Título del Proyecto

Interacciones huésped-simbionte a través de un continuo de socialidad: conocimientos de abejas y nematodos

Nombre del mentor

William Wcislo, científico del personal de STRI
WcisloW@si.edu
(Por favor, copien a Paola Galgani (galganip@si.edu) en cualquier correo electrónico relacionado con esta pasantía).

Nombre del co-mentor

Charlotte Knopp, becaria de corto plazo de STRI
ck8037@princeton.edu

Lugar de la pasantía

Isla Barro Colorado, Panamá

Project summary

Las abejas halictidas son una familia de abejas rica en especies que tienen estilos de vida desde colonias solitarias hasta colonias eusociales de ~400 trabajadoras. Esto proporciona un poderoso sistema para estudios comparativos de conceptos centrales en ecología de enfermedades como comensalismo, tolerancia, virulencia, y transmisión a través de diferentes escalas de organización social. Nuestro objetivo es comprender cómo la estructura social impacta el lugar donde se encuentran los simbiontes en el continuo mutualista-comensal-parásito. Usamos abejas del género Megalopta, que pueden contener >4000 nematodos del género Acrostichus. Estos nematodos viven en una glándula exocrina abdominal, pero no se alimentan dentro de las abejas adultas. Megalopta genalis y Megalopta amoena son abejas facultativas eusociales que se encuentran en la Isla Barro Colorado. Las hembras de estas especies pueden iniciar nidos eusociales o solitarios, lo que nos permite comparar directamente cómo los nematodos impactan a las abejas con diferentes fenotipos sociales.

No sabemos dónde existen los nematodos Acrostichus en el espectro de mutualismo-comensalismo-parasitismo. Nuestra hipótesis es que los nematodos realizan comportamientos mutualistas de limpieza celular que aumentan la supervivencia de la cría, pero que con cargas elevadas pueden tener un impacto negativo (parásito) en las abejas adultas debido al costo fisiológico de la vida con los nematodos.

Para probar estas hipótesis, utilizamos una combinación de técnicas observacionales y moleculares. Recolectamos abejas en el campo, evaluamos su carga de nematodos y luego tomamos métricas de capacidad reproductiva, condición corporal y activación inmune. También realizamos ensayos de comportamiento con los nematodos para determinar si sus comportamientos de búsqueda de huésped están influenciados por la organización social de las abejas (solitaria versus eusocial) o la casta (reina versus trabajadora).

Objetivos de la tutoría

Los pasantes de este proyecto aprenderán los conceptos básicos de la investigación de campo y adquirirán conocimientos sobre ecología de enfermedades y ecología del comportamiento mientras viven y trabajan en la diversa comunidad de investigación de STRI. Los mentores discutirán los objetivos profesionales de los pasantes para garantizar que reciban una formación que les ayude a progresar en sus carreras científicas. Dependiendo de sus áreas de interés, los pasantes también adquirirán habilidades en diseño experimental, ensayos de comportamiento, cría de insectos, y análisis estadístico (uso de hojas de cálculo, programación en R, etc.). Los pasantes serán coautores de cualquier publicación científica que resulte de este estudio.

Este es un proyecto relativamente nuevo con muchos componentes, por lo que hay espacio para adaptar el trabajo a los intereses de los pasantes. Los estudiantes pueden traer sus propias ideas y pueden realizar un proyecto paralelo que sea complementario a los objetivos principales de este proyecto.

Perfil deseado

Serían bienvenidos estudiantes con interés o experiencia en cualquier área de la biología evolutiva, la ecología o las ciencias ambientales. Es deseable un interés particular en las interacciones huésped-parásito, el comportamiento animal o la inmunología. Los pasantes deben sentirse cómodos trabajando en condiciones duras en el campo (calor, humedad). Esta es una pasantía a tiempo completo de 3 meses en BCI. La asignación de tiempo es aproximadamente 60% trabajo de campo y 40% trabajo de laboratorio.
No se requiere competencia en el idioma inglés y solicitudes en español son bienvenidas.

Lista de lecturas sugeridas

• Giblin-Davis, R. M., Norden, B. B., Batra, S. W. T., & Eickwort, G. C. (1990). Commensal Nematodes in the Glands, Genitalia, and Brood Cells of Bees (Apoidea). Journal of Nematology, 22(2), 150–161.
• McFrederick, Q., Roulston, T. H., & Taylor, D. (2013). Evolution of conflict and cooperation of nematodes associated with solitary and social sweat bees. Insectes Sociaux, 60(3), 309–317. https://doi.org/10.1007/s00040-013-0295-5
• McFrederick, Q. S., & Taylor, D. R. (2013). Evolutionary history of nematodes associated with sweat bees. Molecular Phylogenetics and Evolution, 66(3), 847–856. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2012.11.007
• Wcislo, W. T., Arneson, L., Roesch, K., Gonzalez, V., Smith, A., & Fernández, H. (2004). The evolution of nocturnal behaviour in sweat bees, Megalopta genalis and M. ecuadoria (Hymenoptera: Halictidae): an escape from competitors and enemies? Biological Journal of the Linnean Society, 83(3), 377–387. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2004.00399.x