Aprendizaje olfativo pre-imaginal en la abeja Apis mellifera : sus efectos luego de la metamorfosis

• Autores: Ramírez, Gabriela P.
• Año de publicación: 2014
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Farina, Walter Marcelo
• Materia: APIS MELLIFERA; EXPERIENCIAS OLFATIVAS PRE-IMAGINALES; APRENDIZAJE ASOCIATIVO; COMPORTAMIENTO; SENSIBILIDAD QUIMIOSENSORIAL; NEUROBIOLOGIA; APIS MELLIFERA; PRE-IMAGINAL OLFACTORY EXPERIENCES; ASSOCIATIVE LEARNING; BEHAVIOR; CHEMOSENSORY RESPONSIVENESS; NEUROBIOLOGY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Dentro de las colmenas de abejas Apis mellifera la información relativa a un recursofloral se distribuye rápidamente entre individuos de todas las edades mediante contactosboca a boca (trofalaxia). Estas interacciones sociales permiten establecer memorias asociativas estables y de largo término en individuos adultos. Sin embargo, hasta elpresente se desconoce si la adquisición de esta información alcanza a individuos endesarrollo (pre-imaginales). Mediante eventos trofalácticos las larvas pueden recibir elrecurso ingresado a la colmena, siendo factible que aquellos individuos en desarrollopuedan establecer memorias asociativas, y que incluso las mismas sean funcionales enestadios avanzados. Se plantea si las experiencias olfativas de naturaleza apetitivaadquiridas en estadios larvales pueden ser retenidas luego de la metamorfosis y afectar laconducta del adulto. Para ello, se ofreció una solución azucarada aromatizada en elinterior de colmenas experimentales con el fin de circular alimento aromatizado quepueda ser potencialmente ingerido por individuos en desarrollo. Por un lado, secuantificó la adquisición y la retención de memorias olfativas bajo el paradigma derespuesta de extensión de probóscide (REP) en adultos, tanto hacia los olores preexpuestoscomo hacia olores novedosos. Sólo las abejas más jóvenes (3-5 días de edad)mostraron un mayor nivel de REP espontánea hacia el olor pre-expuesto al compararlocon el grupo control, sugiriendo que el adulto puede retener información adquirida antesde emerger. Curiosamente se obtuvieron altos niveles de REP hacia nuevos olores enconcordancia con la similitud perceptual entre éstos y el olor pre-expuesto. Esto sugiere un fenómeno de generalización a largo término que persiste luego de la metamorfosis. Se demostró también que incluso aquellas abejas que no respondieron espontáneamenteal olor pre-expuesto poseen una mayor capacidad de aprendizaje en uncondicionamiento olfativo clásico que abejas sin experiencias. Se evaluaron ademásposibles cambios en el sistema sensorial periférico del adulto producto de esasexperiencias, realizándose registros electrofisiológicos en antenas (EAG) de abejasadultas jóvenes. Se observó una sensibilidad diferencial de los receptores olfativosdependiendo de las experiencias olfativas tempranas. Para estudiar el comportamientomotor de las larvas se realizaron bioensayos de laboratorio que indicaron que laexperiencia previa hacia un olor elimina la preferencia innata hacia un olor novedoso. Para establecer correlatos entre experiencias tempranas y aspectos neurobiológicos, secuantificaron los volúmenes de determinadas estructuras cerebrales de abejas adultasjóvenes involucradas en el procesamiento de información olfativa. Los resultadosobtenidos no revelaron diferencias al comparar cerebros de abejas con o sin experienciasolfativas pre-imaginales así como tampoco en la expresión de genes asociados aprocesos sinápticos involucrados en eventos de aprendizaje. Concluimos que lasexperiencias olfativas pre-imaginales condujeron a cambios comportamentales yfisiológicos en las abejas recientemente emergidas. Estos resultados indican que lasabejas pueden acceder muy tempranamente a la información relacionada con el alimentoque ingresa a la colonia, situación que podría afectar a aquellas conductas mediadas porclaves olfativas, como es el caso de la recolección de recursos.
Inside the Apis mellifera hive, incoming information from a floral source is quicklypropagated between nestmates of different ages through mouth to mouth contacts (trophallaxis). These interactions allow establishing long term and stable odor-rewardedmemories. However, until now it is unknown whether acquisition of this informationachieves developing individuals (pre-imaginal stages). Given that larvae could receivethe incoming resources through trophallaxis, it is probably that they could establisholfactory memories that might be useful in later stages. Specifically, we wonder ifolfactory appetitive experiences acquired during larval stages can be retained aftermetamorphosis and if they can induce behavioral changes in the adult stage, inquiringinto the underlying cognitive and sensory processes. To address these aims, scentedsucrose solution was offered inside the experimental hives in order to allow thatcirculating scented-food can be ingested by larvae. On one hand, acquisition andretention of olfactory memories were quantified in adults under the proboscis extensionresponse (PER) protocol, by presenting the pre-exposed odor as well as novel ones. Onlyyoung bees (3-5 days old) showed a higher spontaneous PER level towards the preexposedodor, suggesting that the adult can retain information acquired beforeemergence. Curiously, high PER levels were obtained towards odors according to theirperceptual similarity between these and the pre-exposed odor. This suggests the existence of a long-term generalization phenomenon that persists after metamorphosis. Bees that failed to respond to the pre-exposed odor where able to learn it moreefficiently in a classical olfactory conditioning than naïve bees. On another hand, wealso studied possible changes in the adult’s periferic sensory system due to theseexperiences performing electro-physiological records in the antenna (EAG) of youngbees. These recordings showed differential sensitivity of olfactory receptors, dependingon the bee’s previous experience. Moreover, laboratory assays performed with larvaeshowed that pre-exposure to an odor eliminates innate preference towards another novelodor. Finally, to correlate early experiences and neurobiological issues, volumes ofcertain brain structures involved in olfactory information processing were quantified inyoung adult bees. Pre-exposure to an odor at a larval stage had no effect on the size ofcertain adult brain structures or on the amount of expression of genes associated withsynaptic processes involved in learning events. We conclude that pre-imaginal olfactoryexperiences led to both behavioral and physiological changed in newly emerged bees. These results show that honeybee can prematurely access information associated withincoming food gathered by its mates, this situation could affect odor-mediated behaviorslike foraging.
Fil: Ramírez, Gabriela P.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.