Polinizadores de culturas economicamente e
socialmente importantes da agricultura
brasileira
Dra. Cláudia Inês da Silva
[email protected]
Laboratório de Abelhas do Departamento de Zootecnia
Centro de Ciências Agrárias
Universidade Federal do Ceará
Manejo e conservação dos polinizadores em cultivos do maracujá:
os benefícios da ciência no desenvolvimento sustentável
Dra. Cláudia Inês da Silva
[email protected]
Laboratório de Abelhas do Departamento de Zootecnia
Centro de Ciências Agrárias
Universidade Federal do Ceará
Ausência de polinizadores X baixa produtividade nos agrossistemas
Tema central no âmbito mundial
“Conferência das Partes da
Conservação Sobre a Diversidade
Biológica” (CDB)
“Iniciativa Internacional para a
Conservação e o Uso sustentável dos
Polinizadores (IPI - 1996).
Iniciativa Brasileira de Polinizadores (IBP - 2000)
“Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da
Diversidade Biológica Brasileira” (PROBIO – 2003 e
2004)
“Uso sustentável e restauração da diversidade de
polinizadores autóctones na agricultura e nos
ecossistemas relacionados”.
No edital de 2004  Subprojeto: “Manejo Sustentável de
Xylocopa spp. (Apidae, Xylocopini), polinização e
produção do Maracujá-amarelo (Passiflora edulis f.
flavicarpa) no Triângulo Mineiro”
Companhia Nacional de Abastecimento
Produção de maracujá no Brasil (Kg)
Companhia Nacional de Abastecimento
Produção de maracujá nos últimos dez anos (Kg)
Companhia Nacional de Abastecimento
Flutuação na produção do maracujá
Flutuação na produção do maracujá
Cultura com muita rotatividade
Altos custos de produção
Principalmente se adotada a polinização manual
Flutuação na produção do maracujá
Cultura com muita rotatividade
Altos custos de produção
Principalmente se adotada a polinização manual
Produtores reclamam a baixa produtividade
Falta de informação sobre:
 A biologia reprodutiva do maracujá
 Visitantes florais e Polinizadores efetivos
 Tamanho populacional dos polinizadores efetivos
 Disponibilidade de recursos ecológico utilizados pelos
polinizadores nas áreas cultivadas
 Conservação da área do entrono
 Proposta para manejo dos polinizadores do maracujá: uma
cultura economicamente e socialmente importante
Biologia Floral e polinização nas flores do maracujazeiro
Estigma
Antera
Fímbrias - corona
Androginóforo
Câmara
nectarífera
sépala
Passiflora edulis f. flavicarpa
Cláudia Inês da Silva
pétala
Parte feminina da flor
voltada para cima –
impossibilita a deposição de
pólen nos estigmas
Cláudia Inês da Silva
Hercogamia
Protandria
Cláudia Inês da Silva
Mecanismos químicos
promovem a autoincompatibilidade
Cláudia Inês da Silva
Durante a abertura da flor – a parte masculina já
está madura e liberando os grãos de pólen
Visitantes florais e polinizadores
nas flores do maracujazeiro
Nem todos os visitantes florais
são polinizadores
Tamanho dos visitantes florais e papel na
polinização
Pilhadores, polinizadores ocasionais e efetivos
Abelhas que roubam o recurso floral sem promover a polinização
Pilhadores com efeitos negativo: PÓLEN
Apis mellifera (Africanizadas), Tetragonisca (Jataí), Frieseomelitta (marmelada)
Pilhadores com efeitos positivos: NÉCTAR
Trigona, Scaptotrigona (Arapuás)
Pilhagem de pólen:
Frieseomelitta varia
Pilhagem de pólen:
Apis mellifera
Pilhagem de pólen:
Apis mellifera
Pilhagem de néctar:
Trigona spinipes
Oxaea sp.
Pilhagem de néctar
o tamanho do visitante
determina o sucesso na
polinização
Cláudia Inês da Silva
Andrenidae
Bombus morio
Polinizadores efetivos
Cláudia Inês da Silva
Apidae
Centris (Ptilotopus) scopipes
Cláudia Inês da Silva
Apidae
Apidae
Cláudia Inês da Silva
Eulaema nigrita
Apidae
Cláudia Inês da Silva
Xylocopa suspecta
Apidae
Cláudia Inês da Silva
Xylocopa frontalis
Apidae
Cláudia Inês da Silva
Xylocopa frontalis
Apidae
Cláudia Inês da Silva
Xylocopa frontalis
Apidae
Cláudia Inês da Silva
Xylocopa frontalis
Sobre o tamanho populacional
Tem polinizadores suficientes para uma boa produção?
Cláudia Inês da Silva
Método para avaliar o tamanho populacional
Captura - marcação - recaptura
Cláudia Inês da Silva
Marcação
Quanto maior o número de recapturas de abelhas marcadas, menor será a
população
Cláudia Inês da Silva
Recaptura
flora do entornode Xylocopa spp
Estudo de caso: inventário
Manejo edaconservação
(mamangavas) em cultivos de maracujá-amarelo
Áreas estudadas com produção de maracujá na região do
triângulo mineiro
Avaliação as áreas de produção e o seu entorno:
Composição florística
Distribuição espaço-temporal dos recursos florais
Dieta das abelhas mamangavas
Proposta para enriquecimento e restauração da flora - atração e
manutenção das abelhas no entorno dos cultivos
Avaliação do cenário atual e futuro para plantio de maracujá no
Brasil
Avaliação da flora do entorno
Transectos
2 ha/área
A: Fazenda Água limpa – UDI, B: Fazenda campo
Alegre – Araguari, C: Fazenda Agropecuária Campo
Alegre e CCPIU – UDI, D: Reserva Ecológica do Panga
– UDI
Forma de vida e estratificação vertical
(Bernacci & Leitão Filho 1996, Rizzini & Rizzini 1983)
 178 spp
 114 gêneros
 44 famílias
 148 spp potencialmente visitadas
pelas abelhas
 representando 83,15% do total
• Não lenhosas, de porte prostrado ou erecto, com caule < 1 m de altura (Herbáceo)
• Lenhosas com caule entre 1 e 2 metros de altura e CAP < 15cm (Arbustivo)
• Lenhosas com caule de CAP > 15cm (Arbóreo)
 Lianas indivíduos terrícolas, lenhosos que se desenvolvem sobre outros vegetais
(Lianas)
Sistema de polinização no entorno dos cultivos de maracujá
Melitofilia - abelhas
• 83,15 %
Esfingofilia - esfingídeos
• 3,37
Ornitofilia - aves
• 3,37
Quiropterofilia - morcegos
• 2,81
Miofilia - moscas
• 2,25
Psicofilia - borboleta
• 2,25
Cantarofilia - besouros
• 1,68
Falenofilia - mariposas
• 1,12
Outros
sistemas
Plantas
Melitófilas
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
6
4
2
J
D
Psychophily (r = 0.384; P = 0.143)
F
M
8
6
4
2
0
A
M
J
J
A
S
O
N
D
O
N
D
N
D
N
D
Myophily (r = 0.065; P = 0.001)
10
Mean of flowering species
10
Mean of flowering spcies
8
0
J
8
6
4
2
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
Phalaenophily (r = 0.476; P = 0.021)
F
8
6
4
2
0
M
A
M
J
J
A
S
Ornithophily (r = 0.489; P = 0.001)
10
Mean of flowering species
10
Mean of flowering species
Cantharophily (r = 0.514; P = 0.009)
10
Mean of flowering species
Mean of flowering species
Mellitophily (r = 0.536; P = 0.052)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
8
6
4
2
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
Mean of flowering species
8
6
4
2
M
A
M
J
J
A
S
O
Chiropterophily (r = 0.389; P = 0.034)
10
Sphingophily (r = 0.476; P = 0.007)
10
Mean of flowering species
Distribuição das plantas
com diferentes sistemas
de polinização ao longo
do ano
8
6
4
2
0
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
Distribuição das espécies visitadas pelas abelhas na estratificação vertical
 148 spp potencialmente
visitadas pelas abelhas
 representando 83,15% do total
(178 spp)
45
Número de espécie/estrato
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Área1
Área2
arbóreo
arbustivo
Área3
herbáceo
liana
Área4
Assincronia na floração espécies melitófilas nos estratos Arbóreo e Arbustivo
Porcentagem de espécies em floração
100%
90%
80%
arbustivo
r = 0,07
P = 0,37
70%
60%
50%
40%
30%
arbóreo
r = 0,25
P < 0,0001
20%
10%
0%
Meses 2006/2007
Arbóreo
Arbustivo
julho
Néctar
dezembro
Pólen
janeiro
Distribuição espaço-temporal de recursos florais
novembro
4000
3200
2400
1600
800
fevereiro
março
outubro
4000
3200
2400
1600800
setembro
Néctar
dezembro
novembro
4000
3200
2400
1600
800
dezembro
fevereiro
novembro
março
setembro
agosto
julho
maio
setembro
agosto
A
junho
novembro
4000
3200
2400
1600
800
dezembro
fevereiro
agosto
novembro
8001600
2400
3200
4000
800
1600
2400
3200
4000
setembro
B
maio
fevereiro
março
4000
3200
2400
1600800
abril
janeiro
outubro
setembro
agosto
8001600
2400
3200
4000
800
1600
2400
3200
4000
abril
maio
4000
3200
2400
1600
800
r = 0,52
P < 0,0001
janeiro
fevereiro
março
8001600
2400
3200
4000
abril
800
1600
2400
3200
4000
agosto
junho
4000
3200
2400
1600
800
junho
4000
3200
2400
1600800
maio
maio
outubro
8001600
2400
3200
4000
julho
janeiro
março
setembro
novembro
Óleo
outubro
4000
3200
2400
1600800
dezembro
abril
abril
800
1600
2400
3200
4000
Óleo
janeiro
800
1600
2400
3200
4000
8001600
2400
3200
4000
julho
r = 0,21
P < 0,0001
fevereiro
fevereiro
março
agosto
março
Pólen
dezembro
4000
3200
2400
1600
800
4000
3200
2400
1600800
abril
800
1600
2400
3200
4000
junho
janeiro
outubro
setembro
maio
outubro
8001600
2400
3200
4000
novembro
4000
3200
2400
1600
800
4000
3200
2400
1600800
abril
Pólen
janeiro
outubro
4000
3200
2400
1600800
julho
r = 0,29
P < 0,0001
dezembro
8001600
2400
3200
4000
800
1600
2400
3200
4000
agosto
junho
julho
maio
junho
C
Distribuição temporal dos recursos florais utilizados por abelhas
Distribuição dos recursos florais na estratificação vertical
Arbóreo
dezembro
novembro
Néctar
2100
1680
1260
840
420
janeiro
dezembro
fevereiro
março
outubro
2100
1680
1260840420
setembro
novembro
julho
abril
dezembro
setembro
maio
Pólen
dezembro
fevereiro
março
setembro
julho
abril
setembro
maio
dezembro
Óleo
2100
1680
1260
840
420
janeiro
dezembro
fevereiro
março
setembro
julho
novembro
maio
abril
maio
junho
setembro
julho
dezembro
fevereiro
novembro
janeiro
dezembro
fevereiro
novembro
abril
maio
abril
maio
junho
setembro
setembro
julho
abril
420
840
1260
1680
2100
maio
junho
Liana
janeiro
dezembro
fevereiro
novembro
maio
janeiro
fevereiro
março
2100
1680
1260840420
abril
junho
2100
1680
1260
840
420
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
fevereiro
março
agosto
março
2100
1680
1260840420
janeiro
4208401260
1680
2100
julho
outubro
4208401260
1680
2100
2100
1680
1260
840
420
2100
1680
1260840420
junho
2100
1680
1260
840
420
maio
junho
outubro
Herbáceo
420
840
1260
1680
2100
agosto
janeiro
4208401260
1680
2100
julho
abril
420
840
1260
1680
2100
Liana
420
840
1260
1680
2100
agosto
março
2100
1680
1260840420
setembro
agosto
março
setembro
fevereiro
4208401260
1680
2100
julho
outubro
junho
2100
1680
1260
840
420
2100
1680
1260
840
420
2100
1680
1260840420
abril
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
novembro
janeiro
março
junho
dezembro
fevereiro
Arbustivo
outubro
2100
1680
1260840420
janeiro
4208401260
1680
2100
julho
maio
julho
2100
1680
1260
840
420
outubro
Herbáceo
420
840
1260
1680
2100
agosto
junho
novembro
2100
1680
1260840420
abril
420
840
1260
1680
2100
agosto
março
2100
1680
1260840420
Arbóreo
novembro
setembro
maio
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
março
junho
2100
1680
1260
840
420
novembro
dezembro
fevereiro
4208401260
1680
2100
Arbustivo
janeiro
janeiro
outubro
2100
1680
1260840420
abril
Liana
2100
1680
1260
840
420
novembro
4208401260
1680
2100
julho
outubro
2100
1680
1260840420
dezembro
fevereiro
420
840
1260
1680
2100
agosto
junho
2100
1680
1260
840
420
janeiro
março
2100
1680
1260840420
Arbóreo
novembro
2100
1680
1260
840
420
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
Herbáceo
Arbustivo
setembro
4208401260
1680
2100
abril
420
840
1260
1680
2100
agosto
julho
maio
junho
Análise da dieta das mamangavas: palinologia
Anteras
Coleção de
referência
Acetólise
Preparação da
coleção de polen
Espécies “chave”
Dominantes
Monofloral > 95%
Abelha
Corpo
Ninho
Célula de cria
Ninho
Fezes
Captura de imagens
Descrição dos grão de pólen
Catálogo polínico
Identificação dos tipos
polínicos
Dominante >45%
Acessório, entre 15 e 45%
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Isolado ocasional <3%
Redes de interações
Cláudia Inês da Silva
Processamento do material polínico
Anteras
Coleção de
referência
Acetólise
Preparação da
coleção de polen
Espécies “chave”
Dominantes
Monofloral > 95%
Abelha
Corpo
Ninho
Célula de cria
Ninho
Fezes
Captura de imagens
Descrição dos grão de pólen
Catálogo polínico
Identificação dos tipos
polínicos
Dominante >45%
Acessório, entre 15 e 45%
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Isolado ocasional <3%
Redes de interações
Água – álcool 70% ácido acético glacial acetólise
Cláudia Inês da Silva
material polínico coletado no corpo
Processamento do material polínico
Anteras
Coleção de
referência
Acetólise
Preparação da
coleção de polen
Espécies “chave”
Dominantes
Monofloral > 95%
Abelha
Corpo
Ninho
Célula de cria
Ninho
Fezes
Captura de imagens
Descrição dos grão de pólen
Catálogo polínico
Identificação dos tipos
polínicos
Dominante >45%
Acessório, entre 15 e 45%
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Isolado ocasional <3%
Redes de interações
Coleta de pólen nos ninhos
Xylocopini
Processamento do material polínico
Anteras
Coleção de
referência
Acetólise
Preparação da
coleção de polen
Espécies “chave”
Dominantes
Monofloral > 95%
Abelha
Corpo
Ninho
Célula de cria
Ninho
Fezes
Captura de imagens
Descrição dos grão de pólen
Catálogo polínico
Identificação dos tipos
polínicos
Dominante >45%
Acessório, entre 15 e 45%
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Isolado ocasional <3%
Redes de interações
459 amostras:
112 espécies de plantas usadas na dieta das
mamangavas
45,51% do total de espécies presentes nas áreas
estudadas (n=178)
60,13% do total das espécies potencialmente
melitófilas (n= 148)
• 72,32% ocorreram nos transectos
 Sete espécies ocorrem no bioma Cerrado – fora dos transectos,
 Sete são espécies cultivadas (6,25%),
 Quatro são encontradas exclusivamente em veredas,
 Duas são ornamentais e
 As demais (9,82%) foram indeterminadas.
A
Disponibilidade de
recursos florais e uso
pelas mamangavas
Número de espécies de plantas
60
50
40
30
20
10
0
jan
fev mar
abr
mai
jun
jul
ago
set
60
nov dez
jan
fev mar
abr maio jun
jul
ago
set
out
nov dez
Espécies identificadas nas amostras
B
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração
Número de espécies de plantas
out
Espécies melitófilas em floração
50
40
30
20
10
0
jan
Senna velutina
Ouratea spectabilis
fev mar abr
mai jun
jul
ago
set
60
jan
fev mar abr
mai jun
jul
ago
set
out nov dez
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração
Número de espécies de plantas
out nov dez
Espécies melitófilas em floração
Espécies identificadas nas amostras
50
C
40
30
20
10
0
jan
Eriotheca gracilipes
fev mar abr
mai jun
jul
ago
set
60
Número de espécies de plantas
Kielmeyera coriaceae
out nov dez
jan
fev mar abr
mai jun
jul
ago
set
out nov dez
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração
50
Espécies melitófilas em floração
Espécies identificadas nas amostras
D
40
30
20
10
0
jan
fev mar abr
mai jun
jul
ago
set
out nov dez
jan
fev mar abr
mai jun
jul
ago
set
out nov dez
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração
Espécies melitófilas em floração
Espécies identificadas nas amostras
A: X. frontalis, B: X. grisescens, C: X. hirsutissima, D: X. suspecta.
Número de espécies de plantas utilizadas
Distribuição das espécies usadas na dieta das abelhas na estratificação vertical
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
X. frontalis
X. grisescens
X. hirsutissima
X. Suspecta
Espécies de abelhas
Arbóreo
Arbustivo
Herbáceo
Liana
Total
Distribuição temporal dos recursos florais utilizados por abelhas
Distribuição na estratificação vertical de indivíduos das espécies de plantas usadas na
dieta das Xylocopa spp
Arbóreo
dezembro
novembro
Néctar
2100
1680
1260
840
420
janeiro
dezembro
fevereiro
março
outubro
2100
1680
1260840420
setembro
novembro
julho
abril
dezembro
setembro
maio
Pólen
dezembro
fevereiro
março
setembro
julho
abril
setembro
maio
dezembro
Óleo
2100
1680
1260
840
420
janeiro
dezembro
fevereiro
março
setembro
julho
novembro
maio
abril
maio
junho
setembro
julho
dezembro
fevereiro
novembro
janeiro
dezembro
fevereiro
novembro
abril
maio
abril
maio
junho
setembro
setembro
julho
abril
420
840
1260
1680
2100
maio
junho
Liana
janeiro
dezembro
fevereiro
novembro
maio
janeiro
fevereiro
março
2100
1680
1260840420
abril
junho
2100
1680
1260
840
420
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
fevereiro
março
agosto
março
2100
1680
1260840420
janeiro
4208401260
1680
2100
julho
outubro
4208401260
1680
2100
2100
1680
1260
840
420
2100
1680
1260840420
junho
2100
1680
1260
840
420
maio
junho
outubro
Herbáceo
420
840
1260
1680
2100
agosto
janeiro
4208401260
1680
2100
julho
abril
420
840
1260
1680
2100
Liana
420
840
1260
1680
2100
agosto
março
2100
1680
1260840420
setembro
agosto
março
setembro
fevereiro
4208401260
1680
2100
julho
outubro
junho
2100
1680
1260
840
420
2100
1680
1260
840
420
2100
1680
1260840420
abril
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
novembro
janeiro
março
junho
dezembro
fevereiro
Arbustivo
outubro
2100
1680
1260840420
janeiro
4208401260
1680
2100
julho
maio
julho
2100
1680
1260
840
420
outubro
Herbáceo
420
840
1260
1680
2100
agosto
junho
novembro
2100
1680
1260840420
abril
420
840
1260
1680
2100
agosto
março
2100
1680
1260840420
Arbóreo
novembro
setembro
maio
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
março
junho
2100
1680
1260
840
420
novembro
dezembro
fevereiro
4208401260
1680
2100
Arbustivo
janeiro
janeiro
outubro
2100
1680
1260840420
abril
Liana
2100
1680
1260
840
420
novembro
4208401260
1680
2100
julho
outubro
2100
1680
1260840420
dezembro
fevereiro
420
840
1260
1680
2100
agosto
junho
2100
1680
1260
840
420
janeiro
março
2100
1680
1260840420
Arbóreo
novembro
2100
1680
1260
840
420
outubro
4208401260
1680
2100
420
840
1260
1680
2100
agosto
Herbáceo
Arbustivo
setembro
4208401260
1680
2100
abril
420
840
1260
1680
2100
agosto
julho
maio
junho
Análise da dieta
Foi calculado também o índice d', que é a base do índice H2’ (Blüthgen et al. 2006)
para avaliarmos o grau de especialização de cada espécie de abelha.
imaturos
adultos
ESPÉCIES
CÉLULA DE
CRIA
CORPO
FEZES
X. frontalis
0.280
0.203
0.162
X. grisescens
0.383
0.261
0.311
X. hirsutissima
0.504
0.147
0.176
X. suspecta
0.241
0.237
0.206
* Quanto menor o valor de d’mais ampla é a dieta da abelha
Análise da dieta
H2’ = 0,33; P < 0,001
H2’ = 0,22; P < 0,001
H2’ = 0,21; P < 0,001
Xylocopa grisescens
Xylocopa hirsutissima
Xylocopa grisescens
Análise da dieta
Pólen de Passiflora edulis
Cláudia Inês da Silva
Cláudia Inês da Silva
Dieta de adultos e imaturos
66% de ocorrência nas amostras
50% são consideradas como plantas invasoras e
agressivas em agroecossistemas
Alto teor de proteína
Importante para o
desenvolvimento larval
Byrsonima basiloba, Campomanesia adamantium, Caryocar brasiliense, Crotalaria brachystachya, Eriotheca gracilipes,
Ouratea hexasperma, Ouratea spectabilis, Passiflora edulis, Psidium guajava, Rhynchanthera grandiflora, Senna
macranthera, Senna obtusifolia, Senna occidentalis, Senna rugosa, Senna silvestris, Senna velutina, Solanum lycocarpum.
Espécies-chave: 30 espécies mais importantes
na dita das mamangavas
61
Distribution of the
Xylocopa spp in the
present
Distribution of the
plant species in the
present
Distribution of the
Xylocopa spp in the
future
Distribution of the
plant species in the
future
Distribution of the
both in the present
Distribution of the
both in the future
62
Pollinic Catalog
64
65
MORPHOLOGICAL DATA
SISTEMA: XPERT2
CONSULT BY TAXONOMIC KEYS
DATA ON SPECIES
SISTEM: FACT SHEET FUSION
DATA GENERAL SPECIES
DATA OF COLLECTIONS
(POLLEN COLLECTIONS/HERBARIUM/SPECIMES)
SISTEMA: BIODIVERSITY DATA DIGITIZER (BDD)
DATA SPECIMENS COLLECTED AND COLLECTIONS
68
Agradecimentos
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
Universidade Federal de Uberlândia
Programa de Pós-Graduação em Ecologia e
Conservação de Recursos Naturais
Universidade Federal do Ceará
Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico
Fundação Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior
Departamento de Biología Vegetal y
Ecología, Universidad de Sevilla, ES
Laboratório de Palinologia da
Universidade Luterana do Brasil
PROBIO – Programa de Utilização
Sustentável da Diversidade Biológica
Brasileira
Faculdade de Filosofia Ciências e
Letras de Ribeirão Preto-USP
69