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Ver el documento (formato PDF)   Ramírez, Gabriela P..  "Aprendizaje olfativo pre-imaginal en la abeja Apis mellifera: sus efectos luego de la metamorfosis"  (2014-07-11)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Dentro de las colmenas de abejas Apis mellifera la información relativa a un recurso floral se distribuye rápidamente entre individuos de todas las edades mediante contactos boca a boca (trofalaxia). Estas interacciones sociales permiten establecer memorias asociativas estables y de largo término en individuos adultos. Sin embargo, hasta el presente se desconoce si la adquisición de esta información alcanza a individuos en desarrollo (pre-imaginales). Mediante eventos trofalácticos las larvas pueden recibir el recurso ingresado a la colmena, siendo factible que aquellos individuos en desarrollo puedan establecer memorias asociativas, y que incluso las mismas sean funcionales en estadios avanzados. Se plantea si las experiencias olfativas de naturaleza apetitiva adquiridas en estadios larvales pueden ser retenidas luego de la metamorfosis y afectar la conducta del adulto. Para ello, se ofreció una solución azucarada aromatizada en el interior de colmenas experimentales con el fin de circular alimento aromatizado que pueda ser potencialmente ingerido por individuos en desarrollo. Por un lado, se cuantificó la adquisición y la retención de memorias olfativas bajo el paradigma de respuesta de extensión de probóscide (REP) en adultos, tanto hacia los olores preexpuestos como 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 compararlo con el grupo control, sugiriendo que el adulto puede retener información adquirida antes de emerger. Curiosamente se obtuvieron altos niveles de REP hacia nuevos olores en concordancia 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 espontáneamente al olor pre-expuesto poseen una mayor capacidad de aprendizaje en un condicionamiento olfativo clásico que abejas sin experiencias. Se evaluaron además posibles cambios en el sistema sensorial periférico del adulto producto de esas experiencias, realizándose registros electrofisiológicos en antenas (EAG) de abejas adultas jóvenes. Se observó una sensibilidad diferencial de los receptores olfativos dependiendo de las experiencias olfativas tempranas. Para estudiar el comportamiento motor de las larvas se realizaron bioensayos de laboratorio que indicaron que la experiencia previa hacia un olor elimina la preferencia innata hacia un olor novedoso. Para establecer correlatos entre experiencias tempranas y aspectos neurobiológicos, se cuantificaron los volúmenes de determinadas estructuras cerebrales de abejas adultas jóvenes involucradas en el procesamiento de información olfativa. Los resultados obtenidos no revelaron diferencias al comparar cerebros de abejas con o sin experiencias olfativas pre-imaginales así como tampoco en la expresión de genes asociados a procesos sinápticos involucrados en eventos de aprendizaje. Concluimos que las experiencias olfativas pre-imaginales condujeron a cambios comportamentales y fisiológicos en las abejas recientemente emergidas. Estos resultados indican que las abejas pueden acceder muy tempranamente a la información relacionada con el alimento que ingresa a la colonia, situación que podría afectar a aquellas conductas mediadas por claves olfativas, como es el caso de la recolección de recursos.

Abstract:
Inside the Apis mellifera hive, incoming information from a floral source is quickly propagated between nestmates of different ages through mouth to mouth contacts (trophallaxis). These interactions allow establishing long term and stable odor-rewarded memories. However, until now it is unknown whether acquisition of this information achieves developing individuals (pre-imaginal stages). Given that larvae could receive the incoming resources through trophallaxis, it is probably that they could establish olfactory memories that might be useful in later stages. Specifically, we wonder if olfactory appetitive experiences acquired during larval stages can be retained after metamorphosis and if they can induce behavioral changes in the adult stage, inquiring into the underlying cognitive and sensory processes. To address these aims, scented sucrose solution was offered inside the experimental hives in order to allow that circulating scented-food can be ingested by larvae. On one hand, acquisition and retention of olfactory memories were quantified in adults under the proboscis extension response (PER) protocol, by presenting the pre-exposed odor as well as novel ones. Only young bees (3-5 days old) showed a higher spontaneous PER level towards the preexposed odor, suggesting that the adult can retain information acquired before emergence. Curiously, high PER levels were obtained towards odors according to their perceptual 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 more efficiently in a classical olfactory conditioning than naïve bees. On another hand, we also studied possible changes in the adult’s periferic sensory system due to these experiences performing electro-physiological records in the antenna (EAG) of young bees. These recordings showed differential sensitivity of olfactory receptors, depending on the bee’s previous experience. Moreover, laboratory assays performed with larvae showed that pre-exposure to an odor eliminates innate preference towards another novel odor. Finally, to correlate early experiences and neurobiological issues, volumes of certain brain structures involved in olfactory information processing were quantified in young adult bees. Pre-exposure to an odor at a larval stage had no effect on the size of certain adult brain structures or on the amount of expression of genes associated with synaptic processes involved in learning events. We conclude that pre-imaginal olfactory experiences led to both behavioral and physiological changed in newly emerged bees. These results show that honeybee can prematurely access information associated with incoming food gathered by its mates, this situation could affect odor-mediated behaviors like foraging.

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Registro:
Título : Aprendizaje olfativo pre-imaginal en la abeja Apis mellifera: sus efectos luego de la metamorfosis     =    Pre-imaginal olfactory learning in the honeybee Apis mellifera: the effects after metamorphosis
Autor : Ramírez, Gabriela P.
Director : Farina, Walter M.
Consejero : Farina, Walter M.
Jurados : Schilman, Pablo Ernesto  ; Muzio, Rubén Néstor  ; Guerenstein, Pablo Gustavo
Año : 2014-07-11
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE). Grupo de estudio de insectos sociales (INSSOC)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5576_Ramirez
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Entomología
Biología / Comportamiento Animal
Biología / Neurociencias
Palabras claves : APIS MELLIFERA; EXPERIENCIAS OLFATIVAS PRE-IMAGINALES; APRENDIZAJE ASOCIATIVO; COMPORTAMIENTO; SENSIBILIDAD QUIMIOSENSORIAL; NEUROBIOLOGIA; APIS MELLIFERA; PRE-IMAGINAL OLFACTORY EXPERIENCES; ASSOCIATIVE LEARNING; BEHAVIOR; CHEMOSENSORY RESPONSIVENESS; NEUROBIOLOGY
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