Avaliação da produtividade das colônias de vespas sociais (Vespinae) e introdução à técnica tradicional de caça à Vespa japonesa

Cada espécie é pensada para desenvolver uma estratégia ideal para a sobrevivência e reprodução entre uma vasta gama de possíveis estratégias. Na seleção natural, indivíduos com traços que maximizam o sucesso reprodutivo de um indivíduo deixarão mais descendentes (e genes) para a próxima geração. Portanto, o número de descendentes produzidos por um indivíduo pode ser usado como um indicador da aptidão evolutiva relativa do indivíduo. Em um dado contexto ecológico, a comparação do número de descendentes produzidos em relação a estratégias comportamentais alternativas pode ajudar os pesquisadores a prever a melhor estratégia para otimizar a aptidão¹.

Hymenoptera social (como vespas, abelhas e formigas) tem um sistema de três castas diferentes, que são trabalhadores (fêmeas estéreis), rainhas (gynes), e machos¹. Somente as rainhas novas (gynes) e machos contam para a aptidão em Hymenoptera social. A produção do trabalhador não contribui diretamente para o condicionamento físico, pois o trabalhador é infértil. Por outro lado, uma rainha que pode produzir uma maior produtividade de Colônia (como um maior número de células totais ou um ninho mais pesado) é considerada como tendo uma maior aptidão em Hymenoptera social, independentemente do número de realmente produzido novas rainhas e machos (ver , por exemplo,Tibbetts e Reeve² e Mattila e Seeley³). Em geral, é difícil contar precisamente o número de descendentes produzidos por uma colônia de Hymenoptera social. Na verdade, as rainhas de muitos insetos sociais vivem por mais de 1 ano (por exemplo, rainhas de formigas cortadeiras podem viver > 20 anos⁴ e rainhas de abelhas podem viver por 8 anos⁵). Além disso, uma rainha pode produzir milhares de descendentes reprodutivos ao longo de várias semanas ou meses, mesmo em espécies anuais de gêneros Vespa e Vespula^6,7,8. Além disso, a vida útil dos trabalhadores é mais curta do que a de sua mãe rainha, e os trabalhadores morrem frequentemente longe de seus ninhos. Daqui, mesmo se um poderia exatamente contar todos os adultos em um ninho em um determinado ponto a tempo, tal contagem não descreveria exatamente o número de prole produziu. Portanto, o número de descendentes produzidos tem sido aproximadamente estimado a partir do tamanho do ninho, o número de trabalhadores no ninho, ou o peso do ninho em um determinado ponto no tempo^3,9,10. O número de células larvais pode resultar em uma superestimativa da produção de descendentes quando algumas células estão vazias. O mesmo método também poderia resultar em uma potencial subestimação da produção de descendentes, pois pentes de pequenas células que contêm ninhada de trabalhadores podem produzir duas ou três coortes de larvas^6,7,11.

O primeiro objetivo deste trabalho é fornecer um método melhorado para estimar a produtividade da colônia da vespa do vespine nos termos do número de adultos produzidos. Yamane e Yamane sugeriram que a melhor maneira de estimar o número de descendentes produzidos por uma colônia é contar o meconia no ninho¹². O meconia é a pelota fecal que compreende a cutícula larval, o intestino, e os índices do intestino que uma larva SAE em sua pilha quando pupating (Figura 1a). O número total de meconia produzido por pente é calculado multiplicando-se o número total de células presentes pelo número médio de meconia por célula. Há muitas vezes várias camadas de meconia em uma célula, e cada meconia indica que um indivíduo com sucesso aí nessa célula^6,11 (Figura 1b). Ao estimar o número médio de meconia por célula, se o número de células examinadas for pequeno (um tamanho de amostra pequeno), o erro padrão (SE) aumenta e, como resultado, o erro para o número total de meconia por pente torna-se maior do que se o tamanho da amostra foi maior. A SE da média (MEV) é uma medida da dispersão dos meios amostrais em torno da média da população. Portanto, neste estudo, concentramo-me no MEV do número de meconia por célula para estimar a população (o número de adultos produzidos) a partir da média da amostra (o número médio de meconia por célula). Este estudo tenta determinar quantas amostras são necessárias para obter uma taxa de SE inferior a 0, 5 por célula. Para fazer isso, uma simulação numérica é realizada com dados reais sobre o número de meconia por pente, para determinar o tamanho mínimo da amostra (para ambos os pentes de trabalhador e rainha) necessários para estimar esse valor com precisão dentro do SE definido de 0, 5.

As colônias da vespa de vespine vivem em ninhos escondidos (subterrâneos ou aéreos) compor dos pentes horizontais múltiplos, construídos em séries de de cima para baixo^6,7,11. O tamanho médio das células aumenta do primeiro (topo) para o último pente (inferior). Nos pentes inferiores, uma mudança súbita no tamanho médio da célula pode ser vista. Estas células mais amplas são construídas para o desenvolvimento de novas rainhas. Assim, uma estimativa mais precisa da produtividade da colônia (i.e., o número de indivíduos produzidos) pode ser obtida quando o número total de meconia nas células de trabalho (células pequenas) e células-Rainha (células grandes) são considerados. A fim estimar a aptidão no nível da colônia, os investigadores podiam estimar o número de rainhas produzidas e centrar-se sobre o meconia nas pilhas da rainha sozinho. Quanto aos machos reprodutivos, estes são criados tanto em células de trabalhadores ou de rainha, dependendo da espécie. Assim, pode ser difícil estimar a produção masculina de uma colônia, exceto em espécies onde os machos têm um terço, tamanho celular único¹³ (por exemplo, Dolichovespula arenaria).

O segundo objetivo deste trabalho é apresentar uma técnica útil para a localização de colônias de vespa vespina selvagem no campo e transplantar-los em caixas de ninho de laboratório. Embora alguns pesquisadores obtenham ninhos de vespa de chamadas de controle de pragas (ou seja, pessoas relatando-as como pragas^{14,15), este}método nem sempre é possível ou desejável. Os pesquisadores podem precisar coletar ninhos em áreas selvagens e habitadas onde os controladores de pragas não operam, ou para realizar sua pesquisa por mais flexìvel a obtenção de ninhos em momentos específicos. Curiosamente, as pessoas que vivem nas áreas montanhosas do Japão central tradicionalmente coletam e vespas traseiras (Vespula shidai, Vespula flavicepse Vespula vulgaris) para alimentos. Portanto, a coleta e a criação de técnicas artificiais para essas vespas são bem desenvolvidas nessas áreas¹⁷.

Este trabalho também resume os métodos utilizados nas vespas traseiras. O organismo experimental para este estudo foi V. shidai, uma vespa social de assentamento terrestre que habita a Ásia Ocidental e o Japão. V. shidai possui o maior tamanho de colônia entre todas as vespas japonesas, com um total de 8.000 a 12.000 células por ninho, com um máximo de 33.400 células^14,18. Trabalhadores de V. shidai têm um peso médio molhado de 67,62 ± 9,56 mg. os machos são geralmente criados em células de trabalhadores; no contraste, as rainhas novas são criadas em pilhas de rainha especialmente construídas, mais largas¹⁴.

Figura 1: meconium em uma célula larval. (A) secção transversal de um pente de Vespula shidai. Meconia é indicado por setas vermelhas. (B) dois meconia são mergulhados. Cada seta azul indica um meconium. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.