POSGRADO INSTITUCIONAL EN CIENCIAS AGROPECUARIAS Y MANEJO DE RECURSOS NATURALES TROPICALES ASIGNATURA: BIOLOGIA Y MANEJO DE LAS ABEJAS NATIVAS

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1 POSGRADO INSTITUCIONAL EN CIENCIAS AGROPECUARIAS Y MANEJO DE RECURSOS NATURALES TROPICALES ASIGNATURA: BIOLOGIA Y MANEJO DE LAS ABEJAS NATIVAS Duración: 60 horas INTRODUCCIÓN Los Meliponinos o abejas sin aguijón representan el único grupo de abejas altamente sociales nativas del continente americano. Desde tiempos pre- hispánicos las colonias de estos insectos fueron explotadas de forma racional por las culturas indígenas a lo largo del continente Americano desde México hasta Brasil. Sin embargo, Mesoamérica es la región donde el cultivo racional de estas abejas alcanzó su mayor auge e importancia social y económica al grado de formar un elemento básico en la cosmogonía y rituales religiosos de las etnias de esta región. Sin embargo, a partir de la conquista española, el cultivo de estas abejas que se consideraba menos redituable comenzó a sufrir una reducción permanente como consecuencia de la introducción de la abeja melífera con colonias más productoras de miel, de la caña de azúcar que reemplazó a la miel como edulcorante y del deterioro ambiental que he limitado los espacios para la nidación y alimentación de las abejas nativas (Quezada-Euán 2005). A pesar de que la meliponicultura o cultivo de las abejas nativas ha experimentado una reducción notable o incluso desaparición en algunas zonas, en las últimas dos décadas el interés en la biología y uso de estas abejas se ha incrementado notoriamente. Esto es en parte debido al papel que estos insectos tienen en la polinización de la vegetación nativa así como de cultivos de importancia económica que la abeja melífera no visita o en los cuales no es un polinizador eficiente. Por ejemplo, estudios recientes demuestran el mejor papel de las abejas sin aguijón para polinizar aguacate (Can-Alonzo et al 2005) y achiote (Caro en preparación). Además la gran diversidad de especies y su estrecha relación con las plantas tropicales ha revelado la necesidad de conservar poblaciones de estas abejas para mantener la salud de los ecosistemas. Por otra parte su uso como polinizadores de cultivos en invernadero representa una aplicación de enorme potencial y sustentabilidad al eliminar el uso de especies exóticas como los abejorros. Las abejas nativas también producen miel, polen y propóleos que aunque se obtienen en menor cantidad en comparación con las abejas melíferas poseen en muchos casos propiedades 1

2 curativa aún no plenamente exploradas que pueden ser otro motivo importante para su explotación debido a los elevados precios que se pueden obtener de los mismos. A pesar de la importancia ecológica y económica de estos insectos sorprende el hecho de que muchos aspectos de su biología y ecología son prácticamente desconocidos y por tanto existe un amplio potencial para su investigación. Además es importante que aspectos básicos de su historia natural sean entendidos para diseñar esquemas de rescate y manejo que tengan mejores posibilidades de éxito al ser aplicados. Esta asignatura consta de 9 unidades en cada una de las cuales la estrategia de enseñanza se basa en el modelo educativo de la UADY, y se realizarán varias actividades como: exposiciones, discusiones grupales, prácticas y la elaboración de un trabajo de investigación. El profesor fungirá como facilitador del proceso de aprendizaje orientando a los alumnos en sus dudas en las lecturas selectas, durante la preparación de exposiciones, en el diseño y desarrollo de su trabajo de investigación, o bien, discutiendo las dudas que emanen de la búsqueda de información. La asignatura se divide en 3 grandes bloques temáticos o unidades cada uno compuesto por temas afines a un objetivo de conocimiento. En la primera unidad se analizan aspectos de la diversidad biológica de abejas nativas sin aguijón que comprenden las hipótesis sobre la evolución y los esquemas vigentes de taxonomía para el grupo, su distribución geográfica, reconocimiento de las especies más importantes en México así como hábitos de nidación y arquitectura de los nidos. En el segundo bloque se estudian aspectos básicos de la biología interna de las colonias que permiten al estudiante conocer cómo estas se integran en un ente único que permite su supervivencia y reproducción: el desarrollo de castas, la división del trabajo, la comunicación y recolecta de alimento, la homeostasis de los nidos y los mecanismos reproductivos de los mismos. Finalmente en la tercera unidad, se aborda la problemática de la conservación de las abejas sin aguijón ante el deterioro ambiental y la desaparición de la meliponicultura y se estudian aspectos de manejo de las colonias para su explotación comercial como productoras de miel y polinizadoras de cultivos. Durante el desarrollo de la asignatura los estudiantes desarrollarán un trabajo de investigación relacionado con algún aspecto de la biología de las abejas sin aguijón con el objetivo de promover un mejor entendimiento a la problemática de la investigación en este tipo de insectos y sus alternativas para resolución. 2

3 OBJETIVO GENERAL Adquirir los conocimientos básicos para entender la historia natural y los mecanismos biológicos que permiten la integración en las colonias de abejas nativas sin aguijón, así como las relaciones de éstas con su medio ambiente. NORMATIVIDAD. a) Los alumnos tendrán derecho a asistencia cuando lleguen antes o durante el pase de lista. b) Las inasistencias por prescripcion médica, deberán justificarse el primer día en que el alumno se reincorpore a las actividades de la asignatura. c) La calificacion minima aprobatoria será de 70 puntos, en la escala de 0 a 100 puntos. d) Para tener derecho a exentar o presentar el examen ordinario, el alumno deberá contar cuando menos con el 80% de asistencias a las actividades programadas. Consideraciones: 1. Puntualidad. Los alumnos tienen la obligación de asistir puntualmente a todas las actividades programadas en la asignatura (ver calendario de actividades). 2. Asesorías. Con cita previa, los alumnos podrán solicitar asesoría cuando necesiten ser orientados o ubicados en el contexto de algún tema, para la elaboración de productos académicos u organización de trabajo de campo. 3. Actividades instruccionales. Son actividades de enseñanza-aprendizaje en las que la asistencia y participación del alumno son obligatorias. Para la presente asignatura se consideran a las actividades como tales: a) Reuniones grupales. b) Reuniones con el asesor (de las programadas). c) Prácticas de campo y de laboratorio. CONDICIONES GENERALES. a) Todos los exámenes serán escritos y formulados con base en los contenidos de la asignatura. b) Es derecho del alumno solicitar la retroalimentación de sus exámenes. 3

4 c) Es obligatorio que el estudiante use la vestimenta apropiada para trabajo de campo. En caso de que su vestimenta sea inapropiada para el caso, no participará en la actividad y se registrará inasistencia sí esta ha sido programada como obligatoria. d) Se deberá entregar al coordinador, una copia impresas del Trabajo de Investigación, en la fecha y hora señaladas en el calendario de actividades. Además se entregará una copia digital del Trabajo de Investigación y de materiales audiovisuales; así como de los demás seminarios elaborados durante el curso. ACREDITACIÓN. La calificación mínima para aprobar la asignatura es de 70 puntos. El sistema de evaluación es sumativo con base 100 de puntaje. El puntaje de cada uno de los rubros de evaluación se describe a continuación. El puntaje alcanzado en cada rubro se estimará con base en el promedio de calificaciones obtenidas, según corresponda. PRODUCTOS ACADÉMICOS: - Seminarios 15 - Productos audiovisuales 7 - Informe de prácticas 6 - Mapas conceptuales y cuadros sinópticos 7 - Trabajo de investigación 15 EXÁMENES (2) 50 TOTAL 100 UNIDAD 1.- Evolución y diversidad de las abejas sin aguijón. OBJETIVO DE LA UNIDAD: Conocer la diversidad de especies y de hábitos de nidación en Meliponini a la luz de las teorías vigentes sobre su evolución y diversificación. Objetivo específico 1.1. El estudiante comparará las teorías vigentes sobre el surgimiento y evolución de Meliponini. 1. Hipótesis de Kerr y Maule (1964) 2.- Hipótesis de Michener (1990) 3.- Hipótesis de Camargo y Pedro (1992) 4.- Evidencia molecular (Rasmussen y Cameron 2007 y 2009) dirigida para orientar la comprensión de conceptos.. 4

5 Objetivo específico 1.2. El estudiante conocerá las especies de abejas nativas sin aguijón más importantes en México, su distribución geográfica y hábitos de nidación. 1.- Las abejas sin aguijón de México. 2.- Especies de abejas sin aguijón de importancia económica. 3.- Hábitos de nidación y arquitectura de los nidos dirigida para orientar la comprensión de conceptos. Práctica de campo asistida. Criterios de evaluación. Del : dominio de conocimientos a través de discusión grupal. De los productos académicos: Concordancia con el tema, claridad de la redacción, exactitud. UNIDAD 2.- Mecanismos de supervivencia y reproducción de las colonias. OBJETIVO DE LA UNIDAD: Identificar los diferentes comportamientos que permiten la integración y reproducción de las colonias a partir de las características particulares de los individuos que las conforman. Objetivo específico 2.1. El estudiante reconocerá la anatomía y fisiología de la obrera y el proceso de formación de castas en Meliponini. 1.- Anatomía y fisiología externa 2.- Anatomía y fisiología interna 3.- Desarrollo larvario 4.- Producción de sexos y castas dirigida para orientar la comprensión de conceptos. Informe de práctica Práctica de laboratorio dirigida Objetivo específico 2.2. El estudiante analizará el proceso de reproducción individual y a nivel colonia y los conflictos sociales derivados de los mismos. 1.- Proceso de Aprovisionamiento y Ovoposición. 2.- Obreras reproductivas y conflictos sociales reina-obrera. 3.- Proceso de reproducción de la colonia. por los alumnos. 5

6 Objetivo específico 2.3. El estudiante identificará los mecanismos que permiten la integración de las colonias para explotación de su entorno y su supervivencia. 1.- Polietismo. 2.- Homeostasis 3.- Comunicación por los alumnos. Criterios de evaluación. Del : dominio de conocimientos a través de discusión grupal. De los productos académicos: Concordancia con el tema, claridad de la redacción, exactitud de conceptos. UNIDAD 3.- Rescate y manejo racional de las colonias de abejas sin aguijón. OBJETIVO DE LA UNIDAD: Identificar los problemas que se relacionan con la desaparición de la meliponicultura y los elementos que pueden permitir su rescate manejo racional. Objetivo específico 3.1. El estudiante discutirá los problemas que han ocasionado la desaparición de la meliponicutura. 1.- Tipos de cultivo y explotación: depredación, tradicional, racional. 2.- Aspectos económicos y del mercado. 3.- Deterioro ambiental dirigida de bibliografía selecta para orientar la comprensión de conceptos. Objetivo específico 3.2. El estudiante discutirá esquemas de manejo y conservación sustentables de las abejas sin aguijón. 1.- Cajas racionales y su uso. 2.- Proceso de división y reforzamiento de colonias. 3.- Alimentación 4.- Cosecha. 5.- Propiedades de la miel y otros productos 6.- Parásitos 7.- Usos alternativos: medicina tradicional y polinización de cultivos Presentación y Discusión dirigida de bibliografía selecta. Proyecto de rescate y conservación 6

7 Criterios de evaluación. Del : dominio de conocimientos a través de discusión grupal. De los productos académicos: Concordancia con el tema, claridad de la redacción, exactitud. 7

8 BIBLIOGRAFIA Ayala R. (1999) Revisión de las abejas sin aguijón de México ((Hymenoptera: Apidae: Meliponini) Folia Entom. Mex. 106, Biesmeijer J C (1997) The organisation of foraging in stingless bees of the genus Melipona, an individual oriented approach. University of Utrecht The Netherlands. Biesmeijer J C; et al. (2006) Parallel declines in pollinators and insect-pollinated plants in Britain and the Netherlands. Science 313: Brown J C y Albrecht C (2001) The effect of tropical deforestation on stingless bees of the genus Melipona (Insecta:Hymenoptera:Apidae:Meliponini) in central Rondonia, Brazil. J. Biogeog. 28, Can-Alonzo C, Quezada-Euán J J G, Xiu-Ancona P, Moo-Valle H, Valdovinos-Nuñez G R, Medina- Peralta S, Pollination of criollo avocados (Persea americana) and the behavior of associated bees in subtropical México. J. Apic. Res. 44, 3 8. Cauich, O., J.J.G. Quezada-Euán, J.O. Macias-Macias, V. Reyes-Oregel, S. Medina-Peralta, V. Parra-Tabla (2004).. Behavior and pollination efficiency of Nannotrigona perilampoides (Hymenoptera: Meliponini) on greenhouse tomatoes (Lycopersicon esculentum) in subtropical México. J. Econ. Entomol. 97: Cauich, O., J.J.G. Quezada-Euán, V. Meléndez-Ramírez, G.R. Valdovinos-Nuñez G and H. Moo- Valle Pollination of habanero pepper (Capsicum chinense) and production in enclosures using the stingless bee Nannotrigona perilampoides. J. Apic. Res. 45: Colla, S. R., M.C. Otterstatter, R.J. Gegear and J.D. Thompson Plight of the bumble bee: pathogen spillover from commercial to wild populations. Biological Conservation 129: Cruz D.O., Jorge D.M.M., Pereira J.O.P., Torres D.C., Soares A.E.A., Freitas B.M, Grangeiro T.B. (2006).. Intraspecific variation in the first internal transcribed spacer (ITS1) of the nuclear ribosomal DNA in Melipona subnitida (Hymenoptera, Apidae), an endemic stingless bee from northeastern Brazil. Apidologie 37: Cuadriello-Aguilar J. I., and J.C. Salinas-Navarrete Los riesgos de importar polinizadores exóticos y la importancia de su legislación. Primer Taller de Polinizadores en México (NAPPC) de Noviembre San Juan del Río Querétaro. De la Rúa P.; May-Itzá W. de J. Serrano J., Quezada-Euán J.J.G Sequence and RFLP analysis of the ITS2 ribosomal DNA in two Neotropical social bees, Melipona beecheii and Melipona yucatanica (Apidae: Meliponini). Insectes Sociaux 54: Engels W., Imperatriz-Fonseca V.L. (1990) Caste development, reproductive strategies and control of fertility in honeybees and stingless bees, in Engels W. (Ed.): Social Insects: an evolutionary approach to castes and reproduction. Berlin, Springer-Verlag.Pp Flach A, Marsaioli A J, Singer R, Amaral M C E, Menezes C, Kerr W E, Batista-Pereira L G, Correa A G (2006) Pollination by sexual mimicry in Mormolyca virgens: a floral chemistry that remarkably matches the pheromones of virgin queens of Scaptotrigona sp. J. Chem. Ecol. 32: Francisco F O, Nunes-Silva P, Francoy T M, Wittman D, Imperatriz-Fonseca V L, Arias M C, Morgan E D (2008) Morphometrical, biochemical and molecular tools for assessing biodiversity: an example in Plebeia remota (Holmberg, 1903) (Apidae, Meliponini). Ins. Soc. 35: Gomez-Pompa A., Kaus A. (1999) From pre-hispanic to future conservation alternatives: lessons from Mexico. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, González-Acereto J.A., Quezada-Euán J.J.G., Medina, LM. (2006). New perspectives for stingless beekeeping in the Yucatán: results of an integral program to rescue and promote the activity. J. Apic. Res. 45, Green C.L., Oldroyd B.P. (2002) Queen mating frequency and maternity of males in the stingless bee Trigona carbonaria Smith. Ins. Soc. 49: Imperatriz-Fonseca VL, Mauro-Saraiva A, De Jong D. (2006) Bees as pollinators in Brazil: assessing the status and suggesting best practices. Holos Editora, Riberao Preto. Kerr W.E. (2002) Extincao de especies: a grande crise biologica do momento e como afeta os meliponinios. Anais do V encontro sobre abelhas, 2002, Riberao Preto, SP Brasil. Pp

9 Macias-Macias O, Chuc J, Ancona-Xiu P, Cauich O, Quezada-Euán, J J G (sometido) Contribution of native bees and Africanized honey bees (Hymenoptera:Apoidea) to Solanaceae crop pollination in tropical México. J. Appl. Entomol. Menezes C (2006) Determinação de castas no gênero Melipona (Hymenoptera, Apidae): Influência do alimento larval. Monografía. Universidad Federal de Uberlandia, Brasil Michener C.D. (2000) The bees of the world. The Johns Hopkins Univ. Press, Baltimore. Owen R., Packer L. (1994) Estimation of the proportion of diploid males in populations of Hymenoptera. Heredity 72: Packer L., Owen R. (2001) Population genetic aspects of pollinator decline. Cons. Ecol. 5: 4. Palma G., Quezada-Euán J J G; Meléndez-Ramirez V, Valdovinos-Nuñez, G R y Rejón M (2008) Comparative efficiency of Nannotrigona perilampoides, Bombus impatiens (Hymenoptera: Apoidea), and mechanical vibration on fruit production of enclosed habanero pepper J. Econ. Entomol. 101: Palma G., Quezada-Euán J.J.G., Reyes-Oregel V., Meléndez V., Moo-Valle H. (2008) Production of greenhouse tomatoes (Lycopersicon esculentum) using Nannotrigona perilampoides, Bombus impatiens and mechanical vibration (Hym.: Apoidea). J. Appl. Entomol. 132:79 85 Paxton R.J., Weiβschuh N., Quezada-Euán J.J.G. (1999) Characterization of dinucleotide microsatellite loci for stingless bees. Mol. Ecol. 8, Peters J.M., Queller D.C., Imperatriz-Fonseca V.L., Roubik D.W., Strassman, J. E. (1999) Mate number, kin selection and social conflicts in stingless bees and honeybees. Proc. R. Soc. Lond. B. 266, Pinkus-Rendon M.A., Parra-Tabla V., Meléndez-Ramírez V. (2005) Floral resource use and interactions between Apis mellifera and native bees in cucurbit crops in Yucatán, México. Can. Entomol. 137, potential and toxic constituents of different provenances of Jatropha curcas. J. Quezada-Euán J J G (2005) Biología y uso de las abejas nativas sin aguijón de la Península de Yucatán, México (Hymenoptera:Meliponini). Ediciones de la Universidad Autónoma de Yucatán. Quezada-Euán JJG, Paxton RJ, Palmer KA, May-Itzá W de J, Tay WT, Oldroyd BP (2007). Morphological and molecular characters reveal differentiation in a Neotropical social bee, Melipona beecheii (Apidae: Meliponini). Apidologie 38, Quezada-Euan JJG; Moo-Valle, H; Canto, J; Gonzalez-Acereto, J A (2004) Caste ontogeny and the distribution of reproductive cells on the combs of Melipona beecheii B (Hymenoptera:Meliponini), Apidologie 35: Quezada-Euán, J. J. G., W. de J. May-Itzá, and J.A. González-Acereto Meliponiculture in México: problems and perspective for development. Bee World 82: Quijano E., Gonzalez-Acereto JA, Quezada-Euán J J G (2008) Desarrollo de divisiones de colonias de Melipona beecheii a partir de tres tamaños de población. Bioagrociencias 1: Rasmussen C, Cameron S. (2006) A molecular phylogeny of the Old world stingless bees (Hymenoptera:Apidae: Meliponini) and the non-monophyly of the large genus Trigona. Systematic Entomol. 32: Roubik D. W. (1995) Pollination of cultivated plants in the tropics. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Services Bulletin 118 Rome Italy. 196 pp. Roubik D.W. (1989) Ecology and natural history of tropical bees. Cambridge University Press. Van Veen J W (1999) Colony reproduction in stingless bees. University of Utrecht, the Netherlands. Velthuis, H. H. W (1997) The Biology of Stingless bees. University of Utrecht The Netherlands. Winfree R., Williams N.M., Dushoff J. y Kremen C. (2007) Native bees provide insurance against ongoing honey bee losses. Ecol. Letters 10:

10 GLOSARIO DE PRODUCTOS ACADÉMICOS PRODUCTOS ACADÉMICOS. Son los documentos que los alumnos elaboran a lo largo del curso. Las consideraciones generales para la elaboración de los productos académicos son las siguientes: 1) Todos los productos académicos deberán estar impresos a doble espacio. 2) Toda producción académica que sea solicitada deberá ser entregada a más tardar en la fecha y hora límite que se especifiquen en el calendario. De no ser así, el producto será rechazado y se le asignará un valor de cero puntos, que será promediado con los restantes productos académicos. 3) Todo producto académico será revisado por el asesor, quien hará las observaciones pertinentes y lo devolverá al estudiante a la brevedad posible para su corrección. A continuación se describe la estructura de presentación de cada uno de los productos académicos considerados para elaborar a lo largo del curso:.- Representación gráfica presentada en cuadros de conceptos curriculares y la relación existente entre ellos. Promueven una organización global de la información a aprender. Ayudan a conceptuar el aprendizaje y crean un marco de referencia común. Cuestionario: Consiste en un conjunto de preguntas respecto a una o más variables a medir. Básicamente se consideran dos tipos de preguntas, cerradas y abiertas. Informe de práctica de campo y/o laboratorio: Redacción amplia que describe un asunto tratado. Los informes podrán ser de práctica de laboratorio o de campo: su estructura se ajustará a lo siguiente: Titulo, objetivo(s), materiales y métodos, resultados, discusión (en caso necesario), conclusiones, y bibliografía (en caso necesario). Informe del Trabajo de Investigación: a) Tema de investigación y justificación del estudio. a.1. Portada. Se presentará el nombre completo de la UADY y de la FMVZ; el titulo de la etapa de investigación que se reporta; el nombre del estudiante; lugar y fecha de elaboración del documento. a.2. Título del tema de investigación. a.3. Justificación del estudio. a.4. Referencias. b) Metodología. b.1. Material y métodos. Descripción detallada de los materiales y procedimientos a utilizar para el desarrollo del proceso de investigación, recolección y análisis de los datos generados durante la visita a los ranchos. b.2. Organización y manejo de los datos. b.3. Revisión de la literatura específica. 10

11 c) Resultados, discusión y conclusiones. c.1. Resultados. Presentación de los resultados de la investigación en forma gráfica, tabular, según corresponda. c.3. Discusión e interpretación de los resultados. Contrastar de manera crítica los hallazgos de la investigación contra la información reportada en la literatura al respecto. c.4. Conclusiones. c.5. Referencias. d) Anexos d.1. Anexos. Instrumentos de medición (cuestionarios, p.e.), o detalle de técnicas de recolección o del análisis de datos, que por su volumen no son incluidos en la sección de material y métodos, aunque sí se hace referencia a estos. Mapa conceptual.- Representación gráfica de la relación entre diferentes conceptos de mayor a menor inclusividad. Establece en forma clara y precisa las relaciones verticales y horizontales. Paquete audio visual.- conjunto de materiales utilizados como apoyo a la presentación oral de un tema. Resumen.- Síntesis y abstracción de la información relevante de un discurso oral o escrito. Enfatiza conceptos clave, principios, términos y argumentos centrales. 11