción. Sin embargo en el LENAP de la Escuela de Biología
en la USAC se han realizado esfuerzos para conocer poco a poco la diversidad del país y hasta el
momento se han reportado 357 especies de abejas (Hymenoptera: Apoidea) (Enríquez, 2004).
Priorizando los esfuerzos con los pocos recursos que son destinados para estos fines, se ha
trabajado con las abejas sin aguijón (Apidae: Meliponini) por su relación con la Meliponicultura,
que hasta el momento se reportan 33 especies para Guatemala. Sin embargo en este pequeño
grupo aún no se logra definir con claridad los límites de una especie a otra como es el caso del
género Melipona. Se desconoce si la variación encontrada a lo largo de los tres géneros
reportados para Guatemala (Melipona beecheii, Melipona yucatanica y Melipona solani) son
resultado de encontrarse sobre un país mega diverso (variación intraespecífica) o simplemente se
trata de un complejo de especies aún desconocidas o no reportadas para el país.
3
I.3 OBJETIVOS E HIPOTESIS
I.3.1 Objetivos
I.3.1.1General
Determinar si existe diferenciación fenética y genética en Melipona beecheii, Melipona
yucatanica y Melipona solani en Guatemala.
I.3.1.2 Específicos
Determinar si existe diferenciación fenética por medio de técnicas morfométricas en
Melipona beecheii, Melipona yucatánica y Melipona solani en diferentes regiones
biogeográficas de Guatemala.
Determinar si existe diferenciación genética por medio del análisis de RAPDS en
Melipona beecheii, Melipona yucatánica y Melipona solani en diferentes regiones
biogeográficas en Guatemala.
Contribuir al conocimiento de la ecología de las “Meliponas” (Melipona spp.) como
aporte al desarrollo de la meliponicultura en Guatemala.
Contribuir al conocimiento de la dinámica biogeográfica de la diversidad en Guatemala.
Enriquecer la Colección de Referencia de Abejas Silvestres de Guatemala de la Unidad
de Biodiversidad, USAC, con especímenes del género Melipona spp. de diferentes
regiones del país.
I.3.2 Hipótesis
Melipona beecheii, Melipona yucatánica y Melipona solani muestran significativa
diferenciación fenética y estructuración genética a lo largo de las diferentes regiones en
Guatemala.
4
I.4 METODOLOGIA
I.4.1 Colecta de abejas
Las colectas de abejas se realizaron de dos maneras, una realizada directamente en las
colmenas de los meliponarios, y la otra manera por medio de capturas sobre las flores en los
alrededores silvestres de los meliponarios. A continuación se describen las dos metodologías.
I.4.1.1 Colecta en los Meliponarios
I.4.1.1.1 Localización y Distribución Espacial de los Meliponarios
Se visitaron los meliponarios registrados en la base de datos se encuentran ubicados dentro
de las cinco zonas biogeográficas en estudio (Stuart, 1942): 1. Petenera (Petén, Alta Verapaz -
parte baja- e Izabal); 2. Queqchí (Alta Verapaz -parte alta-); 3. Trifinio-El Portillo (Chiquimula);
4. Escuintleca (Retalhuleu); 5. Chimalteca (Santa Rosa, Jutiapa, Ciudad Capital, Quiché).
La visita a los meliponarios se realizó mayoritariamente durante la época seca comprendida
desde Noviembre 2008 a Junio 2009 ya que para poder extraer abejas de las colmenas era
necesario que las colonias estuvieran saludables, es decir con abundantes individuos y abundante
actividad.
Además de los meliponarios de la base de datos, se ubicaron otros por medio de referencia
personales de los mismos meliponicultores visitados, metodología que permitió la ampliación de
la base de datos de meliponicultores de Guatemala. Los meliponarios visitados con ambas
metodologías son descritos a continuación en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Meliponarios visitados para colecta de meliponas.
Departamento Elevación
Media
Temperatura
Promedio
Humedad
Relativa
Localidad Meliponicultor
Alta Verapaz
Chiquimula
Escuintla
Guatemala
Huehuetenango
Izabal
Jutiapa
Petén
Quetzaltenango
Quiché
1316msnm
424msnm
347msnm
1458msnm
2000msnm
69msnm
906msnm
121msnm
2333msnm
2021msnm
20-25ºC
24ºC
27-28ºC
15-20ºC
12-20ºC
25-27ºC
25-27ºC
25ºC
12-27ºC
15-25ºC
85cc
70-75cc
75cc
70cc
80cc
85cc
65-70cc
80cc
80cc
70cc
Carchá, Sacbinal
Cobán, Inupal
Esquipulas, La Cuestona
Ipala, Chaguitón
Ipala, Los Caulotes
San Vicente de Pacaya
Villa Canales, Rustrián
Camojalito
Cerro San Gil, La Cocona
Cerro San Gil, Sarita
Hacienda Río Dulce
Quezada, La Brea
Quezada, La Brea, Ojo de
Agua
Asunción Mita
Jutiapa, La Pajarita
Moyuta
San Benito
Poptún, Villa Los
Castellanos
El Caoba
Meliponicultor 1
Gabriel Macz
Don Chente
Amabilia Aguilar
Agripina Palma
José Monroy
Pablo Vásquez
Ever Lemus
Zoila Monroy
Julio Ramírez
Francisco Nájera
Julio de León
Catalina y Marta Julia
Caal
Jose Guadalupe Quiroa
Emilio Mendizabal
Bonifacio Rosa
Belter Alcántara
Israel Ramírez
Santiago González
Familia Retana
Carlos Hernández
Antonio Castellanos
Plácido Castellanos
Margarito Bedoya
Ronaldina Roca
Antonio Raymundo
5
Retalhuleu
San Marcos
Santa Rosa
Sololá
239msnm
2398msnm
893msnm
2113msnm
25-27ºC
12-27ºC
25-28ºC
12-20ºC
75cc
70-80cc
75cc
70cc
Coatepeque
San Juan Cotzal, Pinal
San Juan Cotzal, Fca. San
Francisco, Pamaxán
Uspantán, La Gloria
Samalá
El Asintal, Fca, Los
Recuerdos
Nvo. Progreso, Com.
Emanuel
Pueblo Nuevo Viñas, El
Cuje
Pueblo Nuevo Viñas
San Antonio Chacaya
San Lucas Tolimán, Fca.
Sto. Tomás Perdido
San Marcos La Laguna
Cruz Pérez Raymundo
Domingo Pu Lux
Mario Hernández C.
Juana Ical
Rufino Chen
Domingo Chen Tot
Robin Ibarra
Carlos Herman
Augustín Hernández
Rubén Martínez
Ramón del Cid
Alvaro Mejía
Victor Morales
Jerónimo Vásquez
Carlos Torrebiarte
Julián Mendoza
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008 e Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meterología e Hidrología
I.4.1.1.2 Proceso de captura de abejas
Las abejas se capturaron con ayuda de redes entomológicas en la entrada de las colmenas. Se
colectaron aproximadamente 30 abejas obreras por especie presente (M. beecheii, M. yucatanica
y/o M. solani) en cada meliponario visitado. Se colectaron alrededor de 30 obreras a pesar de
que únicamente se analizaron 10 especímenes, esto se hizo con el objetivo de dejar especímenes
completos para futuras investigaciones en la Colección de Referencia de Abejas Silvestres de
Guatemala de la Unidad de Biodiversidad.
Las abejas se mataron en cámaras letales a base con cristales de cianuro de potasio para
luego transportar un 50% de los especímenes en frascos para insectos con alcohol al 95% y el
otro 50% de las abejas montadas con alfileres entomológicos en cajas de campo. Se les elaboró
una etiqueta informativa escrita con lapicero punto fino indeleble que se introdujo dentro de los
frascos de las abejas colectadas y en cada alfiler entomológico con abeja montada en cada
colmena en cada meliponario.
Las abejas en alfileres entomológicos se montaron la misma noche del día que se colectó
con ayuda de pinzas de montaje procurando que principalmente las extremidades y las alas
quedaran en óptimas condiciones para poder observarlas sin dificultades bajo un estereoscopio.
En todos los meliponarios donde fue posible colectar especímenes para el proyecto se
tomaron los siguientes datos: Localidad, propietario, fecha, coordenada geográfica (de GPS)
proveniencia de la colmena, antigüedad y colectores.
I.4.1.1.3 Procesamiento de abejas
A cada una de las abejas montadas se les elaboró una etiqueta de papel de algodón libre de
ácido con todos los datos de colecta tomados. Además se les colocó una marca amarilla a todas
las abejas para diferenciarlas dentro de la colección como las abejas del proyecto. Ya
etiquetadas las abejas, se les asignó un número único, con el cual se ingresaron a la base de datos
de la Colección de Referencia de Abejas Silvestres. Además en esta colección las abejas del
6
proyecto se encuentran colocadas en cajas de cartón por localidad y estas a su vez en cajas de
madera identificadas con el nombre “Proyecto Meliponas”.
I.4.1.2 Colecta de abejas silvestres
Cuando se visitaron los distintos meliponarios en el país se colectaron también abejas que se
encontraban visitado la floración presente en los alrededores de los meliponarios. A este tipo de
colecta se le denominó colecta no sistemática. La colecta de especímenes fue realizada por
personal del LENAP y la Unidad de Biodiversidad durante el 2008 y 2009.
La metodología para las colectas no sistemáticas fue la siguiente la siguiente: se
seleccionaron los puntos de muestreo tratando de incluir los distintos tipos de vegetación
presentes. Ya establecidos los tipos de vegetación se buscó dentro de éstos las especies vegetales
que se encontraran en floración y fue sobre estas flores donde se colectaron abejas que las
visitaran. Se colectó aproximadamente por una hora sobre estas especies en floración, variando
el tiempo según la actividad apícola observada. Cada abeja colectada se introdujo en una cámara
letal con cianuro de potasio y después de 20 minutos se colocaron en los frascos plásticos de
colecta con los datos de colecta ya mencionados, únicamente que sin alcohol para su posterior
montaje con alfileres entomológicos. Estas abejas fueron montadas por la noche en alfileres
entomológicos para su posterior identificación taxonómica en la Unidad de Biodiversidad. Para
la identificación taxonómica se utilizó la clave de identificación de meliponinos de Ricardo
Ayala (1999).
I.4.2 Análisis morfométrico con Morfometría Tradicional
Para este análisis se utilizaron especímenes de las tres especies de meliponas, M. beecheeii,
M. solani y M. yucatanica, colectadas para el proyecto en los diferentes departamentos del país.
I.4.2.1 Tamaño de muestra
Los especímenes que se utilizaron en este análisis del proyecto se encuentran conservados
en montaje con alfileres entomológicos dentro de cajas de madera especiales para preservar
artrópodos dentro de la Colección de Referencia de Abejas Nativas de la Unidad de
Biodiversidad. Para este análisis solamente se utilizaron individuos adultos hembras, las obreras.
Esto debido a que los machos solamente aparecen en la época de reproducción y es difícil de
contar con un buen número de éstos, además de que se tiene que trabajar en base a un mismo
grupo etáreo por el dimorfismo sexual. La muestra por localidad estuvo representada por 10
individuos (Cuadro 1), número seleccionado a conveniencia de acuerdo a los individuos
disponibles en la colección de referencia.
I.4.2.2 Preparación de material
Un total de 305 abejas sin aguijón de las especies M. beecheii, M. solani y M. yucatanica
fueron utilizadas en el estudio. Cada espécimen fue revisado para comprobar el estado en el que
se encontraba y si contaba con todas sus estructuras. Luego se procedió a revisar qué localidades
contaban con el tamaño de muestra requerido para los análisis morfométricos. Para tales análisis
7
se utilizaron caracteres métricos de la cabeza y el ala, usando en promedio 10 obreras por sitio de
colecta.
Las cabezas y alas de los insectos fueron removidas con ayuda de pinzas de disección; las
cabezas se montaron con alfileres, fijándolas sobre triángulos de acetato, con goma blanca. Las
alas de las abejas se montaron entre portaobjetos y cubreobjetos.
I.4.2.3 Captación de datos y medida de distancias morfométricas
Las imágenes de la cabeza y del ala de cada individuo fueron captadas mediante una Cámara
Olympus OLY-750, la cual estaba conectada a un estereoscopio Olympus SZ-STS, con
magnificación 15X; las imágenes tomadas se transfirieron a una computadora por medio del
Software FlyVIDEO2000 (Animation Technologies, Inc. 2001). Con ayuda del software
Tpsdig® ver. 2.12 (Rohlf, 2008) se midieron 14 puntos homólogos sobre la cabeza del insecto, y
en el caso de las alas, 12 puntos homólogos (Sung et al., 2004; Nunes et al., 2008). Los puntos
seleccionados se muestran en la figura 6. A partir de dichos puntos se obtuvieron todas las
distancias posibles y se convirtieron a logaritmos naturales, con ayuda del paquete estadístico
Tet_14 (Dujardin, 2002).
Figura 1. Puntos tomados sobre la cabeza y el ala anterior derecha de las meliponas
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
I.4.2.4 Análisis de los datos morfométricos
Se aplicaron técnicas de morfometría tradicional, aplicando dos diferentes técnicas para
la corrección de tamaño (Rohlf, 1990). El análisis libre de alometría fue utilizado para comparar
a nivel intraespecífico las poblaciones de las meliponas, mientras que el análisis libre de
isometría se utilizó tanto para las comparaciones interespecíficas como también intraespecíficas
(Darroch y Mosimann, 1985; Klingenberg, 1996). Todos los análisis se aplicaron al conjunto de
variables de la cabeza y del ala por separado.
I.4.2.5 Análisis libre de alometría
Este análisis es el que provee mayor información. Aplica el método de Klingenberg (1996)
para la corrección de tamaño e indica que la eliminación del efecto del crecimiento implícito en
los datos multivariados (tamaño) se logra proyectando los puntos de datos sobre un espacio que
es ortogonal al vector de crecimiento (Dujardin, 2000).
8
Este tipo de análisis es muy riguroso en cuanto al número de variables que pueden ser
utilizadas; se debe usar la mitad del número de individuos del grupo más pequeño que va a ser
analizado. Antes de llevar a cabo el análisis se tuvo que probar que las matrices de varianza
siguieran el modelo común de crecimiento alométrico, para luego llevar a cabo un análisis de
componentes principales comunes (ACPC). Para comprobar dicho modelo se seleccionaron
cinco variables que representaran la configuración general (largo y ancho) tanto de la cabeza
como del ala, utilizando el mismo juego para las tres especies. Cabe mencionar que este análisis
se realizó para cada especie y para cada estructura por separado.
Si el grupo de 5 variables no seguía el modelo, se probaron todas las combinaciones posibles
de 4 variables a partir del set original. Si ninguna combinación de 4 variables seguía el modelo,
no se siguió con el análisis libre de alometría para esa población en particular. Si una o más
combinaciones seguían el modelo, se procedió a realizar el ACPC; en el caso de que dos o más
combinaciones siguieran el modelo, se escogió la que mejor se ajustaba a los componentes
principales comunes –CPC-, es decir, aquella con el valor de p más alto. Los CPC resultantes se
utilizaron en un análisis discriminante (AD), descartando el primer componente (el cual
representa el crecimiento alométrico común de la especie) (Dujardin y Le Pont, 2000). Los
resultados del AD se proyectaron en diagramas de dispersión sobre los dos primeros factores
discriminantes.
Las 5 variables utilizadas que representaban la configuración general de la cabeza se
obtuvieron de la matriz de distancias ya convertidas a logaritmos. Éstas corresponden al largo
total de la cabeza, distancia entre los puntos 1-6; largo del ojo, distancia entre puntos 2-4; el
ancho total de la cabeza, distancia entre 3-10; largo del clípeo, puntos 6-14; y ancho entre ojo y
ojo, distancia entre puntos 12-13. En cuanto a las alas, las variables escogidas fueron, ancho del
ala, distancia entre puntos 1-7; largo de la vena radial, puntos 2-3; largo total del ala, entre los
puntos 4-8; largo de la vena cubital, distancia entre puntos 4-11; y largo de la vena anal,
distancia entre los puntos 5-6.
I.4.2.6 Análisis libre de isometría
También se denomina Análisis de la Conformación (propuesto por Mossiman en 1970,
citado por Dujardin, 2000). Indica que la conformación (C) puede ser definida de la siguiente
manera:
C = X / T
donde X es un conjunto de distancias entre puntos, y T es una variable de tamaño global. Si esta
ecuación se transforma en logaritmos obtenemos:
log C = log ( X / T ) = log X – log T
Se obtuvieron variables libres de isometría removiendo a cada variable el promedio de todas
las medidas tomadas para cada individuo. Posteriormente se les aplicó a estas variables un
análisis de componentes principales (ACP) (Darroch y Mossiman, 1985). Para esta técnica se
usaron como variables todas las posibles distancias medidas entre los puntos homólogos (14
puntos para cabezas, y 12 para alas) y transformadas luego a logaritmos. A estas distancias se les
restó el promedio individual (TAISO) para obtener las variables libres de tamaño isométrico
(Darroch y Mossiman, 1985), a las cuales se aplicó un análisis de componentes principales
9
(ACP). Los componentes principales resultantes se utilizaron como matriz en un AD. De nuevo,
los resultados se proyectaron en diagramas de dispersión.
Se llevó a cabo un test de significancia para determinar qué tan separadas estaban las medias
(centroides) de los grupos después del análisis discriminante. Para ello se utilizó el estadístico
Wilks’ Lambda, el cual prueba la hipótesis de que los centroides de los grupos son iguales. Éste
presenta valores entre 0 y 1, valores cercanos a cero indican fuertes diferencias entre grupos,
mientras que valores grandes, que no hay diferencias. (SPSS, 2006). Otro estadístico que se
utilizó fue el índice Kappa, el cual midió la concordancia entre la clasificación original de los
insectos propuesta por el investigador, y la reclasificación producida por el AD (SPSS, 2006).
La escala va de 0 a 1, en la cual valores entre 0 y 0.20 indican una concordancia leve (cercana al
azar); entre 0.21 y 0.40, regular; entre 0.41 y 0.60, moderada; entre 0.61 y 0.80, sustancial, y
mayor de 0.80, casi perfecta (Landis y Koch 1977, citado por Pinto Soares et al., 1999).
I.4.2.6 Paquetes Estadísticos
Se utilizará SPSS para Windows 15.0 (SPSS Inc. 2006) para los análisis de componentes
principales -ACP- y análisis discriminante -AD-. NTSys pc 2.02 (Applied Bioestatistics Inc.
1998) para el análisis de componentes principales comunes -ACPC-.
I.4.3 Análisis Molecular con RAPDS-PCR
Para la técnica molecular se seleccionaron 5 especímenes por colmena visitada para evitar
algún problema durante la extracción o amplificación del ADN. Sin embargo solo se utilizo un
espécimen por colmena para el análisis debido a que las tres especies son haplodiploides y
monoandricas.
I.4.3.1 Procesamiento de las muestras
Se extrajo el ADN de 3 patas de cada uno de los especimenes de Melipona las cuales una
vez removidas fueron lavadas y centrifugadas para eliminar el polen, posteriormente se
maceraron con la ayuda de nitrógeno liquido para romper la quitina y acceder al material
genético utilizando un método de extracción salina (Dodecil Sulfato de Sodio) (Apostol, 1996).
I.4.3.2 Amplificación de ADN
Una vez extraído el ADN se amplifico utilizando la técnica de la Amplificación Aleatoria de
ADN Polimorfico (RAPD´S), según el protocolo desarrollado por Waldschmidt et al, en el 2002
con leves ajustes a las condiciones dejando los ciclos de la siguiente forma:
Mezcla Maestra:
Para la amplificación de las muestras se utilizo el kit comercial Red Taq ®:
• 6ul Red Taq ®
• 4.5 ul agua ultrapura
• 1 ul de cebador
• 0.5 ul de ADN
11
El proceso de amplificación se llevo a cabo en un termociclador siguiendo los ciclos de
temperatura:
Activación de enzima: 95 °C – 15 minuto
2 ciclos de:
Desnaturalización: 94 °C por 1 minuto
Unión de Cebadores: 30°C por 2 minuto
Extensión 72°C por 1 minuto
32 ciclos de:
Desnaturalización: 94 °C por 30 segundo
Unión de Cebadores: 36°C por 2 minuto
Extensión: 72°C por 1 minuto
4 ciclos de:
Desnaturalización: 95 °C por 30 segundo
Unión de Cebadores: 36°C por 2 minuto
Extensión: 72°C por 1 minuto
Se probó una serie de 18 cebadores oligonucleotidos, algunos disponibles comercialmente,
de los cuales solo uno presento una amplificación satisfactoria y polimórfica para las tres
especies, que fue el OPA16 y a partir del cual se realizaron los análisis:
AGTCAGCCAC GGTAACGCC
GTAGATCGCAG CAGCACCCAC
GGCTGCAGAA GACTGCACAC
ACGATGAGCC ACCGCCTGCT
CCACGGGAAG GAAGCCAGCC
GGACCTGCTG OPL-03
OPL-05 OPL-16
OPA-16 OPA-14
OPV-12 OPL-05
Los Patrones de bandas obtenidos después del proceso de amplificación fueron revelados en
geles de agarosa teñidos con bromuro de etidio y observados en un transiluminador; para ello se
realizaron los siguientes procedimientos:
I.4.3.3 Electroforesis
I.4.3.3.1 Preparación de los geles de Agarosa al 2%).
Se mezclaron 2 g. de agarosa y 100 ml. de TBE (2% de agarosa)
Se calentó hasta que la agarosa se disolvió (transparente).
Se espero hasta que la mezcla no libero vapores y se tiño con una gota de bromuro de
etidio (10mg/ml)
La mezcla se vertió en el molde y se colocan los peines para los pozos.
(Dorn, 2003)
I.4.3.3.2 Montaje de los Geles
Se cubrió el gel con una película fina de TBE 0.5X.
12
6μl de muestra de ADN amplificado se deposita en cada uno de los pozos del gel.
Se coloco marcador molecular en el segundo, octavo y penúltimo pozo.
En el tercer pozo se colocaron los controles positivos.
En el ante-penultimo pozo se coloco el control negativo
Se corrió el gel en la cámara de electroforesis, a 110 voltios por 1 hora.
(Dorn2003)
I.4.3.3.3 Lectura y Fotografía Geles
Se observo si se obtuvieron las bandas de ADN de interés en un transiluminador a una
longitud de onda de luz UV 256nm, se anoto la información relevante en una hoja de
registro.
Se tomo una fotografía digital. (Dorn, 2003)
I.4.3.4 Análisis Electroforético
Se analizaron las fotografías utilizando el paquete de cómputo Gene Profiler versión 4.5, a
partir del cual se construyo una matriz de presencia ausencia de bandas, a partir de la cual se
realizaron los análisis que se mencionan a continuación:
I.4.3.4.1 Análisis de bandas
A partir de la matriz de presencia ausencia se realizo un análisis de estructuración utilizando
el paquete de computo TFPGA, en el cual se obtuvieron frecuencias fenotípicas y se realizo una
prueba de exactitud de Fisher, para acceder a la información de si existían diferencias
significativas entre las frecuencias fenotípicas entre grupos (por localidad de colecta) dentro de
cada especie. Debido a que por la haplodiploidia y monoandría de estos organismos, no se puede
asumir equilibrio Hardy Weinberg, no es posible realizar análisis de frecuencias genotípicas.
Además utilizando también el paquete TFPGA se calcularon Distancias Genéticas de Rogers
(1972) y se elaboro un dendrograma UPGMA de distancias genéticas, también se realizo un
Análisis de Varianza Molecular AMOVA, esto para realizar una comparación de la magnitud de
las varianzas dentro de especies con las varianzas entre especies, utilizando el paquete de
computo GenAlEx.
I.4.4 Análisis Morfológico y Sistemático
Este análisis se realizó con el objetivo de dar mayor información con los datos obtenidos.
Con el análisis sistemático se describieron las poblaciones de Meliponas por medio de un sistema
de clasificación. Este análisis no fue planteado al inicio del proyecto y fue realizado debido a la
complejidad de los datos obtenidos para así poder comparar los resultados con los análisis
morfométricos y moleculares.
El análisis se realizó utilizando estados de caracteres seleccionados en cabeza, tórax,
abdomen y patas de las abejas. Se seleccionaron 15 caracteres de acuerdo a las observaciones
generales que se realizaron a las abejas, siendo éstos los que se consideraron los más
13
informativos de las especies. Los estados de carácter se establecieron únicamente para las
características observadas en las abejas colectadas en el proyecto. En el Cuadro 2 se enlistan los
caracteres evaluados con el valor asignado a cada estado de carácter.
Cuadro 2. Caracteres y estados de carácter medidos en el análisis sistemático.
Cod. Caracteres Estados de Carácter
1
2
3
4
5
7
8
16
9
6
10
11
12
13
14
15
Cabeza
Líneas paraoculares
Tamaño líneas paraoculares
Ancho líneas paraoculares
Mancha malar
Abdomen
Franjas apicales (pelos)
Color del integumento
Bandas apicales en integ.
Tórax
Coloración del integ. escuto
Coloración pilosidad escuto
Mechón mediolateral
Mechón anterolateral
Coloración integ. escutelo
Patas
Coloración integumento
Presencia de la mancha
Posición de la mancha
Envergadura de la mancha
0
no evidentes
difusa
delgada
no evidente
no evidente
blanco
no evidentes
amarillo-dorado
blanco
no evidente
no evidente
amarillo-dorado
amarillo-dorado
no evidente
apical
menos de la
mitad
1
evidente
mal definida
ancha
poco evidente
evidentes
amarillo-dorado
poco evidentes
pardo-ocre
amarillo-dorado
evidente
evidente
pardo-ocre
pardo-ocre
poco evidente
basal
la mitad
2
bien definida
evidente
pardo-ocre
evidentes
negro
pardo-ocre
negro
negro
evidente
más de la mitad
3
negro
negro
pardo c/orilla
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
En base a esta clave de caracteres se revisaron todas las abejas colectadas en el proyecto
asignándoles un valor por carácter evaluado. De esta manera se generó una matriz de datos a la
que se le aplicó un análisis heurístico con el programa WinClada versión 1.00.08 (Nixon, 1999-
2002).
Antes de la aplicación del análisis heurístico se analizaron los caracteres en búsqueda de
caracteres no informativos para eliminarlos previo al análisis. Así como también se eliminaron
los individuos de la misma especie, del mismo sitio que fueran iguales para evitar ruido en la
matriz.
A cada espécimen en la matriz de datos para se le asignó un código de esta manera,
MOYy6875, este código significa: “MOY” representada en mayúsculas, es el indicativo del sitio
de colecta, en este caso MOY significa Moyuta, Jutiapa; “y” representada en minúsculas es
indicativo de la especie del espécimen, en este caso y significa M. yucatanica; y por último el
“6875” es indicativo del código asignado en la base de datos de la Colección de Referencia de
Abejas Nativas, lugar donde se depositaron todos los especímenes del proyecto.
Se realizaron tres tipos de matrices para tres diferentes análisis en búsqueda del mejor árbol
filogenético. El primer análisis sistemático se realizó con la matriz sin cambios, con los
individuos ya seleccionados y los 15 caracteres evaluados. El segundo análisis sistemático se
realizó modificando la codificación de los caracteres 4, 11 y 13 (Cuadro 2). Es decir que se
utilizó una matriz con 16 caracteres. El tercer y último análisis sistemático se realizó ingresando
a la matriz un grupo externo de tres especímenes de tres diferentes especies del género
Trigonisca, el grupo taxonómico más cercano a Melipona spp.
14
Los árboles producidos fueron editados por medio de CorelDraw X5 versión prueba
15.0.0.489 (Corel Corp., 2010). A partir de los árboles producidos se seleccionaron los más
informativos en base a la formación de grupos.
15
PARTE II
II.1 MARCO TEÓRICO
II.1.1 Generalidades de abejas
Dentro del grupo de los insectos en el orden Hymenoptera, superfamilia Apoidea están
incluidas las abejas, quienes se clasifican en 7 familias taxonómicas que incluyen más de 20,000
especies en todo el mundo (Michener, 2000). En Guatemala únicamente se pueden encontrar
cinco de ellas: Apidae, Halictidae, Megachilidae, Andrenidae, y Colletidae (Com. Per. Ayala
2005). Dentro de estas familias, se presentan abejas con una gran diversidad de organización
social, desde solitarias hasta verdaderamente sociales (eusociales). La familia Apidae es la más
numerosa y estudiada ya que abarca a todas las abejas de comportamiento social entre otras
(Roubik, 1992).
La importancia de las abejas silvestres como polinizadores en los ecosistemas es muy amplia
siendo ellas responsables del 80% de la polinización (Powell y Powell, 1987). Los polinizadores
proveen de un servicio esencial a los ecosistemas que da como resultado la reproducción sexual
de muchas plantas. Además benefician indirectamente a la sociedad incrementando la seguridad
alimentaria por medio del papel que juegan en la conservación de la diversidad biológica en
ecosistemas naturales y agrícolas. La causa mayoritaria de la degradación de campos agrícolas y
la presencia de frutos deformes es la insuficiencia de polinizadores, aún por encima de los
agroquímicos. En ecosistemas naturales, las señales de la deficiencia de polinizadores son más
sutiles que en la agricultura, pero las consecuencias pueden llegar a ser severas como la extinción
local de especies vegetales, una notable declinación en producción de frutos y animales
frugívoros, la pérdida de la cobertura boscosa y finalmente la degradación y muerte de
ecosistemas saludables junto a todos sus servicios (Eardley et al., 2006).
Los ecosistemas naturales brindan materiales como madera seca o podrida, barro o arcilla,
resina, arena, plantas hospederas y cuevas, que proporcionan un ambiente diverso capaz de
hospedar la gran diversidad de polinizadores. Hay miles de abejas polinizadoras en el mundo así
como también numerosos insectos y vertebrados polinizadores. Los polinizadores se diferencian
de muchos otros proveedores de servicios esenciales a los ecosistemas porque ellos usualmente
forman parte de relaciones altamente específicas polinizador‐planta. En ecosistemas donde hay
requerimientos muy específicos de nichos para las plantas y sus polinizadores, la pérdida de
polinizadores puede tener efectos bastante severos (Eardley et al., 2006).
II.1.2 Las abejas sin aguijón
Dentro de la familia Apidae, se encuentran las abejas sin aguijón o meliponinos (sub familia
Meliponinae) y las abejas de miel (sub familia Apinae). Las especies de la sub-familia
meliponinae se caracterizan por poseer un aguijón vestigial, producir cera y almacenar miel
(Nogueira-Neto et al. 1986, Malagodi-Braga et al., 2000; González s.f.). Esta sub-familia se
distribuye naturalmente en las zonas tropicales y subtropicales del mundo (Camargo y Menezes,
1992, Malagodi-Braga et al., 2000) y presenta la mayor diversidad en el neotrópico, con 30 taxa
supra-específicos y más de 300 formas descritas, mientras en la región Indo-Malaya se reportan
16
únicamente 14 taxa supra-específicos con 60 formas y en África (10 taxa supra-específicos y 50
formas). En otras regiones la diversidad es mucho menor:, Madagascar (1 taxón supra-específico
y 4 formas), Australia (2 taxa y 8 a 10 formas) y en Nueva Guinea (4 taxa y 5 formas) (Camargo
y Menezes, 1992).
Los meliponinos están divididos en tres tribus: Trigonini, Lestrimellitini y Meliponini. Esta
última está constituida por un único género Melipona que se distribuye únicamente en la región
tropical de América. Los Trigonini presentan varios géneros (Plebeia, Trigona, Tetragonisca,
etc.) y están ampliamente distribuidos en las áreas tropicales y subtropicales de todo el mundo.
Lestrimellitini solamente tiene un género (Nogueira-Neto et al., 1986).
Estas abejas varían en su tamaño entre pequeñas (2 mm) a grandes (13 mm) y sus colonias
son perennes (Malagodi-Braga et al., 2000). Las distintas especies utilizan diversos lugares para
construir sus nidos (muros, cavidades de árboles, nidos abandonados) o pueden construirlos
dentro de la tierra (Ortiz, 1998, Nogueira-Neto et al., 1986).
Los meliponinos son abundantes y diversos en América tropical en donde todos los grupos
taxonómicos están representados (Sommeijer, 1990), teniendo una representación de alrededor
del 70% de las especies (Ortiz, 1998). En Brasil se han encontrado más de 300 especies de abejas
sin aguijón distribuidas de acuerdo a sus requerimientos climáticos (Nogueira-Neto et al. 1986) y
en Costa Rica se han identificado hasta 50 especies (Ortiz, 1998). En Guatemala se ha reportado
la presencia de 8 géneros y 27 especies (Marroquín, 2000). Sin embargo, Ayala (1992) indica
que este número no es representativo de la diversidad real de la apifauna guatemalteca debido a
que el trabajo de colecta ha sido muy escaso, señala que la diversidad de este grupo debe ser muy
similar a la de México en donde se han descrito 11 géneros y 46 especies (Marroquín, 2000).
Marroquín (2000) quién utilizó la división biogeográfica de Guatemala en 10 áreas biótica
según Stuart (1942) reporta que el área Petenera presenta la mayor diversidad de abejas sin
aguijón con 20 especies, seguida de las áreas Escuintleca y Volcánica con 15 especies, el área
Chimalteca (13), el área K´eKchí (12) y el área Serrana (11). Las 4 áreas restantes presentan
menor diversidad.
La medición de la abundancia y distribución de especies es importante para conocer el
estado de las poblaciones, ya que puede reflejar la calidad del hábitat en que se desarrolla el
estudio, puede servir para desarrollar modelos para predecir los efectos de las prácticas agrícolas
o de las técnicas de manejo.
De acuerdo a Nogueira-Neto (1986) para iniciar una crianza de abejas sin aguijón es
necesario conocer las especies presentes en la región y escoger una o más para criarlas. Además
no todas las especies sirven para criarlas porque algunas pueden ser perjudiciales para los
cultivos (De Jong y De Jong, 1983). Por otra parte las especies locales están mejor adaptadas a
las condiciones microclimáticas de la región.
Por otra parte mientras más abundantes sean las colmenas no cultivadas de las distintas
especies existirá menos probabilidad de que se produzca endogamia y se fortalecerán las
colmenas domesticadas.
17
En Guatemala se han identificado a la fecha 33 especies de meliponinos, sin embargo estos
son resultados parciales ya que aún no se han realizado colectas en todo el país (Colección de
Referencia de Abejas Silvestres de Guatemala, Unidad de Biodiversidad, CECON).
II.1.3 Meliponas en Guatemala
En Guatemala se tienen reportadas tres especies del género Melipona, es la M. beecheii, M.
yucatanica y M. solani, (Ayala, 1999) estas abejas están ampliamente distribuidas en el país. Sin
embargo la determinación de estas abejas por su escaso estudio y colecta en la región
Centroamericana es aún bastante complicada. Es necesario estudiar toda la variación
morfológica que sufren estas especies a lo largo de toda su distribución para establecer los
límites entre una y otra.
II.1.4 Género Melipona Illiger, 1806
Las abejas del género Melipona son de tamaño semejante a una obrera de Apis mellifera,
aunque las puede haber más grandes (15mm) o más pequeñas (8mm). Construyen sus nidos
cubiertos en troncos de árboles, agujeros en las rocas o paredes y en general en cualquier cavidad
que encuentren disponible. Se adaptan muy bien a cavidades artificiales suministradas por el
hombre con el objetivo de intentar una explotación racional, tales como cajones o cajas. Los
panales son horizontales, generalmente rodeados por potes de alimento. Se diferencian de los
demás meliponinos por la entrada del nido comúnmente está hecha de barro con estrías radiales
sobre su superficie externa. Otra característica que las diferencia es la determinación genética de
las castas, ya que producen numerosas reinas en celdas que son exactamente iguales a las de las
obreras. (Nates-Parra, 2005)
II.1.4.1 Melipona beecheii Bennett, 1831
Esta especie está distribuida desde las zonas tropicales del golfo y costas del Pacífico de
México hasta Costa Rica y Cuba (Ayala, 1999; De la Rua, 2007).
Diagnosis (Ayala 1999): Integumento en su mayoría negro, con dibujos amarillos, pardos y
negros en las patas (variable); pubescencia blanquecina a los lados del mesosoma, ocre o
anaranjada en el resto del cuerpo; longitud del cuerpo entre 9.7-10.7mm (ancho del ala anterior
7.7-7.9mm); escapos amarillos en la superficie anterior; escuto con pubescencia anaranjada (o
amarilla), los ángulos antero-laterales con mechones muy densos de pelos anaranjado-rojizos
(muy contrastante con los del resto del escuto); tergos metasomales negros con bandas apicales
amarillas bien definidas de ancho más o menos uniforme; tergos con pubescencia abundante,
corta, anaranjada u ocres.
II.1.4.2 Melipona solani Cockerell, 1912
Se ha encontrado en Palenque, Chiapas México y en Quirigua, Guatemala. Su distribución
se asocia a su utilización en la meliponicultura en épocas precolombinas. Se asocia al Bosque
Tropical Húmedo por lo que es posible encontrarla también en el estado de Tabasco México. Es
más común y más ampliamente distribuida que M. beecheii en Centroamérica (Ayala, 1999).
18
Diagnosis (Ayala 1999): Obrera con integumento negro y anaranjado; pubescencia anaranjada;
longitud del cuerpo 8.0mm (del ala anterior 7.6mm); área paraocular negra sin dibujos amarillos;
pelos del vértex (a nivel de ocelos) pardos-anaranjados, con pelos negros intercalados; pelos del
escuto anaranjado-rojizo con abundantes pelos negros intercalados; lados del tórax con pelos
anaranjado-oscuro o pardo-rojizo (en Centroamérica sólo un poco más oscuros que el escuto);
tergos metasomales anaranjados o anaranjado-oscuro; generalmente sin líneas amarillas apicales
(en T2-4), pero algunos ejemplares con líneas amarillas interrumpidas medialmente en TII y III
(los ejemplares de Centroamérica con los tergos oscuros o negros y con o sin líneas apicales
amarillas).
II.1.4.3 Melipona yucatanica Camargo, Moure, Roubik, 1988
Esta especie se encuentra restringida a áreas específicas, se encuentra en la Península de
Yucatán, Quintana Roo, Campeche y el Istmo de Tehuantepec, y se ha reportado también en
Guatemala en los departamentos de Jutiapa y Santa Rosa (Ayala, 1999; De la Rua, 2007).
Diagnosis (Ayala, 1999): Obreras con integumento negro y con manchas amarillas; pubescencia
blanquecina y anaranjada; longitud del cuerpo 8.2-8.5mm (del ala anterior 6.5-6.6mm); vértex
con pelos amarillos y algunos negros intercalados (pueden ser abundantes); escuto con pelos
anaranjados y sin o sólo con algunos pelos negros intercalados; márgenes laterales del escutelo
con una línea amarilla angosta en el extremo posterior; axilas amarillas; escutelo generalmente
pardo oscuro o pardo rojizo; tibias con pelos amarillos; tibia posterior pardo-rojizo, con un
dibujo negro sobre la mitad sital; T I-V con una línea apical amarillo intenso de tamaño
uniforme; tergos con escasa pubescencia, generalmente amarilla (en algunos ejemplares obscura
sobre los T V y VI).
II.1.5 Meliponicultura en Guatemala
Antes de la conquista española los antiguos mayas de la Península de Yucatán practicaban
la crianza de diversas especies de abejas sin aguijón nativas del área. La principal abeja nativa
cultivada fue Melipona beecheii, que alcanzó un mayor desarrollo debido a que es una especie
de fácil manejo, abundante en el área y en especial a que su miel era utilizada en rituales
ceremoniales, como producto medicinal y alimenticio (Villanueva, 2003).
La meliponicultura que es la crianza de abejas sin aguijón, se lleva a cabo en Guatemala de
forma tradicional con técnicas relativamente sencillas. Melipona beecheii aún se mantiene en
troncos de algunas casas de comunidades rurales, reportado principalmente en regiones como
Santa Rosa y Chiquimula, en donde también suelen mantener colmenas de Tetragonisca
angustula. Las personas conservan colmenas en sus casas, empleando la miel y otros productos
de la colmena como alimento o para el tratamiento de diversas afecciones. En especial la miel
blanca, producida por Melipona beecheii, la cual suele ser utilizada para el tratamiento de
enfermedades como diarreas, gastritis, llagas, problemas respiratorios, golpes, entre otros
(Enríquez, 2004). Algunas personas en pocas comunidades se dedican también a comercializar
los productos de la colmena, principalmente la miel, ya que existe una demanda local por este
producto dada la atribución de beneficios terapéuticos en las diferentes especies que elevan su
precio considerablemente en comparación con la miel de Apis mellifera.
19
Considerando que no es una actividad que necesite de mucho tiempo para ser llevada a cabo,
la meliponicultura representa una importante alternativa económica para comunidades rurales
que pueden ser beneficiadas si existiese un mercado nacional o internacional para la
comercialización de la miel y otros productos de la colmena de abejas sin aguijón.
II.1.6 Técnicas Utilizadas
Dos técnicas que son ampliamente utilizadas para el análisis primario de las variaciones en
las especies son los análisis morfológicos en este caso la Morfometría y los análisis genéticos.
II.1.6.1 Morfometría
La morfometría es la descripción cuantitativa, análisis e interpretación de la forma y la
variación de ésta en biología. Es decir, que la morfometría es la medición de la forma de los
organismos biológicos. La morfometría puede usarse como una valiosa herramienta en estudios
taxonómicos, genéticos y ecológicos, ha sido utilizada en muchos campos: citología,
antropología, geología, paleobiología, y entomología (Rohlf, 1990).
La morfometría utiliza tres técnicas generales de medición y análisis, el tamaño, la
proporción y la forma. En la primera, los datos pueden analizarse con métodos univariados y
multivariados, en los cuales puede saberse si una serie de datos puede dividirse en grupos
significativamente diferentes entre sí. Por otro lado, las proporciones permiten (a) remover la
variación en la forma corporal, (b) expresar forma encontrando la proporción de una estructura
respecto a otra, y (c) expresar el crecimiento en tamaño de alguna estructura de un estadío ninfal
al siguiente. Para comparar entre diferentes organismos se utiliza la forma: la tarea es comparar
desde el mismo punto de vista la misma estructura de dos o más organismos (Rohlf, 1990). Las
tres técnicas expuestas se han utilizado con diferentes métodos estadísticos y todas tienen sus
ventajas y sus limitantes, y han sido exitosas para ciertos grupos de insectos mientras que para
otros no (Rohlf, 1990).
El análisis de las variables está normalmente basado en distancias entre un par de puntos
seleccionados o en las coordenadas de los puntos, procedimientos que facilitan el contar con
sistemas de captura y análisis de datos. Una meta de la selección de variables en la Morfometría,
es reducir el volumen de datos tanto como sea posible, pero sin perder la habilidad de representar
la forma de las estructuras adecuadamente (Bookstein, 1982).
Hay varias estrategias para analizar datos. Una de estas es el uso de métodos estadísticos
multivariados convencionales para analizar juegos de variables morfométricas. Estos métodos
representan el medio más común de análisis de los conjuntos de variables representando formas
biológicas. La aplicación de estadística multivariada a conjuntos de distancias medidas en un
organismo se denomina Morfometría Tradicional o Multivariada. Dentro de los métodos
multivariados utilizados encontramos aquellos de clasificación y los de ordenación (Dujardín,
2000).
20
II.1.6.1.1 Morfometría Tradicional
La Morfometría Tradicional provee al investigador de un conjunto de técnicas analíticas
muy poderosas para cuantificar la variación morfométrica y tentativamente eliminar los
componentes genético y ambiental de los rasgos examinados. El objetivo de los análisis es
estudiar por separado la conformación y el tamaño, relacionando estos componentes
morfométricos con el entorno interno y externo de las poblaciones, suponiendo que ambos son
modificados por razones biológicas diferentes (Jaramillo y Dujardin, 2002).
La Morfometría Tradicional parte de medir distancias entre puntos de referencia. A partir de
matrices de varianza-covarianza construidas con distancias convertidas a logaritmos naturales,
utiliza los análisis multivariados para hacer combinaciones lineales de todas las variables
originales en unas pocas no relacionadas entre sí, cada una de las cuales da cuenta de una porción
de la variación original. Los análisis convencionales se dividen en:
1. los utilizados para el análisis de muestras únicas, sin una asignación “a priori” de los
individuos en grupos previamente definidos; estando entre los más utilizados el Análisis
de Componentes Principales (ACP) y;
2. los utilizados para el análisis de dos o más muestras, como por ejemplo el Análisis de
Componentes Principales Comunes (ACPC), el Análisis de Componentes Principales
Multigrupo (ACPmg) o el Análisis Discriminante (AD) (Dujardin, 2000).
II.1.6.1.2 Crecimiento en Morfometría Tradicional
De acuerdo a Dujardin (2000) se pueden definir matemáticamente dos tipos de crecimiento
(Figura 2):
Crecimiento Alométrico: La alometría se refiere al cambio en función del tamaño que sufre la
forma; resulta de la multiplicación de cada carácter por un coeficiente diferente cuando crece el
conjunto, lo que produce un individuo más grande pero de aspecto diferente, es decir, con una
silueta diferente.
Crecimiento Isométrico: El crecimiento isométrico resulta de la multiplicación de todas las
dimensiones por un mismo coeficiente. Es el tipo de crecimiento que rara vez se da en la
naturaleza (Dujardin, 2000).
21
1 cm
2 cm
x 2
ISOMETRÍA
1 cm
x 3
x 2
3 cm
2 cm
ALOMETRÍA
Figura 2. Representación del crecimiento isométrico y alométrico
Fuente: Jaramillo y Dujardin (2002)
II.1.6.1.3 El Tamaño y su importancia en estudios morfométricos
El tamaño es frecuentemente el primer componente principal (CP-1) de los análisis
morfométricos tradicionales (ACP). Se asume que el CP-1 da cuenta del tamaño cuando combina
las variables iniciales en coeficientes del mismo signo, de magnitud alta y cuando los valores del
CP-1 están bien correlacionados con cada variable original. Si las distancias iniciales se
transformaron previamente en logaritmos, se considera que los coeficientes del CP-1 representan
la extensión del incremento en tamaño (crecimiento) de todas las variables, permitiendo conocer
el coeficiente de alometría respectivo. Si todos los coeficientes son de igual magnitud, se supone
que el cambio de tamaño es igual para todas las variables y se habla de crecimiento isométrico;
el cual es un evento excepcional para los organismos. Por el contrario si los coeficientes son del
mismo signo, pero de magnitud desigual se tiene una variable de crecimiento alométrico
(Dujardín, 2000; Jaramillo y Dujardin, 2002).
La causa más frecuente de diferencias de tamaño entre individuos de la misma especie es
fisiológica: el crecimiento desigual. Pero las diferencias de tamaño no siempre se explican por
diferencias de crecimiento. La variación de tamaño resulta de causas ambientales y genéticas
(Jaramillo y Dujardin, 2002). El crecimiento es la principal causa fisiológica que afecta el
tamaño, pero también influye la divergencia genética causada por el aislamiento geográfico
(Diferenciación Geográfica) y la selección natural de genotipos que expresan un fenotipo de
tamaño ligado a caracteres con mayor eficacia biológica (“fitness”) (Jaramillo y Dujardin 2002).
El tamaño no es una variable monofactorial. Responde a causas fisiológicas cuando
consideramos el crecimiento, pero también responde a procesos de diferenciación geográfica y
de divergencia evolutiva con bases genéticas. (Jaramillo y Dujardin, 2002).
Debido a que en morfometría se utilizan métodos matemáticos para definir fenómenos
biológicos, se asignan propiedades biológicas a construcciones matemáticas. Pero los objetos
matemáticos producidos son sólo aproximaciones de los principales conceptos biológicos que se
consideran en morfometría. Tales conceptos son: El cambio de tamaño isométrico, el cambio de
tamaño alométrico, y la variación métrica libre de cambios isométricos (la conformación,
“shape” en inglés) o libre de cambios alométricos (Jaramillo y Dujardin, 2002). El crecimiento,
es decir el cambio de tamaño por causas fisiológicas, es quizá el fenómeno biológico más
estudiado matemáticamente en morfometría. En los análisis ACPC se estiman coeficientes para
22
cada variable métrica; los cuales se combinan en los vectores matemáticos llamados
componentes principales o factores. Cuando tal vector corresponde al primer componente se le
atribuye la propiedad de ser un estimador del cambio de tamaño si se deriva de mediciones
transformadas a logaritmos. El cambio de tamaño que difiere de una dimensión anatómica a otra
del mismo organismo, se denomina alometría la cual se puede representar por la dirección del
primer componente principal (Jaramillo y Dujardin, 2002).
Una vez se han identificado los vectores que dan cuenta del cambio de tamaño se pueden
definir matemáticamente variables de “forma” (“allometry-free variables”, en inglés) y
“conformación” (“shape”, o “isometry-free variables” en inglés). (Jaramillo y Dujardin, 2002).
II.1.6.1.4 Conformación y Forma
La conformación tiene propiedades, las cuales son: los cambios alométricos debidos al
crecimiento modifican la conformación; la conformación es libre de diferencias de tamaño
isométrico y, por ende, los cambios isométricos no la modifican; y los cambios evolutivos y/o
adaptativos pueden modificar la conformación (y/o la manera de crecer).
La conformación es la geometría del individuo o de una estructura anatómica. Es su
configuración, su apariencia, su aspecto. Una manera indirecta de conocer si las variables de
conformación están libres o casi libres de cambios causados por la alometría es hacer análisis de
regresión multivariada de las variables de conformación en función del tamaño-centroide.
Cuando la regresión es significativa se admite que los cambios alométricos no fueron
completamente removidos.
La forma es la variación métrica residual después de remover la alometría de crecimiento.
Las variables de forma necesitan aplicarse en un contexto claro: misma especie, mismo lugar.
Los análisis de componentes principales proveen de un estimador de la dirección del cambio de
tamaño global: el primer componente principal (PC-1). La exclusión de este cambio deja una
variación que no se puede explicar por causas fisiológicas y que se denomina forma (variables
libres de alometría) (Dujardín, 2000).
Algunas propiedades de la forma son: la forma es libre de los cambios de conformación
inducidos por el crecimiento (alometría); los cambios alométricos inducidos por el crecimiento
no modifican la forma; y los cambios isométricos pueden modificar la forma, así como cambios
alométricos de origen genético.
Encontrar diferencias de forma, significa que el crecimiento no es capaz de explicar por sí
solo toda la variación métrica observada. Entonces, se deben considerar otras causas;
probablemente de origen genético (Dujardin, 2001).
En caso de encontrar que dos estructuras no comparten la misma manera de crecer podemos
suponer cambios evolutivos o adaptativos, responsables de la divergencia observada. El concepto
forma se aplica entonces a estructuras biológicas que crecen de manera alométrica. Un estudio de
la conformación libre de alometría es válido al nivel infraespecífico, porque esperamos una
misma manera de crecer (igual alometría) dentro de una especie (Dujardin, 2000).
23
La variación métrica que sigue existiendo, aún después de remover los efectos del
crecimiento es conformación y tamaño. Conformación, ya que la geometría de la estructura está
siempre incluida dentro de las dimensiones o coordenadas usadas; y tamaño, porque la
eliminación de los efectos del crecimiento podría no remover las otras causas de la variación de
tamaño.
El análisis de la forma significa remover tentativamente los cambios alométricos debidos al
crecimiento. La condición de este análisis es que no haya diferencia significativa en la manera de
crecer de diferentes individuos. Si existen varios grupos con diferentes alometrías de crecimiento
es lógicamente, poco probable encontrar un eje común de crecimiento entre todos (Dujardin,
2000).
I.1.6.1.5 Aplicaciones en entomología
Las estructuras externas de los insectos son susceptibles de medición y han sido aplicadas
para describir ciclos de vida, estudios ecológicos, sistemática, genética, variación intraespecífica,
etc. Se reconoce que en las formas y dimensiones del exoesqueleto de un insecto se refleja su
forma de vida.
Las aplicaciones más ampliamente dadas a la morfometría en la entomología son:
identificar y determinar el número de estados inmaduros,
investigar la correspondencia entre variación morfométrica y genética,
investigar la influencia de la variación ambiental en la forma y el tamaño,
sistemática y clasificación. (Jaramillo y Dujardin, 2002)
II.1.6.2 Análisis por medio de RAPD-PCR
II.1.6.2.1 Técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (RCP) (o PCR Polimerase Chain
Reaction)
La reacción en cadena de la polimerasa (RCP) es una técnica en la que se utiliza una enzima
llamada polimerasa para multiplicar rápidamente un pequeño fragmento de ácido
desoxirribonucleico (ADN), una molécula de doble cadena en forma de escalera que transporta el
material hereditario en todos los seres vivos. Cada ciclo de RCP consta de tres fases. En la
primera, llamada desnaturalización, se calienta el ADN para separar las dos cadenas que lo
forman. En la segunda, llamada templado, la temperatura de la mezcla se rebaja para que los
cebadores o fragmentos iniciadores del ADN se enlacen con las cadenas separadas de esta
molécula. En la tercera o polimerización se eleva de nuevo la temperatura para que la enzima
polimerasa copie rápidamente el ADN. En cada ciclo de RCP se duplica todo el ADN presente
en la reacción, de manera que en unas pocas horas se obtienen más de mil millones de copias de
un solo fragmento (Encarta, 2000).
La técnica de RAPD-PCR (Randomly amplificatied Polymorphic DNA o Amplificación
aleatoria del ADN polimórfico) es una modificación de la RCP tradicional utilizando cebadores
24
oligonucleótidos de aproximadamente 10 pares de bases en una secuencia aleatoria, amplificando
muchas regiones del genoma (Brown, 2001). En una amplificación, los amplicones resultantes
pueden ser analizados por electroforesis en gel (Landaverde, 2004).
El conjunto de fragmentos amplificados es lo suficientemente variable para poder detectar
polimorfismo entre individuos de una misma especie con esta técnica. El fragmento amplificado
se define como un loci dominante Se supone que éstos fragmentos amplificados son loci (plural
de locus, lugar del cromosoma que ocupa un gen) dominantes que se segregan
independientemente, o sea que pueden ser considerados como loci individuales (Apostol et al.,
1994).
II.1.6.3 Taxonomía: Clasificación y Sistemática
La taxonomía ha sido definida como una forma de organizar la información biológica con
arreglo a diferentes métodos como el feneticismo, el cladismo, la taxonomía evolutiva, criterios
de tipo ecológico, paleontológico, etc. Es una disciplina eminentemente empírica y descriptiva,
acumula fenómenos, hechos, objetos, y a partir de dicha acumulación genera las primeras
hipótesis explicativas (De Haro, 1998).
La sistemática es la ciencia de la diversidad, es decir, la organización del conjunto total del
conocimiento sobre los organismos. Incluye la información filogenética, taxonómica, ecológica o
paleontológica. Es una disciplina de síntesis, de abstracción de conceptos, de enunciado de
teorías explicativas de los fenómenos observados. Por lo tanto, tiene en sí, un trasfondo teórico
que supera al de la taxonomía y una vocación predictiva (De Haro, 1998).
Además de describir organismos, la importancia de la taxonomía estriba en que organiza la
diversidad entomológica en forma de clasificaciones (De Haro, 1998).
Linneo clasificó los seres vivos según sus semejanzas morfológicas estableciendo el actual
sistema nomenclatural. No obstante, los grupos que creó no fueron hechos de cualquier modo.
De acuerdo con las creencias de la época el mundo había sido creado, tal como lo conocemos
hoy, por una entidad Divina superior. Por este motivo, Linneo buscaba describir el orden natural
que encierra toda la naturaleza y que es el orden establecido en la ley divina. Después de la
publicación del Origen de las Especies por Darwin en 1859 se adquirió conciencia de la
mutabilidad de las especies y de que la relación que hay entre unas y otras obedece a criterios de
semejanza evolutiva entre ellas, además de la nueva concepción relativa a que las especies se
originan unas de otras. Por este motivo la taxonomía tiene actualmente un trasfondo evolutivo.
Hay que recordar que cualquier grupo ha sufrido numerosas revisiones y reclasificaciones hasta
adquirir cierto consenso, lo que da a la taxonomía tradicional una gran autoridad en cuanto a sus
resultados (De Haro, 1998).
Se han distinguido diversas posturas ante las relaciones entre Taxonomía y Filogenia, que
pueden resumirse en sus dos extremos que van desde que ambas son disciplinas independientes,
básicamente herramientas o métodos que permiten dar un nombre tipificado a determinados
“entes” con los que hay que trabajar, en el primer caso, y metodologías que facilitan el análisis
25
comparativo, en el segundo (postura sostenida por algunos ecólogos), hasta la postura contraria
que entiende a la Taxonomía como aproximación a la Filogenia, debiendo reflejar la evolución
de las especies y, por tanto, considerando a ambas disciplinas como interdependientes. Pero
incluso entre los partidarios de esta postura, han existido diferencias de matiz, en función de que
la Taxonomía sea considerada una reproducción fiel de la Filogenia o, por contra, la refleje pero
aceptando un cierto margen de imprecisión para obviar algunos difíciles problemas que plantea
la jerarquía lineana (De Haro, 1998).
Se ha criticado que la taxonomía deba tener necesariamente relación con la filogenia, a lo que
se ha respondido diciendo que la clasificación se ha de realizar sobre alguna base sólida, sea del
tipo que sea. Esta relación ha sido la de los parentescos de tipo evolutivo que llevan a
parentescos de tipo morfológico. Es un criterio al que podemos llamar natural, ya que se puede
observar directamente en la naturaleza. El problema, en el fondo, es determinar hasta qué punto
la taxonomía debe ser compatible con la filogenia pues no necesariamente ha de ser un
compendio exhaustivo de esta última. En palabras de uno de los participantes: "las
clasificaciones que utilizamos en Taxonomía son, de hecho, resúmenes de hipótesis
filogenéticas, o filogenias simplificadas"(De Haro, 1998).
Por lo tanto, una buena clasificación es aquella que permite desarrollar un árbol evolutivo a
partir de los grupos creados, aunque el árbol no sea exhaustivo. La taxonomía no tiene en cuenta
aspectos evolutivos en su elaboración del trabajo diario. No obstante, la taxonomía tradicional,
basada casi exclusivamente en caracteres morfológicos, ha establecido una clasificación que en
la actualidad se muestra como bastante cercana a la realidad. Esto es debido a que las semejanzas
morfológicas obedecen a criterios de relaciones filogenéticas: cuanto más cercanas sean dos
especies, evolutivamente hablando, más parecidas serán en su morfología. Por lo tanto, cuando
un taxónomo trabaja, aun no siendo consciente de ello, está realizando comparaciones de tipo
filogenético aunque sea a un nivel básico. Por ello las clasificaciones son teorías acerca de la
base del orden natural, y no tediosos catálogos compilados con el único fin de evitar el caos (De
Haro, 1998).
Se ha estado de acuerdo en que las categorías tales como Phylum, clase, género, etc. son
subjetivas y están sujetas a la visión que el investigador tenga de cada grupo en particular. Sin
embargo si los grupos que los forman son monofiléticos, estos grupos tienen una entidad real,
independientemente de cuál sea su categoría sistemática (De Haro, 1998).
II.1.6.3.1 La Filogenia como base de la sistemática
La filogenia se define como la historia o crónica evolutiva de las especies. En principio, no
establece grupos taxonómicos como familias, géneros, etc. Su misión es conocer las relaciones
evolutivas entre los grupos de especies y hay un acuerdo generalizado en que es el criterio a
seguir en el establecimiento de la organización natural (De Haro, 1998).
Independientemente del método usado para estudiar la filogenia, ésta es única. No existe más
que un árbol de la vida, que comienza con el primer ser vivo sobre la Tierra y termina con todas
las especies de organismos que existen en la actualidad. Será pues trabajo del investigador de la
filogenia el descubrir las relaciones evolutivas entre las especies. En la actualidad se considera al
26
cladismo casi como la única forma de estudiar con criterios científicos estas relaciones, aunque
se ha recordado que no es el único, existiendo otras aproximaciones, tales como la de los
taxónomos evolutivos (De Haro, 1998).
La necesidad de la filogenia en la clasificación es clara ya que las categorías clasificatorias
dejan de ser abstracciones ideales más o menos arbitrarias para convertirse en entidades reales
que expresan la perspectiva histórica única e irrepetible del mundo orgánico. De esta forma se
consigue un valor predictivo en los grupos formados y, además, es refutable con la aportación de
nuevas evidencias filogenéticas (De Haro, 1998).
II.1.6.3.2 Escuelas Filogenéticas
Tres son las principales escuelas sistemáticas:
Sistemática evolutiva: Encabezada principalmente por J. Huxley, G. G. Simpson y E. Mayr,
planteó por primera vez de un modo formal la manera de reconstruir filogenias y de
representarlas en forma de clasificaciones. La sistemática evolutiva utiliza cuatro criterios
principales: la discrepancia morfológica, el nicho adaptativo, la riqueza en especies y la
monofilia mínima.
Taxonomía numérica (fenética): Simultáneamente surgía la escuela de R. R. Sokal y P. H. A.
Sneath, que considera que la filogenia no puede conocerse de manera objetiva; por tanto, su
finalidad no es la de reconstruir filogenias, sino la de establecer clasificaciones estables. Se basa
en técnicas matemáticas que permiten establecer clasificaciones (fenogramas) fundadas en el
grado de similitud global ("overall similarity"). La escuela fenética toma el máximo número de
caracteres disponibles sin preocuparse de su significado evolutivo, no diferenciando entre
homología y homoplasia.
Sistemática cladista (Cladística): El reconocimiento de que la diversidad es fruto de la evolución,
hizo a Charles Darwin suspirar por una clasificación estrictamente basada en el parentesco. Este
objetivo se está logrando gracias al entomólogo alemán Willi Hennig que, en 1950, propuso su
teoría de la sistemática filogenética (posteriormente denominada cladista), que introducía
explícitamente el concepto de evolución en sistemática. Sus ideas han sido desarrolladas y
seguidas por numerosos autores, sobre todo en el último cuarto del siglo XX. La idea central es
la monofilia estricta; según los cladistas, un grupo es monofilético si comprende la especie
ancestral de este grupo y todos sus descendientes, y sólo ellos. El criterio de reconocimiento de
un grupo monofilético es la identificación de al menos un carácter apomorfo compartido por
todos los miembros del grupo y heredado de su especie ancestral (Figura 3). La cladística actual
utiliza el análisis filogenético y el principio de parsimonia para elaborar esquemas filogenéticos
(cladogramas). Su producto está siendo una revolución en las clasificaciones, que ya no se
limitan a catalogar, sino que se convierten en explicación (filogenética) de la diversidad, y en la
más rica fuente de hipótesis para todas las disciplinas experimentales de la Biología, e incluso
ciencias relacionadas, como la Psicología o la Medicina.
Estas tres escuelas libraron durante casi veinte años una controversia en la que el
dogmatismo y la mala fe no estuvieron siempre ausentes. No obstante, después de algunos años,
27
un gran consenso se estableció entre los partidarios de la sistemática evolutiva en el sentido de
que los grupos de organismos no pueden establecerse más que sobre la base de caracteres
comunes y exclusivos, las sinapomorfías, que puede suponerse que fueron heredados de una
especie ancestral.
Figura 3. Conceptos generales de Sistemática
II.1.6.3.3 El estudio de la filogenia: Cladismo
El cladismo se basa en el principio de la parsimonia, el cual establece que ante dos hipótesis
evolutivas es más probable de ser cierta aquella que implique menos cambios evolutivos, ya que
la naturaleza tiende siempre a la simplicidad. Se ha discutido que la parsimonia que existe en la
naturaleza no es completamente equivalente con la parsimonia aplicada por el cladismo. La
parsimonia utilizada por esta corriente metodológica consiste básicamente en buscar los árboles
evolutivos más cortos posibles. El problema está en que, habitualmente, los métodos cladistas
usan caracteres de tipo 0, 1 (primitivo, evolucionado) y el cambio de 0 a 1 se realiza en un paso.
Esto pueda ser una excesiva simplificación de la realidad en la que no existen caracteres
discretos tan sencillos, sino que en cualquier carácter que evoluciona intervienen multitud de
procesos y órganos que no son tenidos en cuenta. Por este motivo se ha criticado que la
parsimonia de la naturaleza no es la misma que la parsimonia del cladismo (De Haro, 1998).
El cladismo tiende a crear un gran número de categorías taxonómicas (habitualmente una
por cada nodo de un cladograma) lo que lleva a un exceso de categorías jerárquicas. Pero el
mayor problema reside en su inestabilidad. Cada cladograma representa una hipótesis evolutiva
global; ello lo convierte en algo extremadamente cambiante ya que nuevos estudios pueden
llevar a una nueva clasificación taxonómica, con cambios jerárquicos dramáticos, por ejemplo
por algo tan común como la entrada de una nueva especie. El resultado es que las clasificaciones
cladistas no son estables como las de la taxonomía tradicional, habiendo un continuo cambio de
categorías taxonómicas, lo cual está agravado por la ya de por sí complicada taxonomía que
genera. Para solucionar el problema se produce una continua búsqueda de nuevos caracteres que
permitan acceder a nuevas fuentes de información filogenética. Los datos provenientes de
28
estudios de secuenciación de ADN probablemente cambiarán la idea que se tiene sobre la
evolución de algunos grupos de insectos. Los análisis morfológicos y moleculares son dos caras
de la misma moneda y deben utilizarse de forma complementaria (De Haro, 1998).
Otra crítica realizada al cladismo es que se está convirtiendo en un método automático de
obtención de resultados, por lo que se acerca al feneticismo de Sneath y Sokal, evitándose
cualquier discusión de tipo evolutivo y dejando todo en manos de la parsimonia (De Haro, 1998).
A favor del cladismo se ha argumentado que es un método científico y objetivo, en el
sentido de proponer hipótesis refutables; con una metodología clara y un criterio basado en la
congruencia y en la parsimonia (o simplicidad) (De Haro, 1998).
29
PARTE III
III.1 RESULTADOS
III.1.1 Colecta de Abejas
Se logró localizar un total de 42 meliponicultores con colmenas de meliponas distribuidos en
14 de los 22 departamentos de Guatemala (Cuadro 3 y puntos rojos en Figura 4). Además se
colectaron meliponas en su hábitat natural, es decir en bosques, en 4 localidades (Cuatro 4 y
triángulos azules en Figura 4), sumando un total de 46 localidades de colecta. Se colectó un total
de 922 especímenes de meliponas. No se encontraron meliponas en los departamentos de
Chimaltenango, Sacatepéquez, Suchitepéquez, Baja Verapaz, Totonicapán, El Progreso, Zacapa
y Jalapa (Figura 4).
Cuadro 3. Especies de meliponas colectadas por meliponario
Departamento Localidad Meliponicultor Especies presentes
Alta Verapaz
Chiquimula
Escuintla
Guatemala
Huehuetenango
Izabal
Jutiapa
Petén
Quetzaltenango
Quiché
Retalhuleu
San Marcos
Santa Rosa
Sololá
Carchá, Sacbinal
Cobán, Inupal
Esquipulas, La Cuestona
Ipala, Chaguitón
Ipala, Los Caulotes
San Vicente de Pacaya
Villa Canales, Rustrián
Camojalito
Cerro San Gil, La Cocona
Cerro San Gil, Sarita
Hacienda Río Dulce
Quezada, La Brea
Quezada, La Brea, Ojo de Agua
Asunción Mita
Jutiapa, La Pajarita
Moyuta
San Benito
Poptún, Villa Los Castellanos
El Caoba
Coatepeque
San Juan Cotzal, Pinal
San Juan Cotzal, Fca. San
Francisco, Pamaxán
Uspantán, La Gloria
Samalá
El Asintal, Fca, Los Recuerdos
Nvo. Progreso, Com. Emanuel
Pueblo Nuevo Viñas, El Cuje
Pueblo Nuevo Viñas
San Antonio Chacaya
San Lucas Tolimán, Fca. Sto.
Tomás Perdido
San Marcos La Laguna
Meliponicultor 1
Gabriel Macz
Don Chente
Amabilia Aguilar
Agripina Palma
José Monroy
Pablo Vásquez
Ever Lemus
Zoila Monroy
Julio Ramírez
Francisco Nájera
Julio de León
Catalina y Marta Julia
Caal
Jose Guadalupe Quiroa
Emilio Mendizabal
Bonifacio Rosa
Belter Alcántara
Israel Ramírez
Santiago González
Familia Retana
Carlos Hernández
Antonio Castellanos
Plácido Castellanos
Margarito Bedoya
Ronaldina Roca
Antonio Raymundo
Cruz Pérez Raymundo
Domingo Pu Lux
Mario Hernández C.
Juana Ical
Rufino Chen
Domingo Chen Tot
Robin Ibarra
Carlos Herman
Augustín Hernández
Rubén Martínez
Ramón del Cid
Alvaro Mejía
Victor Morales
Jerónimo Vásquez
Carlos Torrebiarte
Julián Mendoza
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. yucatanica
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. yucatanica
M. solani
M. solani
M. solani
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii, M. yucatanica
M.yucatanica
M. beecheii, M. solani
M. solani
M. solani
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii, M. solani
M. beecheii, M. solani
M. beecheii
M. beecheii, M. solani
M beecheii, M. solani, M.
yucatanica
M. beecheii
M. solani
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii, M. yucatanica
M. beecheii
M. beecheii
M. beecheii
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
30
Cuadro 4. Especies de meliponas colectadas en su hábitat natural por localidad Departamento Localidad Especies presentes
Alta Verapaz
Quiché
Sololá
Parque Nacional Laguna
Lachúa
Uspantán, Pancús
Uspantán, La Gloria
San Lucas Tolimán, Cerro
Iquitiú
M. beecheii, M. solani
M. beecheii, M. solani
M. beecheii, M. solani
M. beecheii
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
Figura 4. Mapa de distribución de los sitios de colecta de meliponas
Meliponario
Bosque
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
Se colectó el número de especímenes de meliponas propuesto en la mayoría de las
localidades, sin embargo en las localidades donde las colmenas se encontraban débiles, no fue
posible extraer muchas abejas, ya que se corría el riesgo de debilitar mucho la colmena. Este a
caso se presento en Asunción Mita en Jutiapa y Pueblo Nuevo Viñas en Santa Rosa. El otro caso
presentado fue el bajo número de abejas encontradas en el bosque, ya que estas abejas fueron
encontradas colectando minerales en el suelo del bosque, y el número de abejas disponible en
estos depósitos era limitado. Este caso se presentó en todas las localidades de bosque
exceptuando en el Parque Nacional Laguna Lachúa en Cobán, donde se encontraron abundantes
especímenes colectando polen en la flor del achiote.
31
La especie de melipona más frecuentemente colectada fue M. beecheii, colectada en 37 de
las 46 localidades de colecta (Figura 5A). Esta especie resulto ser colectada exclusivamente en
26 localidades, compartió cinco localidades con M. solani y dos localidades con M. yucatanica.
M. beecheii fue la única especie colectada en su hábitat natural en las cuatro localidades
reportadas. Estas cuatro localidades presentaron en común climas húmedos pero principalmente
con bosques primarios con algún nivel de manejo conservacionista.
M. beecheii fue colectada en once de los 22 departamentos del país, concentrándose la
mayoría en la costa sur, en la región boscosa y húmeda de Quiché y Alta Verapaz, y Petén.
Figura 5. Mapas de distribución de los sitios de colecta por especie de melipona.
a. b.
c. a. Localidades de M. beecheii
b. Localidades de M. solani
c. Localidades de M. yucatanica
Meliponario
Bosque
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
32
Durante la colecta de esta especie se encontraron datos muy interesantes como fue el caso de
Asunción Mita, Jutiapa, donde se colectó en una colmena que fue extraída del bosque por el
abuelo de actual propietario, esta colmena se ha mantenido en constante actividad, sin embargo
el bosque circundante se encuentra muy deteriorado y es poco probable que aún se encuentren en
él colmenas de meliponas. En contraste, en Esquipulas e Ipala, Chiquimula, se encontró la
población más grande de meliponicultores dedicados a la crianza de meliponas y que además le
dan cierto manejo de conservación a los bosques circundantes. Sin embargo el sitio de colecta
más interesante fue en la Aldea La Gloria, Uspantán, Quiché, que presentó en un menor número
de meliponicultores una cantidad considerable de colmenas de dos especies de meliponas, y
también de varios tipos de meliponinos como trigonas (Trigona spp.) y doncellitas (Tetragonisca
angustula), esta comunidad, que fue la localidad más aislada, fue la única que presentó un plan
de manejo comunitario para los bosques que les rodean.
La especie M. solani fue una especie no tan frecuente como M. beecheii, estuvo presente en
toda la región noroccidental del país (Figura 5B). Se colectó en 14 de 46 localidades, once de
ellas en meliponarios y 3 en bosques en su hábitat natural (Cuadro 3 y 4). Fue la especie
exclusiva de melipona en 6 localidades y fue encontrada junto a M. beecheii en 5 localidades y
en una de estas se encontró también compartiendo con M. yucatánica.
En el caso de esta especie, se localizó un meliponicultor tradicional en un área aislada dentro
de las comunidades tradicionalmente llamadas “EXPAC”, quien ha cultivado por muchos años
estas colmenas y las ha reproducido exitosamente en una aldea de Nuevo Progreso, San Marcos.
Este meliponicultor vive en una aldea rodeada de bosques húmedos donde según comenta aún es
común ver colmenas de melipona en el bosque. M. solani fue la segunda especie
abundantemente encontrada en la Aldea La Gloria, Uspantán, Quiché.
M. yucatánica fue la especie que presentó la distribución más restringida de las tres. Se
encontró únicamente en cinco departamentos del país, en 6 localidades, la mayoría en regiones
áridas (Figura 5C). Sin embargo en Moyuta, Jutiapa y Samalá Retalhuleu se salen del patrón
típico de hábitat, ya que la primera localidad es templada y húmeda y la segunda húmeda y
caliente. Se colectó exclusivamente únicamente en 3 localidades y compartió tres localidades
con M. beecheii donde en una localidad se presentó también junto M. solani (Cuadro 3). Esta
especie no se encontró en su hábitat natural.
Esta tercera especie se encontró principalmente en el área suroriental, sin embargo, en
Camojalito, Huehuetenango, se ubicó un meliponario con dos colmenas. Este dato es muy
imporntate ya que el patrón del nido fue bastante diferente, los nidos encontrados en Jutiapa,
Santa Rosa y Retalhuleu eran pequeños con pocos individuos, y en Camojalito los nidos eran
grandes, casi del tamaño de nido de M. beecheii, con abundantes individuos en la colmena.
En la mayoría de localidades con colmenas de meliponas manifestaron que la crianza de
meliponas provenía de sus ancestros. Sin embargo únicamente se observaron abundantes
colmenas resultado de la división de las mismas en las localidades de Esquipulas e Ipala en
Chiquimula, Jutiapa, Aldea La Gloria en Quiché, Nuevo Progreso en San Marcos y San Antonio
Chacayá en Sololá.
33
En algunos meliponarios se encontraron colmenas de meliponas que han sido trasladadas
desde su origen silvestre, es decir trasladadas grandes distancias desde el bosque donde fueron
extraídas. Este fue el caso del meliponario en Samalá, quienes tienen nidos de las tres especies
de meliponas pero M. solani había sido llevada de Isquisis, Huehuetenango y M. yucatanica de
Barberena, Santa Rosa. Este caso también se presentó en el meliponario de San Benito Petén,
quien adquirió las colmenas de M. beecheii y M. solani en San Francisco Petén. Y por último,
las colmenas de M. beecheii encontradas en Coatepeque, fueron trasladas desde Escuintla en los
años 50’s, durante el auge del cultivo del algodón en Guatemala.
III.1.2 Análisis morfométrico con Morfometría Tradicional
Para los análisis morfométricos se utilizaron entre 5 a 13 especímenes por localidad de
colecta (Cuadro 5). El tamaño de muestra dependió de la disponibilidad de especímenes, ya que
el número fue variable.
Cuadro 5. Tamaño de muestra por localidad para comparaciones morfométricas
Especie Localidad Departamento Muestra
Melipona
beecheii
Melipona solani
Melipona
yucatanica
Asunción Mita
La Pajarita
Uspantán (bosque)
Cotzal
Uspantán
Carchá
Cobán
Lachúa
Coatepeque
El Asintal
Samalá
Esquipulas
Ipala
Pueblo Nuevo Viñas
San Antonio Ch.
San Lucas Tolimán
San Benito
Uspantán (bosque)
Uspantán
Lachúa
Livingston
Río Dulce
Nvo. Progreso
Poptún
San Benito
El Caoba
Samalá
Camojalito
La Pajarita
Moyuta
Samalá
Pueblo Nuevo Viñas
Chiquimula
Jutiapa
Quiché
Alta Verapaz
Quetzaltenango
Retalhuleu
Chiquimula
Santa Rosa
Sololá
Petén
Quiché
Alta Verapaz
Izabal
San Marcos
Petén
Retalhuleu
Huehuetenango
Jutiapa
Retalhuleu
Santa Rosa
Chiquimula
7
10
2
10
10
10
10
11
8
9
10
10
10
11
9
9
10
5
10
10
10
13
10
11
8
5
11
10
10
12
10
4
8
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
Se realizaron análisis interespecíficos e intraespecíficos en los que se obtuvieron los
resultados descritos a continuación.
34
III.1.2.1 Análisis Interespecífico
El análisis entre especies se realizó mediante un análisis libre de isometría. Para ello se
utilizaron 91 distancias tomadas sobre la cabeza de las meliponas, y 66 distancias sobre las alas.
Los análisis libres de isometría aplicados a estas dos estructuras muestran una clara separación
entre las tres especies, más notorio en el caso de las alas; los resultados obtenidos del análisis de
las cabezas y alas se muestran en la Figura 6. En el Cuadro 6 se muestran los valores de los
estadísticos Wilk´s Lambda y Kappa, y el porcentaje de variación representado por los 2
primeros factores discriminantes, en base en los cuales están construidos los gráficos de
dispersión.
Las comparaciones interespecíficas entre las especies M. beecheii, M. solani y M.
yucatanica, arrojaron resultados similares tanto para los análisis de la cabeza como del ala. En el
gráfico de dispersión se observa la formación de los tres grupos representando a las tres especies
analizadas. Los análisis multivariados apoyan estas diferencias, ya que fueron diferencias
significativas. El estadístico wilk´s lamda con valores cercanos a 0 (0.131, tanto para cabeza
como para ala) y con valores de p<0.05, lo cual nos indica que existen diferencias significativas
entre al menos uno de los grupos estudiados. Estas diferencias fueron muy notorias a lo largo del
primer eje o factor discriminante, el cual explicó el 87.6% de la variación total en el caso de las
alas, por ejemplo. El estadístico Kappa presentó valores entre 0.888 (cabeza) y 0.902 (ala) con
valores de p<0.05, indicando que la reclasificación generada por el análisis es diferente a una
reclasificación producida al azar.
Figura 6. Primeros dos factores discriminantes producidos por un AD sobre distancias
medidas en las alas (izq.) y cabezas (der.) de M. beecheii, M. solani y M. yucatanica.
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
35
Cuadro 6. Análisis libre de isometría de cabezas y alas. Valores de los estadísticos de los ACP y AD a nivel interespecífico entre las tres especies.
Análisis % CP % F1 % F2 Wilk´s
Lambda
Signif. Kappa Signif.
Cab
e
zas
Interespecífico 30.94 89.1 10.9 0.131 0.000 0.888 0.000
Ala
s Interespecífico 31.85 87.6 12.4 0.131 0.000 0.902 0.000
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
III.1.2.2 Análisis Intraespecífico
III.1.2.2.1 Análisis Libre de Isometría
Melipona beecheii. En el análisis libre de isometría se utilizó como grupo externo M. solani,
para observar el comportamiento de las poblaciones al reducir el espacio morfométrico.
Posteriormente este grupo fue excluido para poder visualizar el comportamiento de las
poblaciones al interior del grupo. Al igual que en el análisis entre especies, en este caso se
utilizaron todas las distancias posibles entre los puntos tomados sobre la cabeza y el ala (91
distancias para la cabeza y 66 para el ala; igual número de variables se usaron en todos los
análisis posteriores). La significancia de los análisis se muestra en el Cuadro 7, donde se
presentan los valores de Wilk´s Lambda, Kappa y porcentajes de variación que representan los
factores discriminantes 1 y 2.
En los gráficos de dispersión obtenidos tanto para las mediciones de la cabeza como para las
del ala, no se observa diferenciación alguna entre los especímenes de la especie M. beecheii.
Debido a que todas las poblaciones tienden a agruparse, se forma un conglomerado de individuos
sin estructura alguna, y en la cual es muy difícil observar las relaciones entre las distintas
poblaciones. Es por ello que en este caso se procedió a construir dendrogramas por medio de un
análisis de agrupamiento jerárquico, utilizando los promedios de los factores discriminantes
obtenidos en los análisis, y calculando las distancias euclidianas entre poblaciones.
En ambos dendrogramas se observa que las relaciones entre las poblaciones no son estables,
ni en el caso de las cabezas ni en el caso de las alas, es decir, no se mantiene una relación entre
las poblaciones de acuerdo a procedencia geográfica o altitud. Lo que sí es posible distinguir es
que en ambos casos (cabezas y alas), el grupo externo que en este caso fue M. solani, se
diferencia completamente de las poblaciones catalogadas como M. beecheii, resultado que
concuerda con el análisis interespecífico de las tres especies.
36
Cuadro 7. Análisis libre de isometría de poblaciones de M. beecheii.
Valores de los estadísticos del ACP y AD.
M.
beecheii
Análisis %
CP
% F1 % F2 Wilk´s
Lambda
Signif. Kappa Signif.
Cab
ezas Sin grupo externo 77.05 39.3 30.2 0.376 0.000 0.220 0.000
Con grupo externo 78.00 63.0 16.2 0.168 0.000 0.264 0.000
Ala
s
Sin grupo externo 44.8 28.2 0.142 0.000 0.335 0.000
Con grupo externo
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
M. solani. Los resultados obtenidos para esta especie se muestran en la Figura 7a y 7b. El
Cuadro 8 muestra los valores de los estadísticos Wilk´s Lambda y Kappa para la cabeza y el ala
respectivamente y el porcentaje de variación que representan los 2 primeros factores
discriminantes. Para los análisis de esta especie se utilizó como grupo externo una población de
M. beecheii.
El análisis libre de isometría de las alas de M. solani, logró diferenciar dos poblaciones,
Lachúa en Alta Verapaz y Nuevo Progreso en San Marcos, quienes divergen entre sí, mientras
que sus centroides tienden a separase del resto de poblaciones (figura 7B). El grupo de las
poblaciones restantes está constituido por Río Dulce, Samalá, Poptún, Uspantán, San Benito y
San Gil. Al incluir el grupo externo en el análisis, este patrón se mantiene, aunque esta vez, los
polígonos de las poblaciones en cuestión se traslapan en mayor porcentaje con los polígonos del
resto del grupo de poblaciones. Un resultado que hay que resaltar es que los centroides de las dos
poblaciones de Petén, San Benito y Poptún, nunca se traslapan, aunque estén más cercanas
geográficamente en comparación a las otras localidades.
El análisis libre de isometría de la otra estructura, la cabeza, arroja resultados parecidos,
aunque no son tan evidentes. La separación de la población de Nuevo Progreso se mantiene al
realizar este análisis con los datos de la cabeza, pero la de Lachúa ya no se logra diferenciar. En
este caso se observa la tendencia de la población de Poptún a separarse de la de Nuevo Progreso,
y del resto de las poblaciones (Figura 7a). La separación de estas dos poblaciones todavía es
evidente al incluir el grupo externo, aunque, de nuevo, las diferencias no son tan evidentes como
las obtenidas con las alas.
Cuadro 8. Análisis libre de isometría de pob. de M. solani. Valores de los estadísticos de los ACP y AD.
M. solani Análisis % CP % F1 % F2 Wilk´s Lambda Signif. Kappa Signif.
C
ab
eza
s Sin grupo externo 75.12 53.2 23.4 0.192 0.000 0.416 0.000
Con grupo externo 29.23 85.9 6.6 0.060 0.000 0.584 0.000
A
las Sin grupo externo 74.10 57.6 26.6 0.150 0.000 0.469 0.000
Con grupo externo 72.72 77.9 10.5 0.054 0.000 0.641 0.000
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
37
El Cuadro 8 muestra el valor de los estadísticos, los cuales fueron significativos en este caso,
con el Wilk´s Lamda con valores cercanos a 0, tanto en el caso del análisis excluyendo al grupo
externo (cabeza=0.192; ala=0.150), como cuando se tomó en cuenta (cabeza=0.060; ala=0.054) y
con valores de p<0.05, lo cual nos indica que existen diferencias significativas entre al menos
uno de los grupos estudiados. Estas diferencias fueron muy notorias a lo largo del primer eje o
factor discriminante, con valores por encima del 75% cuando se incluyó el grupo externo. El
estadístico Kappa presentó valores entre 0.416 (cabeza) y 0.641 (ala) con valores de p<0.05,
indicando que la reclasificación generada por el análisis concuerda moderada y sustancialmente
con la clasificación propuesta.
Figura 7. Diferencias morfométricas en poblaciones de M. solani
a. Resultados obtenidos de un AD sobre los primeros 5 CP producidos en un ACP sobre 91 distancias medidas sobre
la cabeza de las abejas, sin y con grupo externo (derecha e izquierda respectivamente).
b. Resultados obtenidos con los 5 CP sobre 66 medidas sobre el ala delantera derecha de las abejas, sin y con grupo
externo (derecha e izquierda respectivamente).
a.
b.
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
38
M. yucatanica. En este caso también se usó como grupo externo a la misma población de M.
beecheii utilizada anteriormente. Los resultados obtenidos de los análisis tanto de la cabeza como
del ala aplicados a las poblaciones de M. yucatanica se muestran en la Figura 8. La significancia
de los análisis se muestra en el Cuadro 9.
El análisis libre de isometría aplicado a los datos de las cabezas de M. yucatanica, nos indica
que existe una variabilidad intraespecífica significativa (Wilks lambda 0.375 y p = 0.000)
(Figura 8). Al observar la gráfica de dispersión se observa la separación de la población de la
Pajarita, Jutiapa de las demás poblaciones, aunque al incluir un grupo externo, ya no se observa
dicha diferenciación. Otro resultado interesante fue la tendencia del centroide de la población de
Moyuta, Jutiapa, a separarse del resto de poblaciones, diferencia que ya no se observa al incluir
el grupo externo.
Figuras 8. Diferencias morfométricas en poblaciones de M. yucatanica.
a. Resultados obtenidos de un AD sobre los primeros 5 CP producidos en un ACP sobre 91 distancias medidas sobre
la cabeza de los insectos, sin y con grupo externo (derecha e izquierda respectivamente).
b. Resultados obtenidos con los 5 CP sobre 66 medidas sobre el ala delantera derecha de los insectos, sin y con
grupo externo (derecha e izquierda respectivamente).
a.
b.
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
39
Cuadro 9. Análisis libre de isometría de poblaciones de M. yucatanica.
Valores de los estadísticos de los ACP y AD. M.
yucatanica
Análisis % CP % F1 % F2 Wilk´s
Lambda
Signif. Kappa Signif.
Cab
ezas
Sin grupo externo 83.58 67.8 23.5 0.375 0.001 0.449 0.000
Con grupo externo 82.21
5
63.2 27.3 0.118 0.000 0.761 0.000
Ala
s
Sin grupo externo 74.20 64.8 20.2 0.495 0.066 0.362 0.000
Con grupo externo 72.04
5
71.7 20.2 0.224 0.000 0.315 0.000
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
El análisis efectuado al conjunto de variables del ala sin grupo externo mostró una tendencia
del centroide de la población de Camojalito, Huehuetenango, a separarse del resto de centroides.
Sin embargo esta diferencia no fue significativa (p≥0.05), lo que evidencia que el conjunto de
variables del ala no logró diferenciar a las poblaciones de M. yucatanica. De igual manera, al
incluir la población de M. beecheii como grupo externo, no se logra observar diferenciación
alguna de las poblaciones en cuestión.
III.1.2.2.2 Análisis Libre de Alometría
Para poder realizar este análisis, se tuvo que probar la compatibilidad de las variables de la
cabeza y del ala, por separado, con el modelo de componentes principales comunes (p≥0.05) (ver
apartado de análisis de datos, en métodos). Este análisis se tuvo que hacer para cada especie por
separado. El análisis libre de alometría se utiliza para estudios de variación intraespecífica, por lo
que no se utilizaron los grupos externos.
Melipona beecheii. El conjunto de 5 variables que representaban el largo y ancho de la cabeza
de los individuos de esta especie, no siguió el modelo necesario, por lo que se trabajó probando
diferentes combinaciones posibles de 4 variables. Sin embargo ninguno de los sets de variables
seleccionados, siguió el modelo de CPCs. De igual manera, las variables escogidas para el ala de
los insectos, no siguieron el modelo, ni en el caso del conjunto de 5 variables, ni en los de 4
variables.
La razón por la cual no se encontró un eje de crecimiento común para las poblaciones de M.
beecheii, se debe posiblemente a que muchas de las poblaciones presentan características propias
de la adaptación a sus ecotopos, a pesar de que provengan de un mismo rango geográfico.
M. solani. Para esta especie únicamente las medidas de la cabeza siguieron el modelo de
crecimiento alométrico. Solamente una de las combinaciones de 4 variables siguió dicho modelo
(p = 0.171). El resultado del análisis libre de alometría se muestra en la Figura 9. La significancia
de los estadísticos se muestra en el Cuadro 10, así como los porcentajes de contribución de los
factores discriminantes 1 y 2.
40
Al observar el gráfico de dispersión se puede notar que no se logra una clara diferenciación
de las poblaciones de esta especie. Sin embargo al tomar en cuenta el valor de Wilk´s Lambda,
de 0.536, el cual fue significativo (p≤0.05), y construir un dendrograma con los factores
discriminantes del AD (para visualizar de una manera más sencilla el resultado), se puede
establecer que al menos una de las medias (centroide) de los grupos o poblaciones es diferente, y
que esta población sería la de Nuevo Progreso, San Marcos. Este resultado apoyaría las
diferencias encontradas en el análisis libre de isometría de cabezas y alas para la misma
población.
En este caso, el estadístico Kappa presentó un valor de 0.266, con un p<0.05, indicando una
concordancia regular entre la reclasificación generada por el análisis y la clasificación propuesta
por el investigador.
Figura 9. Análisis libre de alometría de M. solani
Resultado obtenido al aplicar un AD sobre los 3 CPC sobre 4 mediciones en la cabeza de las
meliponas.
El dendrograma está construido en base a las distancias euclidianas obtenidas en un cluster
jerárquico a partir de los FD obtenidos en el AD.
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
41
M. yucatanica. Por otro lado, con respecto a los caracteres medidos sobre el ala, los datos de M.
yucatanica siguieron el modelo (P=0.307), en este caso con el juego de cinco variables. De la
misma manera que el caso anterior, se realizó un AD a los componentes principales comunes
descartando el primero. La gráfica de dispersión resultante se muestra en la Figura 10, y los
valores de los estadísticos, en el Cuadro 10.
Aunque en el gráfico de dispersión no se logra observar una diferenciación evidente en el
análisis aplicado a las distancias de las alas en M. yucatanica, se observa una tendencia de los
centroides de las poblaciones del departamento de Jutiapa (Moyuta y La Pajarita), a separarse del
resto de las poblaciones; este resultado es apoyado por el dendrograma que muestra a las dos
poblaciones jutiapanecas juntas, aunque no tan similares entre sí, pero separadas del resto. Esta
diferencia es más clara en el caso de La Pajarita, ya que el polígono de esta población, aunque se
traslapa en un gran porcentaje con la población vecina de Moyuta, presenta solamente un leve
traslape con el resto de poblaciones.
Además el valor cercano a 0 de Wilk´s Lambda (p≤0.05) nos está afirmando que existen
diferencias significativas entre estos grupos. Otro resultado interesante es la separación de la
población de Samalá, evidente en el dendrograma y que en el gráfico de dispersión es más
evidente a lo largo del segundo factor discriminante (que representa solamente el 27.3% de la
variación). El valor de Kappa en este caso fue de 0.439 (p≤0.05), indicando una concordancia
moderada entre las dos clasificaciones.
Figura 10. Análisis libre de alometría de M. yucatanica.
La gráfica muestra el resultado obtenido al aplicar un AD sobre los 4 CPC sobre 5 mediciones en las alas de las
meliponas. El dendrograma está construido en base a las distancias euclidianas obtenidas en un cluster jerárquico a
partir de los FD obtenidos en el AD.
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
42
Cuadro 10. Análisis libre de alometría de poblaciones de M. solani y M. yucatanica. Valores de los estadísticos de los ACPC y AD.
Análisis % F1 % F2 Wilk´s
Lambda
Signif. Kappa Signif.
Cab
eza M. solani
L1L6, L2L4, L3L10
L12L13
66.3 30.0 0.536 0.000 0.266 0.000
Ala
M. yucatanica
L1L7, L2L3, L4L8
L4L11, L5L6
70.3 27.3 0.361 0.000 0.439 0.000
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
III.1.3 Análisis Molecular con RAPDS-PCR
III.1.3.1 Estandarización de Protocolos
III.1.3.1.1 Protocolo de Extracción de ADN
Muchos protocolos se han descrito para la extracción de ADN para abejas, ya que el
aislamiento del ADN para estos organismos es complicado debido a la gran cantidad de quitina
de sus extremidades. La escasez de músculo en las mismas y la imposibilidad de utilizar el
abdomen debido al contenido de polen en el contenido estomacal cuyo ADN podría mezclarse
con el de la abeja son algunas de las razones. En este caso, la razón fue la imposibilidad de
utilizar la cabeza, ya que esta fue utilizada para el desarrollo de los análisis morfométricos, por lo
que se decidió realizar la extracción de las patas de los especímenes.
Por estas razones también se realizaron varias pruebas de extracción del ADN las cuales
fueron evaluadas con corridas electroforéticas del extracto de ADN, se realizo una prueba de
extracción de ADN con un kit comercial de Quiagen, y con un método no comercial salino
(Dodecil Sulfato de Sodio).
Debido a la gran cantidad de quitina en las extremidades de los especímenes, se probaron
tres métodos para romper la capa. La primera fue la maceración directa con pistilo, la
maceración posterior a un enfriamiento con nitrógeno líquido y la maceración después de
congelamiento por almacenaje. El método del cual logro extraerse mayor cantidad de ADN
total fue el realizado con congelamiento por una noche previa en un congelador a -20 oC y
posterior aislamiento de ADN con el método de extracción no comercial de Dodecil Sulfato de
Sodio, previamente descrito en los métodos.
III.1.3.1.2 Protocolo de Amplificación de ADN
La amplificación aleatoria de ADN polimorfico (RAPD) tiene algunas restricciones. Su
carácter aleatorio imposibilita el uso de más de un termociclador y debido a las condiciones de
temperatura, altitud y demás características propias de cada laboratorio es necesario estandarizar
43
los ciclos de amplificación. Es por ello que fue necesario probar mezclas maestras con
variaciones en cada uno de sus componentes (Invitrogen), así como un kit comercial de
amplificación (RedTaq Quiagen), los ciclos de amplificación sugeridos por Waldschmit et al.
(2001) y los ciclos estandarizados en el laboratorio para la amplificación de ADN de Triatoma
dimidiata (Landaverde, 2004; Solórzano, 2008). Después de realizar las pruebas con cambios
en concentraciones de los componentes de la mezcla maestra, en los tiempos, temperaturas y
cantidad de cada uno de los ciclos de amplificación, se observaron los resultados más deseables
con la utilización del kit comercial Red Taq de la casa Quiagen y los ciclos de amplificación
descritos anteriormente en los métodos.
III.1.3.2 Análisis de Cebadores
Los cebadores oligonucleotidos (de aproximadamente 10 nucleótidos) están diseñados para
adherirse a varios sitios del ADN y presentar un patrón de múltiples bandas que permitan evaluar
el polimorfismo. Para insectos han sido desarrollados por la casa Quiagen la serie de cebadores
OPA que fueron probados por Waldchimdt (Waldschmidt et al., 2002). En Melipona beecheii,
estos y otras secuencias de combinaciones similares con contenidos similares de Timina,
Guanidina, Adenina y Citosina fueron probados, en total 18 cebadores. Sin embargo contrario a
lo que se presenta en otros insectos, fue difícil encontrar un cebador que amplificara con los
mismos ciclos y fuera polimorfico para las tres especies, encontrándose únicamente el OPA 16
(AGCCAGCGAA: secuencia de cebador Sigma Aldrich®) con todas las características
deseables (Figura 11) fueron sobre los patrones de amplificación de este cebador que se
realizaron los análisis de RAPD descritos a continuación.
Figura 11. Patrón de amplificación de OPA 16.
Cada columna pertenece a un espécimen diferente; la columna 1, 10 y 18 pertenecen al marcador molecular, las
columnas 2 y 9 pertenecen a individuos q no amplificaron para el marcador, cada banda es un segmento de ADN
reconocido por el cebador y amplificado. Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
III.1.3.3 Prueba de Exactitud
Se realizo una prueba de exactitud de Fisher para acceder a la información sobre las
frecuencias fenotípicas obtenidas de los especimenes, para ello fue necesario asignar a cada
espécimen proveniencia de una población, en este caso se realizaron agrupaciones que
44
respondían a la región de origen (sitio de colecta) y la especie correspondiente, de manera que se
obtuvieron 9 grupos:
A) M.beecheii Petenera
B) M.beecheii Quechiana
C) M beecheii Merendon
D) M. yucatanica
E) M. solani Petenera
F) M. solani Escuintleca
G) M. beecheii Jutiapa
H) M. solani Cuchumatanes
I) M. beecheii Chimalteca
Estas agrupaciones fueron evaluadas utilizando una prueba de exactitud de Fisher en el
paquete de computo TFPGA (tools for population genetic analysis). Esta prueba presentó un
valor p mayor a 0.05, indicando que ni siquiera una de las agrupaciones es significativamente
diferente al resto. Así mismo se realizo la prueba de exactitud para las agrupaciones como
especies y nuevamente el valor de p fue mayor a 0.05 indicando que probablemente las
agrupaciones no se encuentran completamente diferenciadas.
III.1.3.4 Distancias Genéticas
Como se menciono en los métodos a partir de la matriz de presencias y ausencias obtenida
del paquete Gene Profiler a partir de los resultados electroforéticos y de GenAlex (Peakall y
Smouse, 2006) se desarrollo una matriz de distancias genéticas entre cada individuo amplificado
de las tres especies. Las distancias presentadas por este último, brinda una versión diferente de
la tradicional distancia genética de Nei, en este caso se trata de una sumatoria de las diferencias,
como una distancia Euclideana, y es la matriz de distancias que se necesita como punto de
partida para el desarrollo del Análisis de Varianza Molecular -AMOVA- (Peakall y Smouse,
2006). El AMOVA, es el análisis más apropiado según el tipo de datos con los que se cuenta,
sobre los cuales no se puede hacer ninguna suposición de equilibrio Hardy-Weinberg en la
población. Por lo tanto estos valores no serán las típicas distancias genéticas que van de cero a
uno, sino que tomaran valores desde cero hasta el infinito. En este caso los valores oscilaron de
cero a 7 (solo enteros).
En la matriz generada se resaltan los valores más altos y más bajos de distancias genéticas,
habiendo valores desde 0 hasta 7, de esta forma los especímenes con idénticos patrones de
amplificación presentaron distancias genéticas de 0 y los especímenes con patrones más
disímiles con distancias de 7.
III.1.3.5 Distancias Interespecíficas
Las distancias interespecíficas se encontraron con valores desde cero hasta valores de siete
entre un espécimen de Melipona beecheii proveniente de la región Merendón (Esquipulas) y dos
especímenes de M. solani provenientes de la región petenera.
45
M. yucatanica presento mayores distancias genéticas con los especímenes de M. beecheii
colectados en Santa Lucia Lachúa (valores de 6 a 5), encontrándose más cercana a M. solani con
valores de distancia que predominan entre 1 y 2, pero presentando en ocasiones valores de tres.
M. solani presento mayores distancias genéticas con especímenes de M. beecheii
provenientes de Lachúa y la región de Merendón, oscilando entre valores de 3 y 4.
III.1.3.6 Análisis de Varianza Molecular (AMOVA)
Utilizando el paquete de computo GenAlex (Peakall y Smouse, 2006) se realizó un Análisis
de Varianza Molecular, dicho paquete realiza este análisis siguiendo los métodos de Excoffier et
al., Huff et al., Michalakis y Excoffier. El AMOVA es un procedimiento estadístico
relativamente reciente que permite dividir jerárquicamente la variación genética entre
poblaciones y regiones con soporte estadístico gracias a la elaboración de permutaciones, en este
caso se realizaron 9999 permutaciones.
III.1.3.6.1 AMOVA para diferencias Interespecíficas
Para evaluar si la cantidad de variación es mayor entre especies diferentes o dentro de estas,
se realizo inicialmente un AMOVA en el cual se nombraron las poblaciones y también se
diferencio por especies. Los resultados nos indican que la diferencia entre especies (37%) es
menor que la cantidad de varianza que se encuentra dentro de las poblaciones (especímenes de la
misma especie colectados en la misma región), con un 57%. Esto sugiere que las poblaciones no
son grupos homogéneos en su interior, ya que el 6% de diferencias entre diferentes poblaciones
nos reafirma que estas diferencias son despreciables.
Figura 12. Gráfica de pie mostrando la varianza molecular interespecifica.
Fuente: Producido por el programa GenAlex 6 en base a resultados del Proyecto FODECYT 05-2008
III.1.3.6.2 AMOVA para Diferencias Intraespecíficas
Para acceder a la información de la cantidad de variación dentro de las especies se realizo un
nuevo AMOVA en el cual se evaluaron las agrupaciones como poblaciones (especímenes de la
misma especie, colectados en la misma región) y regiones (todos los especímenes colectados en
la misma región sin distinción de especie). Como puede observarse, los resultados apoyan las
inferencias anteriores, pues nos indican que las diferencias entre las poblaciones y dentro de las
poblaciones son mayores que aquellas dadas por el sitio de colecta o la especie. Esta gran
Entre especies 37%
Entre poblaciones 6%
Dentro de las poblaciones 57%
46
variación entre y dentro de las poblaciones debe estar siendo influenciada por las diferencias
encontradas en M. becheii, ya que M solani y M. yucatanica formaron grupos bastante
homogéneos.
Figura 13. Gráfica de pie mostrando los porcentajes de varianza molecular intraespecifica.
Fuente: Producido por el programa GenAlex 6 en base a resultados del Proyecto FODECYT 05-2008.
III.1.4 Análisis Morfológico y Sistemático
III.1.4.1 Descripción morfológica de las meliponas
De los 922 especímenes de meliponas colectadas 562 especímenes fueron identificados
como M. beecheii, 280 como M. solani y 80 como M. yucatanica. A continuación se presenta
una descripción morfológica de los especímenes colectados en las diferentes localidades por
especie.
M. beecheii: Esta especie presento abundantes diferencias en cuanto a las manchas amarillas en
la cara. La mayoría de localidades presentaron manchas amarillas evidentes, pero no tan
evidentes como se presentaron en M. yucatanica. Entre los grupos más sobresalientes de esta
especie se encontró en la localidad de Asunción Mita, Jutiapa, que presentó abejas con
abundantes manchas amarillas en la cara. La otra localidad fue en Petén, estas abejas mostraron
un tamaño corporal evidentemente más pequeño a las demás del país, con manchas amarillas en
la cara, abundantes pelos blancos en todo el cuerpo, por lo que se ven especímenes blanquecinos
y patas amarillas. En Cobán (Sacbinal), Equipulas, Ipala y Lachúa se presentaron especímenes
con el escutelo amarillo con una franja circular más clara, casi transparente, a diferencia de todas
las demás que presentan un escutelo pardo-ocre con una franja circular amarilla. Los
especímenes de Ipala y Esquipulas presentaron el mayor tamaño corporal.
M. solani: Esta especie mostró la mayoría de patrones característicos de la especie. Las
variaciones morfológicas por localidad fueron en base a las manchas amarillas de la cara, la
pilosidad que del escuto y coloración de abdomen y patas. Las poblaciones de Poptún, Petén se
diferenciaron del resto por presentar pilosidad parda en el abdomen, por lo que a simple vista
este grupo resalta por ser abejas “más negras” que las demás. Del mismo modo la población de
La Gloria, Uspantán, presentan patas notablemente más amarillas pero también un abdomen más
oscuro, por lo que también resaltan por ser “más negras” que las demás. En la colecta en bosque
dentro del Parque Nacional Laguna Lachúa, se observan dos grupos de abejas, se muestra el
primer tipo conformado por las abejas “más oscuras” con abdomen más oscuro y patas amarillas
Entre regiones 0%
Entre poblaciones 55%
Dentro de poblaciones 45%
47
y el tipo común sin variación al patrón. La población de San Marcos parece mostrar cierta
diferencia a las demás en cuanto a las manchas amarillas en la cara, esta población muestra
evidentes manchas, mientras las demás de localidades se observan muy poco. Las demás
poblaciones de esta especie presentaron una variación poco variable al patrón de la especie ya
descrito. No mostró una evidente diferencia en cuanto a tamaño corporal.
M. yucatanica: Se presentó dentro del patrón característico de la especie. Las variaciones
morfológicas por localidad se presentaron en las manchas amarillas de la cara de la abeja, la
coloración del integumento del escutelo y la coloración del integumento de las patas. Las abejas
colectadas en Moyuta, La Pajarita, Jutiapa; Pueblo Nuevo Viñas, Santa Rosa; y Samalá,
presentaron manchas amarillas muy evidentes en la cara, la coloración del escutelo amarillo, y
patas regularmente pardas a ocre. Sin embargo los especímenes colectados en Camojalito,
Huehuetenango son abejas más oscuras, con líneas amarillas en la cara muy poco evidentes, con
el escutelo pardo y el integumento de las patas negro. No mostraron una diferencia de tamaño
corporal percibirle.
III.1.4.2 Análisis Sistemático
Se produjo una matriz de datos de los 922 individuos con 16 caracteres (Cuadro 2) cada uno.
Al analizar los caracteres en búsqueda de caracteres poco informativos se detectó por medio del
programa WinClada versión 1.00.08 (Nixon, 1999-2002) que el carácter coloración del
integumento del tórax (carácter 16 en Cuadro 2) no era informativo, por lo que se eliminó y
quedaron únicamente 15 caracteres para el análisis. Al analizar los 922 individuos fue poco
visible la relación entre los individuos, por lo que se seleccionó únicamente a los individuos
diferentes, es decir, se eliminaron a todos los especímenes iguales, dejando así un total de 104
individuos para el análisis.
Al analizar la matriz de 104 individuos con 15 caracteres se produjeron varias opciones de
análisis. En el primer análisis sistemático se produjeron 100 árboles con una longitud de 69, un
índice de retención de 89 y un índice de consistencia de 36. De estos 100 árboles se seleccionó el
árbol representado en la Figura 12. En este árbol se observa separación de las tres especies de
meliponas.
Dentro del grupo de M. yucatanica se observa una separación de los especímenes colectados
en Camojalito, Huehuetenango, diferenciados por el carácter 12 (coloración del integumento).
Respecto a las otros especímenes de esta misma especie, no se observa un patrón de
diferenciación.
Dentro del grupo de M. solani se observa una leve separación (en la sección media hacia la
sección posterior clado del grupo) de los especímenes colectados en la región norte, es decir
Petén (PET), El Caoba (CAO), Río Dulce (RIO) y Poptún (POP). Sin embargo una población de
Poptún (POPs5831 y POPs5832) se ubica en la sección anterior del clado diferenciándose
claramente por varios caracteres. Otra población que tiende a diferenciarse son los especímenes
de Cerro San Gil (GILs5886).
48
En el grupo formado por M. beecheii no se observa diferenciación, sin embargo se observan
algunas asociaciones interesantes como es el caso de Asunción Mita (ASM) y Petén (PET) y la
coincidencia de los dos especímenes de Sacbinal (SAC) en un solo clado.
49
MOYy6945 MOYy6871
PNVy6652
HUEy6638
HUEy6640 HUEy6643
HUEy6648
HUEy6649
HUEy6650 HUEy6651
IPAy5663
REUy5945
REUy5963
REUy5964
REUy5965
PAJy6094
PETs5789 PETs5791
POPs5814
POPs5816 POPs5823 CAOs5752
CAOs5753 CAOs5755
CAOs5786 RIOs5843
RIOs5860
RIOs5861
POPs5831 POPs5832
SMAs6066
SMAs6039
SMAs6041
SMAs6062 LACs5450
LACs5452
LACs5468
LACs5469 LACs5472
LACs5475
LACs5476
LACs5479
LACs5485
LACs5491
LACs5506
LACs5514
REUs5940
REUs5971
GLOs7063 RIOs5865
GILs5886
GLOs6992 PANs7041
CAOs5768
GLOs7013
GLOs7018
SACb5544 SACb5559
REUb6004 REUb6016
ESQb5630
ESQb5654
IPAb5712
LACb5434
ASMb5743 PETb5794
SLTb6419 IQUb6393
INUb5574
PNVb6617
IPAb5700 PNVb5691
PNVb6580
PNVb6589
PNVb6534
LACb5541
LACb5543
SLTb6436 IPAb5672
SLTb6438
GLOb6973
GLOb7030
GLOb7119
ASIb5911
REUb5933
CHAb6518
PNVb6539
GLOb7100
COTb7112
COTb7133
GLOb7140
GLOb6955
GLOb7057
PANb7042
CAHb6851
BREb6360 BREb6349
PACb6810 VCAb6833
PAJb6928
PAJb6878
PAJb6891
GLOb7019
COAb6103
11 11
11
15 14
9
9
9
15 8 7
12 8 7 2
1
11 2
15 13
11
12 9
11
2
2
15 14 11
12
14 4
14
15 1
4
15 13 15
14
10 1
14 9
4
13 15
10 8 7
11 13
14
11 3
11
14 12 9 3 2
11
4
6
5
3
14
15
Figura 14. Árbol obtenido del primer análisis sistemático.
M. yucatanica
M. solani
M. beecheii
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
50
En el segundo análisis sistemático que se realizó con una matriz de 16 caracteres,
modificando para ello los caracteres 4, 11 y 13 (Cuadro 2), se produjeron 100 árboles con una
longitud de 67, un índice de retención de 89 y un índice de consistencia de 35. De éstos 100
árboles se seleccionó el árbol representado en la Figura 14.
En el árbol producido por el segundo análisis se puede observar al igual que en el árbol
anterior, una separación entre las tres especies de meliponas.
En este caso, el grupo de M. yucatanica sigue separándose de los especímenes colectados en
Huehuetenango y muestra además una asociación entre especímenes de Pueblo Nuevo Viñas
(PNV), Santa Rosa y los de la aldea La Pajarita (PAJ), Jutiapa. Los demás especímenes no
muestran asociación, únicamente se separan del grupo de Huehuetenango.
Para M. solani se forman dos grupos, en el primer grupo se observa una predominancia de
especímenes de Lachúa (LAC) y San Marcos (SMA) y nuevamente se muestra aparte al grupo de
especímenes de San Gil (GIL). En el segundo grupo nuevamente se separa un grupo de
especímenes de Lachúa y San Marcos y en otro grupo al igual que en el árbol anterior se muestra
una predominancia de individuos colectados en la región norte (Petén, El Caoba, Río Dulce,
Lachúa, La Gloria, Poptún, Pancús).
En el grupo de M. beecheii se forman también dos grupos, sin embargo no se observa
ninguna tendencia dentro de ellos. Como dato resaltante del primer grupo se observa al igual
que en el árbol anterior una asociación entre los especímenes de Asunción Mita (ASM) y Petén
(PET), y en este caso también con Cerro Cahuí (CAH). Además se repite la concordancia de los
individuos de Sacbinal en un mismo clado.
El tercer análisis sistemático realizado con un outgroup o grupo externo de tres especímenes
de las especies Trigonisca (Trigonisca (Dolichotrigona) shultesi (TZEd1090), Trigonisca maya
(TZEm1033) y Trigona (Trigonisca) pipioli (PATp1130)). Como resultado se obtuvo una matriz
de datos con 107 individuos con los caracteres originales como los utilizados para el primer
análisis, es decir 15 caracteres. Este análisis produjo 100 árboles de longitud 77, con índice de
retención de 88 y un índice de consistencia de 32. En los 100 árboles producidos se observaron
dos tendencias o tipos principales, los cuales son representados en las Figuras 15 y 16.
En el primer tipo de árbol (Figura 15) del tercer análisis se observa la tendencia un poco
reducida de la formación de los tres grupos de especies de meliponas. En este caso se invierte la
posición de las especies en el árbol, primero M. yucatanica, luego M. beecheii y por último M.
solani. M. yucatanica se presenta dividida en dos grupos donde en el primero se ubica
principalmente el grupo de Huehuetenango y el outgruop o grupo externo dentro de éste. En el
segundo grupo de esta especie coinciden los especímenes de Ipala (IPA) y La Pajarita (PAJ) más
no Pueblo Nuevo Viñas (PNV), los especímenes de Retalhuleu (REU) parecen no diferenciarse.
En este caso el grupo de M. beecheii muestra una separación de los especímenes colectados
en El Asintal (ASI), Retalhuleu. El grupo repite el patrón de agrupamiento entre los
especímenes de Cerro Cahuí, Petén y Asunción Mita. También repite la coincidencia de los
especímenes de Sacbinal.
51
MOYy6945 MOYy6871
PNVy6652
HUEy6638
HUEy6640 HUEy6643
HUEy6648
HUEy6649
HUEy6650 HUEy6651
IPAy5663
REUy5945
REUy5963 REUy5964
REUy5965 PAJy6094
PETs5789
PETs5791
POPs5814
POPs5816
POPs5823 CAOs5752
CAOs5753
CAOs5755
CAOs5786
RIOs5843
RIOs5860
RIOs5861
POPs5831 POPs5832
SMAs6066
SMAs6039
SMAs6041
SMAs6062
LACs5450
LACs5452
LACs5468
LACs5469 LACs5472
LACs5475
LACs5476
LACs5479
LACs5485
LACs5491
LACs5506
LACs5514
REUs5940
REUs5971
GLOs7063 RIOs5865
GILs5886
GLOs6992 PANs7041
CAOs5768
GLOs7013
GLOs7018
SACb5544 SACb5559
REUb6004
REUb6016
ESQb5630
ESQb5654
IPAb5712 LACb5434
ASMb5743 PETb5794
SLTb6419 IQUb6393
INUb5574
PNVb6617
IPAb5700
PNVb5691
PNVb6580
PNVb6589
PNVb6534
LACb5541
LACb5543
SLTb6436
IPAb5672
SLTb6438
GLOb6973
GLOb7030
GLOb7119
ASIb5911
REUb5933
CHAb6518
PNVb6539
GLOb7100
COTb7112
COTb7133
GLOb7140
GLOb6955 GLOb7057 PANb7042
CAHb6851
BREb6360
BREb6349 PACb6810
VCAb6833
PAJb6928
PAJb6878
PAJb6891
GLOb7019
COAb6103
16
16 15
10
10
10
16 9 8
13 9 8 2
2
16 14 12
12 15
12
12
16 15 12
13
4
4
15
1
10 15
1
11 10
16
5
1
16 14 15
15
14 16
11 9 8 2
15
12 5 2 13 10 3
14 15
5
5 2
5
3
12
7
6
3
15
16
Figura 15. Árbol obtenido del segundo análisis sistemático.
M. yucatanica
M.solani
M. beecheii
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
52
En el grupo de M. solani, no se observa mucha diferenciación. Únicamente se repite el patrón de
separación de los especímenes de Poptún, al igual que la separación de los especímenes de Cerro
San Gil.
En el segundo tipo o tendencia de árbol producida en el análisis con el outgroup o grupo
externo (Figura 16) se repite el patrón de la inversión de posiciones de M. solani con M.
beecheii, pero ahora el outgroup o grupo externo aparece en medio de la separación del grupo de
M. beecheii y M. solani.
El grupo de M. yucatanica se presenta parecido al grupo del primer tipo o tendencia, con la
diferencia que el grupo de Huehuetenango no contiene al outgroup o grupo externo.
El grupo de M. beecheii muestra también una separación en la sección posterior del grupo de
los especímenes colectados en El Asintal (ASI), Retalhuleu. El grupo también repite el patrón de
agrupamiento entre los especímenes de Cerro Cahuí, Petén y Asunción Mita. También repite la
coincidencia de los especímenes de Sacbinal.
Finalmente el grupo de M. solani, no muestra mucha diferenciación ni grupos, únicamente
se repite el patrón de separación de los especímenes de Poptún, al igual que la separación de los
especímenes de Cerro San Gil.
Al observar estos dos tipos de árboles se observa que la diferencia básica es el
posicionamiento del outgroup o grupo externo, que no se comportó de la forma como grupo
externo o outgroup.
53
MOYy6945 MOYy6871
PNVy6652 HUEy6638
HUEy6640 HUEy6643
HUEy6648
HUEy6649
HUEy6650 HUEy6651
IPAy5663
REUy5945
REUy5963
REUy5964
REUy5965 PAJy6094
PETs5789 PETs5791
POPs5814
POPs5816
POPs5823 CAOs5752
CAOs5753
CAOs5755
CAOs5786
RIOs5843
RIOs5860
RIOs5861
POPs5831 POPs5832
SMAs6066
SMAs6039
SMAs6041 SMAs6062
LACs5450
LACs5452
LACs5468
LACs5469 LACs5472
LACs5475
LACs5476
LACs5479
LACs5485 LACs5491
LACs5506
LACs5514
REUs5940
REUs5971
GLOs7063
RIOs5865
GILs5886
GLOs6992 PANs7041
CAOs5768
GLOs7013
GLOs7018
SACb5544 SACb5559
REUb6004
REUb6016
ESQb5630
ESQb5654
IPAb5712
LACb5434
ASMb5743 PETb5794
SLTb6419 IQUb6393
INUb5574 PNVb6617
IPAb5700
PNVb5691
PNVb6580
PNVb6589 PNVb6534
LACb5541
LACb5543
SLTb6436 IPAb5672
SLTb6438
GLOb6973
GLOb7030
GLOb7119
ASIb5911 REUb5933
CHAb6518
PNVb6539
GLOb7100
COTb7112
COTb7133
GLOb7140
GLOb6955
GLOb7057
PANb7042
CAHb6851
BREb6360 BREb6349
PACb6810
VCAb6833
PAJb6928
PAJb6878
PAJb6891
GLOb7019
COAb6103
TZEd1090 PATp1130
TZEm1033 14
11
15 14
9
9
9
9
14 8 7
12 8 7 2
11
15 13
11
11
2
4
4 15 13 11 9 8 4 1 11
14 15
12 3 11
14 4
1
4 13
14
15
1 10
9 15
1
4
15 13 14
4
1 10 8 7 6 2
4
2
4
3 11
14
13
11 3
11 4 2 12 9 14
6 5
15
Figura 16. Primer tipo de árbol obtenido del tercer análisis sistemático.
M. yucatanica
OUTGROUP
M. beecheii
M. solani
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
54
MOYy6945 MOYy6871
PNVy6652 HUEy6638
HUEy6640 HUEy6643
HUEy6648
HUEy6649
HUEy6650
HUEy6651 IPAy5663
REUy5945
REUy5963
REUy5964
REUy5965 PAJy6094
PETs5789 PETs5791
POPs5814
POPs5816
POPs5823 CAOs5752
CAOs5753
CAOs5755
CAOs5786
RIOs5843
RIOs5860
RIOs5861
POPs5831 POPs5832
SMAs6066
SMAs6039
SMAs6041 SMAs6062
LACs5450
LACs5452
LACs5468
LACs5469 LACs5472
LACs5475
LACs5476
LACs5479
LACs5485 LACs5491
LACs5506
LACs5514
REUs5940
REUs5971
GLOs7063
RIOs5865
GILs5886
GLOs6992 PANs7041
CAOs5768
GLOs7013
GLOs7018
SACb5544 SACb5559
REUb6004
REUb6016
ESQb5630
ESQb5654
IPAb5712
LACb5434
ASMb5743 PETb5794
SLTb6419 IQUb6393
INUb5574 PNVb6617
IPAb5700
PNVb5691
PNVb6580
PNVb6589 PNVb6534
LACb5541
LACb5543
SLTb6436 IPAb5672
SLTb6438
GLOb6973
GLOb7030
GLOb7119
ASIb5911 REUb5933
CHAb6518
PNVb6539
GLOb7100
COTb7112
COTb7133
GLOb7140
GLOb6955
GLOb7057
PANb7042
CAHb6851
BREb6360 BREb6349
PACb6810
VCAb6833
PAJb6928
PAJb6878
PAJb6891
GLOb7019
COAb6103
TZEd1090 PATp1130
TZEm1033
14 11
15 14
9
9
9
9
8 7
12 8 7 2
15 13
11
11
2
4
4
11 14 15
12 3 11
14 4
1
9 10
1
14 9
4
13 14
15
1
4
15 13 14
4
1 10 7
15 13 12 9 5 1 8 6
2
4
2
4
3 11
14
13
11 3
11 4 2 12 9 14
6 5
15
Figura 17. Segundo tipo de árbol obtenido del tercer análisis sistemático.
M. yucatanica
M. beecheii
OUTGROUP
M. solani
Fuente: Proyecto FODECYT 05-2008
55
III.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS
III.2.1 Colecta de Abejas
Las abejas meliponas fueron colectadas en un 64% de los departamentos del país, y de éstas
M. beecheii fue la más representativa en los sitios de colecta. Los departamentos donde se
colectaron las abejas fueron departamentos con condiciones templadas a tropicales con altitudes
bajas a medias. En los departamentos de Totonicapán, Chimaltenango y la parte alta de
Quetzaltenango no se colectaron meliponas probablemente por ser sitios altos y fríos. La
humedad parece no ser un factor determinante en la presencia en todas las meliponas.
M. solani parece ser la especie asociada a la humedad en el ambiente, estuvo presente
únicamente en clímas cálidos y húmedos. Por lo tanto esta especie parece estar aislada a la costa
sur y costa atlántica del país.
M. beecheii fue la especie más ampliamente distribuida y es única especie que parece tener
un traslape de hábitat con las otras dos especies. Como se muestra en la Figura 5, esta especie se
encuentra a lo largo de ambos cinturones húmedos del país, sin embargo parece tolerar tanto la
humedad como los climas áridos.
Finalmente, M. yucatanica no fue la única especie que no fue colectada en su hábitat natural,
y este hecho es preocupante debido a que los meliponarios probablemente estén albergando a la
mayoría de los especímenes vivos. Sin embargo, algunos meliponicultores como en Santa Rosa
y Chiquimula manifiestan que aún es posible encontrar colmenas de esta especie en potreros y
guamiles en los alrededores, por lo que es posible subestimar este dato y que esta especie sea la
más adaptada a ambientes perturbados.
Un dato muy diferente fue encontrado en Moyuta, Jutiapa, donde predomina un clima
húmedo y templado, y donde fue encontrado un alto número de colmenas de M. yucatanica. Es
probable que este sitio ante la perturbación humana del sureste del país, haya funcionado como
refugio de alguna población de esta especie, donde prosperó y se adaptó.
Respecto a las localidades es interesante observar que en Zacapa, El Progreso y Jalapa son
departamentos que tienen sus ecosistemas más perturbados y en estos departamentos no se
colectó ninguna melipona. Por lo tanto, Jutiapa, que es el departamento con menor porcentaje de
cobertura boscosa y más perturbado ecológicamente, no se esperarían encontrar meliponas, sin
embargo se colectaron dos especies de meliponas. Jutiapa parece ser una excepción, ya que a
pesar de no contar con pocos recursos naturales, cuenta con tradición en meliponicultura. Las
meliponas encontradas son el resultado de la tradición y herencia de los ancianos de las aldeas,
que en épocas pasadas, cuando “todavía había bosque” -manifiestan los meliponicultores- fueron
extraídas y ahora son criadas.
La ausencia de meliponas en los departamentos de Baja Verapaz, Sacatepéquez y
Suchitepéquez es probablemente debida al poco esfuerzo de colecta, ya que estos departamentos
parecen tener las condiciones necesarias para albergar a por lo menos una especie de melipona.
56
Al comparar la ubicación geográfica de las localidades de colecta de las meliponas se pudo
observar que en un 67% (46 localidades) las localidades se encuentran en los alrededores de la
cadena volcánica del sur. Esto puede deberse al grado de conservación que aun es posible
encontrar a lo largo de la cordillera. También es posible que el uso que se le da a la tierra en esa
región, la cual es mayoritariamente cafetalera, provea un ecosistema amigable a la biodiversidad
apícola local, y que de este modo se conserven las especies locales de abejas. Sin embargo, la
cordillera volcánica puede albergar a las meliponas encontradas por haber funcionado como
único refugio de las especies de abejas que migraron desde la costa sur debido al uso extensivo
de insecticidas y depredación de bosques que dieron lugar a los cultivos extensivos actuales.
De la misma manera, un 24% (11 localidades) se ubican en los alrededores del arco húmedo
del norte, que en este caso funciona como albergue de muchas otras especies (Campbell y
Vannini, 1989).
Según los datos evaluados, parece ser que las meliponas en Guatemala se encuentran en
sitios con cierto grado de perturbación, pero estos sitios deben estar cercanos a bosques (Armas,
2009) ya que es en éstos donde ellas nidifican y se pueden reproducir exitosamente.
A pesar de que las abejas parecen depender de los bosques para su reproducción y
subsistencia, pocas abejas fueron colectadas en su hábitat natural. Esta situación es
preocupante, ya que la mayoría de las localidades fueron meliponarios que pueden funcionar en
algunos casos como últimos remanentes de la diversidad apícola nativa, y si no se les
proporciona un buen manejo éstos podrían perderse también.
En pocas ocasiones se encontraron dos especies de meliponas en la misma localidad, y
cuando se presentaron fueron casos aislados y especiales. En el caso de M. beecheii y M.
yucatanica fueron encontradas en la misma localidad en Santa Rosa y Jutiapa, es decir en la
región sureste del país, y en los dos casos fueron en meliponarios. En el caso de M. beecheii y
M. solani fueron colectadas en Petén en un meliponario y sorprendentemente abundantes en
Quiché, en meliponarios y bosque, al igual que en el bosque en la Ecorregión Lachúa. Es decir
que únicamente se puede afirmar con certeza de que estas dos últimas especies coexisten
naturalmente en Uspantán, Quiché y la Ecorregión Lachúa, sitios que geográfica y
ecológicamente son similares y relativamente cercanos.
Unicamente hubo una ocación donde se encontraron las tres especies de meliponas, que fue
el caso de el Meliponario de Samalá, Retalhuleu, sin embargo, este meliponario fue establecido
para fines educativos, y todas las colmenas de meliponas provienen de sitios lejanos a su
ubicación actual. De igual manera, el meliponario de Santa Elena, Petén contiene a M. beecheii
y M. solani, pero ambas fueron llevadas de sitios lejanos y distintos a su ubicación actual. Es por
esto que no es posible inferir sobre estas especies en estas localidades.
57
III.2.2 Análisis Morfométrico con Morfometría Tradicional
III.2.2.1 Análisis Interespecífico
Los resultados de morfometría tradicional obtenidos en el presente estudio, respaldan el
potencial de esta técnica para diferenciar a nivel interespecífico a las especies del género
Melipona en Guatemala. Al aplicar los procedimientos para la corrección de tamaño se logró
separar cada una de las poblaciones catalogadas como especies distintas, según la clasificación
taxonómica de Ayala (1999) (Com. Per. Armas, 2009). Los resultados claramente demuestran
que se está tratando con tres poblaciones o grupos con variación significativa en caracteres
métricos del ala y de la cabeza, apoyando la clasificación previa de los grupos como Melipona
beechei, M. solani y M. yucatanica. Además se logó evidenciar ciertas tendencias de
diferenciación métrica de algunas poblaciones a nivel intraespecie, las cuales se discuten más
adelante.
Los caracteres del ala mostraron ser mejores para diferenciar las tres especies estudiadas
(figura 1a), resultado que concuerda con otros trabajos de investigación en los cuales han logrado
separar géneros de meliponinos y de otros grupos de abejas (Da Silva et al., 2007; Francoy et al.,
2009). Se sabe que la capacidad de vuelo de una especie en particular está directamente
relacionada al tamaño corporal de la abeja, especialmente al tamaño de las alas, las cuales a su
vez pueden sufrir adaptaciones de acuerdo a la geografía o condiciones ambientales locales, en
función de la distancia recorrida en búsqueda de alimento (Ruttner, 1988; Araújo et al., 2004).
Los datos obtenidos del análisis interespecífico demostraron que especies del mismo género
pudieron ser diferenciadas morfométricamente, diferencias que podrían deberse a la habilidad de
vuelo o bien al tamaño intrínseco de cada especie (Da Silva et al., 2007).
III.2.2.2 Análisis Intraespecífico
De acuerdo con Ruttner (1988), los análisis morfométricos pueden ser utilizados para
detectar variación intraespecífica o geográfica en poblaciones de abejas, ya que una característica
peculiar en este grupo de insectos es que sus estructuras anatómicas presentan variabilidad en
función de la adaptación a las condiciones ambientales locales. Se ha demostrado que los
caracteres morfológicos de las abejas poseen una alta heredabilidad, especialmente aquellos
caracteres relacionados con el tamaño de los insectos (Ruttner, 1988; Diniz-Filho y Bini, 1994).
Esto demuestra que tales caracteres morfológicos poseen un alto componente genético, lo que
los hace útiles para evaluar estructuras poblacionales y ser buenos indicadores de los procesos
evolutivos que podrían estar actuando sobre las poblaciones de abejas (Crewe et al., 1994;
Ftayeh et al., 1994; Meixner et al., 1994; Sheppard et al., 1997; Nunes et al., 2008).
En el caso de las abejas sin aguijón, generalmente se han utilizado caracteres de la cabeza y
del ala, así como del cuerpo, para analizar poblaciones. Los datos morfométricos también han
sido utilizados para estudiar la estructuración genética de estas abejas (Biesmeijer et al., 1999;
Carrillo et al., 2001; Sung et al., 2004; Quezada-Euán et al., 2007; Nunes et al., 2008; Viana et
al., 2009). En cuanto a los resultados intraespecíficos obtenidos en este trabajo, se logró
evidenciar la separación de algunas poblaciones provenientes de algunos departamentos,
58
dependiendo de la especie en cuestión. Estas diferencias métricas poblacionales dentro de cada
especie se describen más adelante.
Los resultados obtenidos en el análisis anterior, el interespecífico, después de los
procedimientos de corrección de tamaño en la cabeza y en el ala, indicaron una clara separación
entre los tres grupos analizados. Estos resultados revelarían una buena correlación entre las
relaciones morfométricas y filogenéticas dentro del género Melipona, (Brückner, 1976), así
como también indicarían que las variables utilizadas en este estudio tienen potencial para
analizar su variación intraespecífica.
III.2.2.3 Análisis Libre de Isometría
En este tipo de análisis se utilizaron grupos externos con la finalidad de reducir el espacio
morfométrico, con el propósito de que la variación intraespecie disminuyera en comparación con
la variación entre especies. Se quiso trabajar con grupos que fueran diferentes de la especie
analizada, pero que tales diferencias no fueran tan grandes, como es el caso entre especies
hermanas. Por ello se decidió trabajar con una población de las mismas especies utilizadas en el
estudio.
A nivel intraespecífico, en el caso de M. beecheii, no se observó ningún patrón de
diferenciación tanto con los caracteres de la cabeza como del ala, observándose un solo grupo
homogéneo. Los gráficos de dispersión y los dendrogramas obtenidos no apoyan los resultados
de De La Rúa et al. (2007) y May-Itzá et al. (2009), quienes lograron diferenciar tres grupos
genéticos de M. beecheii en Guatemala, basados en patrones de restricción (RFLP´s) de los
marcadores ribosomales llamados espaciadores transcritos internos 1 y 2 (ITS-1 y 2, por sus
siglas en inglés): un grupo A proveniente de Petén, un grupo B de San Marcos y, un grupo C,
correspondiente al resto de poblaciones del país. Sin embargo, la utilización de otra estructura,
como por ejemplo el tórax o patas, podría evidenciar estos u otros patrones de divergencia
morfológica en algunas poblaciones de esta especie que no pudieron observarse con caracteres
de la cabeza y del ala. O la utilización de la técnica de Morfometría Geométrica para analizar los
datos de las cabezas y de las alas también podría ayudar, ya que se ha reportado que dicha
técnica puede discriminar mejor subpoblaciones de una especie (Tofilski, 2008). El llevar a cabo
otros análisis utilizando un rango geográfico menor que el del presente estudio, también podrían
ayudar a encontrar diferencias entre poblaciones geográficas o provenientes de distintos hábitats.
Los análisis morfométricos demostraron la existencia de cierto grado de diferenciación
métrica dentro de la especie M. solani, mostrando la tendencia de dos poblaciones a separarse;
sin embargo, no se mantuvo el mismo patrón de resultados al analizar la cabeza y el ala, ya que
diferentes poblaciones se separan para cada estructura; solamente el caso de Nuevo Progreso,
San Marcos, se logra separar con ambas estructuras (Figura 7). Este patrón podría deberse a que
cada estructura está sometida a distintas presiones de selección. También hay que mencionar que
las diferencias encontradas no están influenciadas por la procedencia geográfica de las
poblaciones, es decir no se observaron agrupaciones por geografía.
Las comparaciones multivariadas de los caracteres métricos en estas especies de meliponas
revelaron que poblaciones que se encuentran aisladas geográficamente presentan similitudes en
59
las conformaciones de alas y cabezas, influenciadas por el modo de crecer de los individuos
(como es el caso de Samalá, de Retalhuleu, que se agrupa generalmente con las poblaciones de
Petén, en el caso de M. solani). Este patrón podría ser explicado por el transporte de colonias por
parte de los meliponicultores, práctica común en nuestro país relacionada con el fenómeno de la
migración humana, y que también fue realizado por la civilización maya (May-Itzá et al., 2009).
Por otro lado, no se puede descartar el flujo genético entre poblaciones cercanas, lo que
explicaría la imposibilidad de diferenciar aquellas poblaciones del mismo departamento, como
sucede con las colmenas provenientes de Livingston y Río Dulce, ambas en Izabal (separadas
por 10 km).
Es importante mencionar que el rango de vuelo de las meliponas generalmente varía entre
los 600 y poco más de 2000 metros (Roubik y Aluja, 1983; Biesmeijer, 1997), un rango de vuelo
pobre, si consideramos las distancias recorridas por un individuo de Apis mellifera,
aproximadamente 13.5 km, o un individuo de una abeja euglosina, Euplusia surinamensis, que
puede recorrer hasta 23 km (Janzen, 1971; Michener, 1974). Además, una hembra reproductiva
no migra muy lejos, dispersándose solamente algunos cientos de metros de la colonia de la
madre (Engels y Imperatriz–Fonseca, 1990). Debido a estas características de las meliponas, la
dispersión natural de las meliponas a grandes escalas, y por ende el flujo génico natural a ese
nivel, deben ser fenómenos muy difíciles de realizarse, por lo que no podría explicar las
similitudes encontradas entre poblaciones aisladas por cientos de kilómetros (Samalá-San
Benito, aprox. 680 km). La utilización de otros caracteres y de herramientas moleculares
ayudaría a esclarecer el panorama de esta variabilidad morfológica dentro de M. solani.
La diferenciación métrica de la población de M. solani de San Marcos podría deberse al
efecto de la deriva génica. Algunos autores han sugerido que en la tribu Meliponini, este
fenómeno natural es un factor extremadamente importante en el aislamiento de pequeñas
poblaciones locales, y que especies del género Melipona son más susceptibles a los efectos de la
deriva génica debido a la homocigocidad del locus Xo relacionado con la determinación del sexo
(Araújo et al., 2004). Si tomamos en cuenta que las poblaciones de M. solani provenientes de
este departamento se caracterizan porque son colmenas que se encuentran bastante aisladas de
otras de la misma especie que se encuentran en otros departamentos (Com. Per. Armas, 2009), la
deriva génica podría ser la explicación más plausible que explique la diferenciación de la
población de San Marcos. Sin embargo es necesario probar esta hipótesis con estudios genéticos
con algún marcador molecular neutral.
Un aspecto interesante de este resultado es que es similar al obtenido en los dos estudios de
M. beecheii mencionados más arriba: el primero, en el que se analizaron poblaciones de M.
beecheii provenientes de México, Guatemala, El Salvador y Costa Rica, mediante (De la Rúa et
al., 2007); y el segundo realizado por May-Itzá y sus colaboradores (2009), quienes analizaron
las mismas poblaciones de M. beecheii provenientes de los mismos países, solo que esta vez
utilizando la técnica de PCR-RFLP del marcador ribosomal ITS-1. En ambos estudios se
encontró que una de las poblaciones de Guatemala, la que provenía de San Marcos (pero de una
localidad distinta, en este caso Pajapita, a la de esta tesis), presentó en ambos marcadores un
patrón de restricción único y distinto al de todas las demás poblaciones, tanto de Guatemala
como de México y Centroamérica, variación que según los autores, sugiere la existencia de un
fenómeno de especiación parapátrica entre poblaciones de la costa del Pacífico cercanas al
60
departamento de San Marcos, pero que sin embargo no hay que descartar la posibilidad de que la
variación encontrada represente ecotipos adaptados a las condiciones ambientales locales (De la
Rúa et al., 2007). Lamentablemente no se contó para este trabajo de tesis con una población de
M. beecheii proveniente de San Marcos, departamento clave en los estudios mencionados arriba.
Es necesaria la colecta de especímenes de esta especie en esa zona, para poder determinar si las
técnicas morfométricas apoyan los resultados obtenidos con los análisis efectuados con los
marcadores moleculares mencionados arriba, lo cual a su vez apoyaría el resultado obtenido en
este estudio con las poblaciones de M. solani de San Marcos.
La eliminación del tamaño isométrico en el caso de M. yucatanica reveló poca
diferenciación métrica entre las poblaciones analizadas de esta especie. Se encontró que las
poblaciones del departamento de Jutiapa presentaron una conformación algo diferente a las de
las demás poblaciones, diferencia más clara en las abejas provenientes de la localidad de La
Pajarita, del municipio de Jutiapa (Figura 8). Inclusive en esa gráfica se logra apreciar que La
Pajarita casi no se traslapa con la otra población de Jutiapa, Moyuta, separadas por
aproximadamente 53kms. Estas diferencias en la conformación de la cabeza de las poblaciones
jutiapanecas podrían ser consecuencia de cambios alométricos que han modificado las
proporciones de esta estructura entre individuos pequeños y grandes de la misma especie, pero la
remoción del tamaño isométrico no nos informa sobre este aspecto (Dujardin, 2000).
En términos generales, en el análisis de cada especie, las poblaciones estudiadas muestran
un gran porcentaje de semejanza morfológica, indicio de la existencia de cierto flujo génico entre
colmenas cercanas y movimiento de colonias, como se mencionó arriba. Sin embargo, las
diferencias encontradas demuestran que algunas poblaciones han adquirido adaptaciones
particulares al ambiente, es decir, existen cierta variación geográfica de las poblaciones, tal como
sucede con las poblaciones de Jutiapa y San Marcos, pero que aún no han creado barreras
biológicas y ecológicas suficientemente importantes para separar unas de otras. Se necesitan más
evidencias de tipo genético, conductuales, taxonómicas y ecológicas para determinar si estamos
hablando de poblaciones de una sola especie, o de distintas especies.
III. 2.2.4 Análisis Libre de Alometría
Para poder realizar este tipo de análisis fue necesario probar que el conjunto de variables
seleccionadas (5 para las cabezas y alas; ver apartado de materiales y métodos) para cada
estructura, siguiera un modelo de crecimiento común, ya que en teoría se espera que individuos
de la misma especie presenten una misma forma de crecer (Dujardin, 2000). Si las poblaciones
analizadas de la misma especie no seguían tal modelo, se puede suponer cambios evolutivos o
adaptativos; es decir, si se encontraban diferencias a nivel de forma, entonces toda la variación
métrica observada no podía ser explicada solamente por el crecimiento (Dujardin, 2000). Sin
embargo, hay que tomar en cuenta que es posible encontrar diferentes maneras de crecer en
poblaciones ecológicas y geográficas de la misma especie (llamadas alometrías divergentes),
aunque no se sabe con qué frecuencia y hasta qué niveles (Jaramillo y Dujardin, 2002).
En este tipo de análisis se excluyeron los grupos externos, por ser un tipo de exploración de
la variación intraespecífica. Para las tres especies analizadas, únicamente las poblaciones de M.
yucatanica siguieron el modelo de crecimiento común con el conjunto de 5 variables del ala
61
seleccionadas inicialmente. Por lo que fue necesario probar diferentes combinaciones de 4
variables para la cabeza, pero ninguna siguió el modelo. En cuanto a M. solani, solamente una de
las combinaciones de 4 variables de la cabeza siguió el modelo, luego de probar el modelo con el
conjunto de 5 variables (Cuadro 10). En el caso de M. beecheii, ninguno de los juegos de
variables probados siguió el modelo, ni para la cabeza ni para las alas.
Los resultados obtenidos aplicando el método de Klingenberg (1996) muestran un menor
grado de diferenciación que el logrado con el análisis libre de isometría, es decir, no se observa,
en los gráficos de dispersión, una clara diferenciación de alguna población o de un grupo de
poblaciones, para las especies M. solani y M. yucatanica. La primera de ellas mostró formas muy
similares de la cabeza, mientras que la segunda especie presentó formas de las alas similares. Sin
embargo hay que mencionar que los estadísticos de las pruebas sí fueron significativos,
indicando que por lo menos una de las medias poblacionales es diferente.
En el caso de M. solani, el gráfico de dispersión muestra la formación de una nube bastante
homogénea conformada por las distintas poblaciones, resultado que apoyaría las hipótesis de
que se mantiene un cierto flujo génico entre ellas, en el caso de las poblaciones cercanas
geográficamente, o de un movimiento de colonias por parte de los meliponicultores, en el caso
de poblaciones muy apartadas. Ambos fenómenos provocarían que las poblaciones permanezcan
homogéneas. Sin embargo, como se indicó anteriormente, los estadísticos de las pruebas nos
indicaron que al menos una de las poblaciones es levemente diferente, la cual fue evidente al
realizar el dendrograma correspondiente basado en los factores discriminantes. Dicha población
correspondió a la localidad de Nuevo Progreso, San Marcos, la cual también se diferenció en el
análisis libre de isometría. El valor de Wilk´s lambda de 0.53 podría estar indicando que esta
última población estaría experimentando cambios adaptativos o evolutivos (Jaramillo y Dujardin,
2002). Como ya se mencionó anteriormente, la deriva génica podría estar jugando un papel
importante en la diferenciación de dicha población (Araújo et al., 2004). Recordemos que
poblaciones de M. beecheii provenientes del mismo departamento han presentado haplotipos
únicos con los marcadores ribosomales ITS-1 y 2 (De la Rúa et al., 2007; May-Itzá et al., 2009).
Otro resultado relevante es el hecho de que en este tipo de análisis, los polígonos de las
poblaciones de Poptún y San Benito sí se traslapan, cosa que no sucedió en el análisis libre de
isometría (Figuras 7 y 9). Este resultado nos indicaría que existe cierto tipo de flujo génico entre
dichas poblaciones, más probablemente del tipo movimiento de colonias por parte de humanos
(May-Itzá et al., 2009).
Los resultados obtenidos con las poblaciones de M. yucatanica son similares a los de los
análisis libres de isometría (Figuras 8 y 10). Las meliponas de La Pajarita y Moyuta, ambas
provenientes de Jutiapa, forman un grupo que se diferencia de las demás poblaciones, en este
caso, Camojalito, Huehuetenango, Chiquimula, Chiquimula y Samalá, Retalhuleu. El análisis de
cluster realizado en este caso sobre los factores discriminantes obtenidos del análisis de las alas
de las abejas, muestra de nuevo la tendencia de la población de La Pajarita a separarse del resto
(ver dendrograma), al igual que en el análisis libre de isometría aplicado a las cabezas de los
mismos individuos. Sin embargo, a diferencia de este último, dicha separación es menos evidente
en el gráfico de dispersión, ya que el polígono que conforma a La Pajarita se traslapa con todos
los demás polígonos que corresponden a las demás poblaciones, por lo que podríamos afirmar
que las diferencias presentadas por las poblaciones jutiapanecas con respecto a las demás, son
62
producto de cambios alométricos en las proporciones entre individuos de distintos tamaños de la
misma especie (Dujardin, 2000).
Tanto en el dendrograma como en el gráfico de dispersión, se logra observar que la
población de Samalá, Reu, también tiende a separarse. Sin embargo, esta diferenciación no se
obtuvo con el análisis libre de isometría de M. yucatanica. Lo que sí prevalece entre los dos
análisis es la semejanza presente en los caracteres métricos entre la población de Samalá y las de
Camojalito y Chiquimula. Parece ser de nuevo un caso de diferenciación alométrica entre
individuos de la misma especie, pero con distintas dimensiones.
III.2.3 Análisis Molecular con RAPD’S-PCR
III.2.3.1 Estandarización de Protocolos
Debido a que no se contaba con la estandarización de los protocolos de extracción y
amplificación de ADN, la primera parte del proceso para realizar el análisis del ADN requirió la
estandarización de dichos protocolos (ver métodos), logrando establecerse el método para la lisis
de patas y obtención a partir de estas del ADN genómico de las abejas, utilizando un método no
comercial, a partir de lisis de las extremidades a través de la congelación, y la extracción del
ADN utilizando un método salino (Dodecil Sulfato de Sodio) mucho más deseable que los
métodos cloroformicos debido a las características toxicas del fenol-cloroformo.
Además también se estandarizaron los ciclos de amplificación del ADN genómico
utilizando el kit comercial de Amplificación Red Taq (ver métodos).
Ambas estandarizaciones son aportes muy importantes para el desarrollo de futuros análisis
genéticos de estas especies y otras especies de abejas.
III.2.3.2 Análisis de Polimorfismo
Como se menciono en los resultados, se realizaron pruebas de amplificación de 18 cebadores
diferentes, sin embargo posterior al análisis de los resultados de las electroforesis se decidió
utilizar los patrones de amplificación para el OPA16 (Figura 11) ya que este fue el único que
resulto polimorfico para las tres especies, lo cual no suele ser usual al trabajar con cebadores
oligonucleotidos para RAPD, sin embargo las escasas diferencias en los patrones de
amplificación pueden deberse a la condición genética de estas especies al ser haplodiploides
(macho haploide, hembra diploide) y monoandricas (un solo macho fertiliza a la colmena), aun
cuando se accedió a una mayor cantidad de información al utilizar un solo espécimen por sitio de
colecta, para evitar traslapes de colmenas.
Esta condición de haplodiploidia y monoandria también limitó el desarrollo de los análisis,
ya que usualmente a partir de los resultados de las amplificaciones aleatorias de ADN
polimórfico se pueden realizar análisis de distancias genéticas, de fijación e intercambio
genético, sin embargo para ello es necesario aceptar la suposición de que las poblaciones se
encuentran en un modelo ideal de intercambio genético, el equilibrio de Hardy-Weinberg, pero
las condiciones reproductivas de estas abejas imposibilitan tal suposición al violar las reglas de
63
dicha suposición, empezando por la carencia de una reproducción aleatoria. Por ello fue
necesario realizar análisis fenotípicos, con distancias fenéticas, frecuencias fenotípicas, para no
necesitar la suposición del equilibrio H-W.
III.2.3.3 Prueba de Exactitud de Fisher
A partir de las frecuencias fenotípicas se realizo una prueba de exactitud de Fisher,
obteniendo un valor p = 0.2866 con una desviación estándar de 0.0043, este resultado nos indica
que nuestros grupos no existe diferencias significativas entre nuestros grupos de especímenes al
ser analizados por los patrones de amplificación del OPA 16 tanto al ser agrupados por su
especie, como por su procedencia, esta escasez de variación se comprende mejor al analizar la
matriz de las distancias fenéticas, ya que en ella se pueden evaluar las diferencias individuales y
no globales.
III.2.3.4 Distancias Genéticas
Respecto a la matriz de distancia fenotípica pudo observarse que los grupos de M. solani y
M. yucantanica son muy homogéneos en su interior arrojando distancias dentro de su grupo con
valores de cero o cercanos al cero en su mayoría, lamentablemente solo se contaba con dos
especímenes que presentaron amplificación para el OPA16 en M. yucatanica, pese a ellos estos
presentaron una distancia fenética de cero aun proviniendo de diferentes regiones.
El grupo más heterogéneo en su interior es el de M.beecheii, siendo este entonces el que
impide la diferenciación de grupos, sin embargo es del cual se contaba con más especímenes.
Los especímenes de M. beecheii muestran distancias fenéticas desde cero hasta valores muy
altos como 6, lo cual indica que es tan disímil con especímenes de su misma especie como lo es
con los de las otras dos especies (ver matriz de distancias fenotípicas), lo cual nos podría indicar
una carencia de estructuración genética en los especímenes de M.beecheii, razón por la cual fue
necesario realizar un Análisis de Varianza Molecular (AMOVA) para acceder a la información
de si existe mayor varianza dentro de cada especie, o entre especies, dentro de cada región o
entre regiones.
III.2.3.5 Análisis de Varianza Molecular
El análisis de varianza molecular se realizo de dos formas diferentes para tener una mayor
visión de la dinámica de la variación genética en los especímenes de las tres especies, en el
primer análisis se formaron grupos de acuerdo a las especies, en esta parte, los resultados fueron
consistentes con la información obtenida en los análisis de distancias genéticas y la prueba de
exactitud (Figura 12) como puede observarse la mayor variación (57%) está dada por las
diferencias dentro de las poblaciones, seguida de las diferencias entre especies (37%) y un
mucho menor porcentaje (6%) atribuido a las diferencias entre poblaciones, en este análisis se
denomino población al grupo de organismos de la misma especie y la misma región, este primer
análisis de varianza nos muestra una vez más la carencia de una estructuración genética en los
especímenes de las poblaciones de las tres especies.
64
Durante el segundo análisis se denomino como población nuevamente a los especímenes de
la misma especie colectados dentro de la misma región en esta ocasión nuevamente los
resultados soportan a los anteriores, indicándonos que no hay variación dada por el sitio de
colecta o región, encontrándose los mayores porcentajes de variación entre y dentro de
poblaciones, lo cual una vez más nos indica la carencia de una estructuración geográfica en las
diferencias genéticas de los especímenes de las tres especies estudiadas del genero Melipona.
III.2.4 Análisis morfológico y Sistemático
III.2.4.1 Análisis morfológico
Los especímenes de abejas colectadas se determinaron pertenecientes a las tres especies de
abejas meliponas que se esperaba encontrar en el país, sin embargo, en las descripciones
taxonómicas presentes en la clave dicotómica utilizada, se presentaron caracteres que varían en
cuanto a tamaño y coloración de las estructuras de las meliponas. Esto puede deberse a que el
grupo de las meliponas sea altamente variable (Ramírez, 2010), ya que en ningún caso, ni
siquiera las especies colectadas cerca de México, país para el que la clave fue realizada, la
descripción coincide exactamente. Por lo tanto estas variaciones de patrones de coloración y
tamaño de las abejas meliponas en Guatemala deben incluirse al momento de considerarse la
realización de una clave dicotómica para el grupo.
Dentro de M. beecheii se observó el mayor rango de variaciones en los especímenes
colectados a lo largo del país. En el caso de Asunción Mita, Jutiapa, es probable que la alta
variación respecto a los demás especímenes colectados en la coloración de las manchas en la
cara sea debido al aislamiento geográfico. Esta colmena ha permanecido por varios años, y
según el meliponicultor ya no se encuentran colmenas silvestres en los alrededores.
M. beecheii parece variar ampliamente en cuanto al tamaño corporal. En Ipala y Esquipulas,
sitios con condiciones ambientales bastante similares, se colectaron los especímenes más grandes
del país. Sin embargo, en Petén, M. beecheii también presenta notable variación. Esta especie
mostró una reducción de tamaño corporal. Esto es una es una clara manifestación de la Regla de
Bergmann que manifiesta que a mayores temperaturas los individuos son más pequeños en los
sitios con temperaturas menores. A diferencia del tamaño corporal, la tendencia de la evidente
pilosidad corporal blanquecina y las patas más amarillas en Petén, pueden ser ejemplos de la
plasticidad morfológica o clina de variación de la especie. Así mismo podría sugerirse en el caso
de la coloración clara del escutelo en Sacbinal, Esquipulas, Ipala y Lachúa, que no parecen tener
una correlación geográfica o altitudinal.
El grupo de especímenes colectados de M. solani parece no tener tanta variación en sus
caracteres como M. beecheii. Sin embargo se observaron individuos con coloraciones más
oscuras, como en el caso de Poptún, Petén, La Gloria, Uspantán y Lachúa. Estos sitios no son
uniformes en cuanto a condiciones ambientales, ya que Poptún y Petén son sitios secos y en
cambio La Gloria y Lachúa es húmedo. Sin embargo estos lugares pudieron haber estado
interconectados en el pasado, ya que La Gloria se encuentra en un lugar donde convergen el
bosque húmedo de las Verapaces, el bosque seco de Quiché y el bosque latifoliado de El Petén.
65
Un patrón bastante característico se presenta en los individuos de San Marcos, quienes a
excepción de todos los especímenes colectados quienes presentan manchas poco evidentes en la
cara, estas las presentan en forma abundante y evidentes. Esta variación podría deberse también
a una variación debido al ambiente, pero en este caso es un patrón bastante único en todo el
grupo de especímenes.
En el caso de M. yucatanica, quienes podría decirse que forman un conglomerado más o
menos uniforme, presentó una población bastante diferente al resto de especímenes colectados.
Este grupo de abejas se encontró en Camojalito, Huehuetenango, quienes a diferencia de los
demás especímenes, presentan marcas en la cara poco evidentes, escutelo pardo y patas con
integumento negro. Para este grupo se podría sugerir que por ser una población bastante alejadas
de las demás poblaciones en el sureste del país, pudieron desarrollar estas características. Sin
embargo, morfológicamente no se considera que haya asociación entre este grupo y el grupo de
M. yucatanica del sureste.
III.2.4.1 Análisis sistemático
Este análisis fue realizado con el objetivo de obtener aún más datos y dar mayor validez a
este estudio. Este análisis se realizó en su forma más sencilla, ya que se tomaron en cuenta
únicamente 20 caracteres, que luego del análisis de los mismos únicamente se trabajo con los
caracteres más informativos, dejando únicamente 16. Es importante hacer notar que para los
estudios de sistemática es necesario tomar la mayor cantidad de caracteres posible, para así, tener
una mejor idea del comportamiento de los grupos. Además, existen pocos estudios de
sistemática con abejas sin aguijón, y tanto la selección de caracteres como la codificación de los
mismos fueron arbitrarios, ya que no se encontró información al respecto, y fue a base de prueba
y error que se seleccionaron los caracteres que se utilizaron.
En el árbol producido en el primer análisis se puede observar un mayor acercamiento entre
M. yucatanica y M. solani y ésta a M. beecheii. Dentro de las diferencias encontradas en el árbol,
la más destacado es el agrupamiento de las M. yucatanica de Camojalito, Huehuetenango, y el
agrupamiento de los especímenes M. solani del norte, es decir, Petén e Izabal. En el
agrupamiento de M. beecheii no es posible ver asociaciones entre las poblaciones.
En el segundo análisis, donde se modificó la codificación de tres caracteres para evaluar
mejor el agrupamiento de los grupos, mostró las mismas asociaciones que para el primer análisis,
con algunas pequeñas diferencias. En el caso de M. yucatanica también se dio una asociación
entre Santa Rosa y La Pajarita, Jutiapa. Y en el caso de M. solani, asoció las poblaciones de
Lachúa y San Marcos.
Finalmente en el tercer análisis, donde se ingreso el grupo externo al análisis, no fue posible
diferenciar ni agrupar casi ninguna población. Es probable que los especímenes, que en este caso
fueron Trigonisca sp., no hayan cumplido su rol como grupo externo, o simplemente son
necesarios más caracteres para determinar si el grupo externo está realmente en los sitios donde
sugieren los árboles de este análisis.
66
El análisis sistemático más informativo probablemente haya sido el segundo, ya que agrupó
el poblaciones de una mejor manera presentándolos más claros. No se puede decir con certeza
que el análisis fue exitoso debido a que ninguno de los tres análisis se presentó un índice de
consistencia mayor a 40, y en los tres la longitud del árbol fue bastante. Por lo tanto es necesario
realizar un análisis generalizado de los resultados de los tres análisis para poder inferir de una
mejor manera el comportamiento de las meliponas en Guatemala.
III.2.5 Análisis Generalizado
A continuación se presenta un análisis generalizado, en el que se tomarán en cuenta los
resultados obtenidos en los análisis morfométricos, moleculares, morfológicos y sistemáticos
para así obtener las conclusiones finales de los resultados del proyecto.
Es evidente que con todos los análisis realizados en el proyecto es posible diferenciar las tres
especies de meliponas. Con los análisis al nivel en que fueron realizados, se puede sugerir que
en Guatemala únicamente se encuentran las tres especies de meliponas propuestas, es decir, M.
beecheii, M. solani y M. yucatanica. En base a esta conclusión se tomó la decisión de elaborar el
material informativo (Anexo 1) propuesto en el proyecto, con el objetivo de dar a conocer a los
meliponicultores las tres especies de meliponas que hay en el país. De esta manera se contribuye
significativamente al continuo desarrollo de la meliponicultura en el país, ya que conociendo las
especies los meliponicultores serán capaces de aplicar las técnicas apropiadas para la crianza de
las meliponas en el país.
A pesar que los resultados interespecíficos son claros en los cuatro tipos de análisis, es
evidente que existen diferencias intraespecíficas que probablemente no fueron lo suficientemente
significativas debido al nivel en los análisis realizados. Probablemente al realizarles un análisis
con mayor profundidad como por ejemplo realizando morfometría en patas y tórax, un análisis
sistemático con más número de caracteres o un análisis genético más específico, las diferencias
sean significativas.
La especie con mayor diferencias a lo largo del todo el país fue M. beecheii. Esta abeja
muestra diferencias morfológicas, sistemáticas y moleculares. Es probable que al agregar
análisis moleculares como ITS se logren establecer con mayor precisión las diferencias
encontradas en RAP’S-PCR. Con los análisis moleculares realizados se percibieron diferencias
leves, no significativas en ciertas poblaciones de M. beecheii, que evidentemente no siguen un
patrón en cuanto a altitud o ubicación geográfica. La poca influencia de estas variables son
fácilmente justificables en el sentido en que esta especie ha sido ampliamente criada, manipulada
y trasladada desde la presencia de los mayas en la región hasta como en nuestros días. Esta
especie puede presentar aún las variaciones y adaptaciones a sus ambientes naturales de donde
fueron originalmente extraídas y es probable que por eso las diferencias observadas no sigan un
patrón específico.
En cuanto a M. solani, que parece un grupo más consistente según los análisis moleculares y
morfométricos, es también un grupo con una población evidentemente diferente. Tanto en los
análisis morfométricos, morfológicos y moleculares la población encontrada en Nuevo Progreso,
San Marcos es significativamente diferente al resto de meliponas colectadas en el país. Además,
67
según los análisis morfométricos y sistemáticos, la población de Nuevo Progreso, San Marcos y
una población de Lachúa (coincidiendo con la separación de los dos tipos de M. solani en el
análisis morfológico) se diferencian también del resto de meliponas del país. Es también
evidente, al igual que en M. beecheii, esta agrupación no sigue un patrón en cuanto a ubicación
geográfica ni de altitud. Estas poblaciones estas aisladas geográficamente una de la otra y no así
con otras poblaciones más cercanas a ellas, ya que la población de San Marcos está aledaña a las
poblaciones de boca costa, y la población de Lachúa a las poblaciones peteneras y de Quiché.
En cuanto a M. yucatanica es evidente, al igual que con M. solani, que se forma un
conglomerado uniforme de todas las poblaciones. Sin embargo existe la diferenciación
consistente, aunque débil y no significativa, de la población de Camojalito, Huehuetenango.
Esta población se diferenció en los análisis morfométricos, morfológicos y muy
consistentemente en el análisis sistemático. Es bastante importante hacer notar que esta
población no amplificó con los análisis moleculares, dando un indicio de que esta población
pueda tratarse de una variación, subtipo o subespecie de M. yucatanica. Esta población, a
diferencia de las poblaciones de M. solani, si se encuentra geográficamente aislada, ya que la
mayoría de poblaciones se encontraron al sureste del país.
Finalmente se puede inferir que las poblaciones de meliponas en el país se presentan con un
alto nivel de variación, principalmente M. beecheii, que es la especie de melipona más
ampliamente utilizada en meliponicultura en el país. Sin embargo M. solani y M. yucatanica
muestran diferencias, en el caso de M. solani, significativas, en la diferenciación de algunas
poblaciones específicas dentro de su rango de distribución. Este proyecto logró evidenciar que si
hay una alta diferenciación inter e intraespecífica en las meliponas de Guatemala, y es necesario
ahondar en los análisis y técnicas utilizadas para así confirmar las diferencias observadas.
68
PARTE IV.
IV.1 CONCLUSIONES
Las meliponas en Guatemala presentan diferenciación a lo largo de su distribución
geográfica en el país. Además muestran un alto grado de variación, principalmente M. beecheii.
Según los análisis morfométricos puede decirse que las tres especies de meliponas se
diferenciaron en poblaciones diferentes, sin embargo esta diferenciación fue más consistente en
M. solani y M. yucatanica. Estas poblaciones fueron Nuevo Progreso, San Marcos y Lachúa en
M. solani y Camojalito, Huehuetenango en M. yucatanica. En casi todos estos casos en
excepción de M. yucatanica en la que la población se encuentra geográficamente aislada, no
siguió un patrón en cuanto a distribución geográfica, zonas de vida o altitud.
Según los análisis moleculares también puede inferirse que las tres especies de meliponas se
diferenciaron entre sí. Sin embargo no fue posible diferenciar significativamente ninguna
variación dentro de las especies. Únicamente se puede decir que la población de M. yucatanica
de Camojalito, Huehuetenango, geográficamente aislada, la cual no amplificó, pueda ser parte de
un grupo aparte o subespecie de ésta.
Con ningún análisis efectuado fue posible correlacionar las diferenciaciones genéticas ni
fenéticas con las regiones biogeográficas del país.
Los resultados del proyecto contribuyen significativamente al conocimiento de las especies
utilizadas en la meliponicultura en el país. Con el material informativo producido en este
proyecto (ver bifoliar en Anexo 1) se podrán compartir y difundir los resultados con los
meliponicultores en todo el país.
IV.2 RECOMENDACIONES
Es necesario realizarles un análisis más específico y más profundo a todos los
especímenes colectados en el proyecto, ya que al realizarles un análisis con mayor profundidad
como por ejemplo realizando Morfometría en patas y tórax, un análisis sistemático con más
número de caracteres o un análisis genético más específico como ITS, es probable que se
encuentren diferencias significativas.
69
IV.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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72
IV.4. CITACIÓN BIBLIOGRÁFICA DE ESTE DOCUMENTO
Monroy Escobar, M.C., Armas Quiñónez, A.G., Solórzano Ortiz, E., García Recinos, M.J.
(2010) Diferenciación genética y fenética de Melipona beecheii, Melipona yucatanica y
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Universidad de San Carlos de Guatemala. Guatemala. Informe Final de Proyecto FODECYT 05-
2008. 75pp.
© Monroy Escobar, M.C., Armas Quiñónez, A.G., Solórzano Ortiz, E., García Recinos, M.J.
Universidad de San Carlos de Guatemala. Derechos Reservados.
73
IV.5 ANEXOS
IV.5.1 Anexo 1. Bosquejo del Bifoliar informativo elaborado según los resultados del proyecto.
74
PARTE V
V.1 INFORME FINANCIERO
AD-R-0013
Nombre del Proyecto:
Numero del Proyecto: 005-2008
Investigador Principal: DRA. MARÍA CARLOTA MONROY ESCOBAR
Monto Autorizado: Q273,625.00
Plazo en meses 20 MESES
Fecha de Inicio y Finalización: 01/05/2008 al 31/12/2009 PRÓRROGA AL 31/03/2010
Menos (-) Mas (+)
1 Servicios no personales
181
Estudios, investigaciones
y proyectos de factibilidad 150,000.00Q 150,000.00Q -Q
181
Estudios, investigaciones
y proyectos de factibilidad
(Evaluación Externa de
Impacto) 8,000.00Q 8,000.00Q
121 Publicidad y propaganda 1,000.00Q 1,000.00Q -Q
122
Impresión,
encuadernación y
reproducción 1,500.00Q 1,500.00Q -Q
133 Viáticos en el interior 9,500.00Q 4,348.00Q 13,848.00Q -Q
2
MATERIALES Y
SUMINISTROS
241 Papel de escritorio 500.00Q 72.10Q 427.90Q -Q
243
Productos de papel o
cartón 1,000.00Q 189.90Q 1,189.90Q -Q
249
Otros productos de papel
o cartón 172.48Q 172.48Q -Q
261
Elementos y compuestos
químicos 50,700.00Q 3,354.12Q 882.02Q 48,227.90Q -Q
262
Combustibles y
Lubricantes 9,500.00Q 5,441.97Q 4,058.03Q -Q
267
Tintes, pinturas y
colorantes 1,200.00Q 35.55Q 1,164.45Q -Q
268
Productos plásticos,
nylon, vinil y pvc 9,500.00Q 8,536.80Q 501.80Q 1,465.00Q -Q
283 Productos de metal 2,500.00Q 2,500.00Q -Q
289 Otros productos de metal 1,909.10Q 1,909.10Q -Q
291 Útiles de oficina 1,000.00Q 2.35Q 997.65Q -Q
292
Útiles de limpieza y
productos sanitarios 200.00Q 63.05Q 136.90Q 0.05Q
Asignacion
Presupuestari
a Ejecutado
Renglon Pendiente
de Ejecutar
DÉCIMA SÉPTIMA CONVOCATORIA
LINEA FODECYT
Diferenciación genética y fenética de Melipona Beecheii,
Melipona Yucatánica y Melipona Solani por medio de RAPD y
Morfometría en Guatemala
En Ejecuciòn
Grupo
TRANSFERENCIA
Nombre del Gasto
75
Menos (-) Mas (+)
295
Útieles menores, médico-
quirúrgicos y de
laboratorio 2,000.00Q 12,377.64Q 14,377.64Q -Q
297
Útiles, accesorios y
materiales eléctricos 275.00Q 275.00Q -Q
299
Otros materiales y
suministros 650.00Q 650.00Q -Q
3
PROPIEDAD, PLANTA,
EQUIPO E
INTANGIBLES
GASTOS DE ADMÓN. (10%) 24,875.00Q 24,875.00Q -Q
273,625.00Q 20,655.94Q 20,655.94Q 265,624.95Q 8,000.05Q
MONTO AUTORIZADO 273,625.00Q Disponibilidad 8,000.05Q
(-) EJECUTADO 265,624.95Q
SUBTOTAL 8,000.05Q
(-) CAJA CHICA -Q
TOTAL POR EJECUTAR 8,000.05Q
En Ejecuciòn
Ejecutado Pendiente
de Ejecutar
Grupo Renglon Nombre del Gasto
Asignacion
Presupuestari
a
TRANSFERENCIA
