INTRODUCCIÓN

México es uno de los principales países productores y exportadores de miel de abejas (Apis mellifera) en el mundo y la apicultura es una actividad de enorme importancia socio- económica para el país. A ella se dedican cerca de 45,000 productores, quienes trabajan alrededor de 1.9 millones de colonias (^{Magaña et al., 2016}). Sin embargo, en años recientes la producción de miel no se ha incrementado por falta de procesos que puedan potencializar este sector (^{Contreras-Escareño et al., 2013}; ^{Soto-Muciño et al., 2017}). La apicultura mexicana es afectada por diversos factores que reducen la productividad y rentabilidad de las colonias, entre los que se incluyen enfermedades de las abejas ocasionadas por diversos microorganismos y parásitos (^{Magaña-Magaña et al., 2016}). En Jalisco, uno de los principales estados productores de miel de México, prevalecen enfermedades que afectan a la cría y abejas adultas, como la nosemosis, varroosis y ascosferosis (^{Tapia-González et al., 2017}, ²⁰¹⁹, ²⁰²⁰). Estos problemas sanitarios pueden producir pérdidas económicas de muchos millones de pesos anualmente, pero las pérdidas pudieran reducirse si los apicultores establecieran programas de crianza selectiva para desarrollar estirpes de abejas resistentes a enfermedades y parásitos.

Uno de los mecanismos de resistencia a enfermedades y parásitos de las abejas melíferas más conocido es el comportamiento higiénico, el cual consiste en la capacidad de las abejas de detectar larvas y pupas muertas, enfermas, o parasitadas con ácaros de Varroa destructor, con el fin de abrir las celdas para limpiarlas. Por lo tanto mediante este mecanismo esencial se reducen los riesgos de transmisión de patógenos y parásitos (^{Emsen et al., 2012}). El comportamiento higiénico es importante en insectos sociales por el hacinamiento en que viven, ya que, si un individuo se enferma, la posibilidad de transmisión entre integrantes de la colonia es muy alta (^{Guzman-Novoa y Morfin, 2019}). Además, las colonias de abejas con alto comportamiento higiénico pueden incrementar la producción de miel (^{Wielewski et al., 2012}).

El comportamiento higiénico de las abejas melíferas es afectado por efectos genéticos y es heredable (^{Arechavaleta-Velasco et al., 2011}; ^{Pernal et al., 2012}), por lo que es viable desarrollar estirpes de abejas altamente higiénicas con programas de mejoramiento genético (^{Ivernizzi et al., 2011}). La expresión del comportamiento higiénico es variable (^{Xonis et al., 2015}), lo que se debe en parte a los efectos genéticos antes mencionados, pero también a la influencia de factores ambientales. Poco se sabe sobre los efectos ambientales que afectan el comportamiento higiénico de las abejas melíferas, pero se ha reportado que la cantidad de cría de la colonia y cambios en el flujo de néctar recolectado por las abejas pueden afectarlo (^{Wagoner et al., 2018}), otros estudios apoyan la idea del comportamiento de las abejas (^{Sousa et al., 2016}). Es importante determinar qué factores ambientales influyen en el comportamiento higiénico de las abejas melíferas para estandarizar sus efectos cuando se establezcan programas de crianza selectiva para desarrollar estirpes de abejas altamente higiénicas. En este sentido el objetivo de este estudio fue determinar si las influencias climáticas, regionales y de cantidad de cría se relacionan con el comportamiento higiénico en colmenas del estado de Jalisco, México.

MATERIAL Y MÉTODOS

Regiones de estudio. El presente trabajo se realizó en apiarios de siete municipios del estado de Jalisco, México, ubicados en una región alta o de montaña (Tapalpa y Unión de Guadalupe) y en una región baja o de llano (Tamazula de Gordiano, Zapotlán el Grande, Sayula, San Martín Hidalgo y Zacoalco de Torres). El clima y altitud sobre el nivel del mar (asnm) presentan grandes contrastes debido a la conformación variada de relieves de estas regiones (^{Plan Regional de Desarrollo, 2012}). Se utilizaron 142 colonias de 45 apiarios para evaluar su comportamiento higiénico y capacidad reproductiva en los siete municipios mencionados (Tabla1) durante la época de estiaje (entre marzo y mayo).

Unidades experimentales. De cada apiario de los siete municipios se seleccionaron al azar y se marcaron de tres a cuatro colonias, las cuales fueron identificadas con un disco de plástico donde se registró el número de la colonia y se llevaron registros de localización. Cada colonia seleccionada se abrió y se inspeccionó para asegurarse que visualmente no se detectaran signos de enfermedades de la cría (loque americana, loque europea, cría calcárea, o cría ensacada). Las colonias que presentaron algún indicio de enfermedad no fueron usadas.

Evaluación del comportamiento higiénico. De cada una de las colonias seleccionadas se eligió el bastidor de cría con la mayor cantidad de celdas operculadas con patrón continuo y uniforme. El bastidor elegido se colocó en posición horizontal arriba de la colmena, y sobre él se puso un cilindro sin tapa de policloruro de vinilo (PVC) de 10 x 11 cm, ejerciendo ligera presión con movimientos en círculo sobre la cría operculada. Se calculó que este cilindro cubrió una cantidad promedio de 350 celdas. Posteriormente se procedió a sacrificar la cría dentro del cilindro por medio de congelamiento (^{Spivak, 1996}). Para ello se vaciaron dentro de este cilindro 250 ml de nitrógeno líquido (-195ºC) usando un vertedor de aluminio. Una vez terminado el proceso de evaporación del nitrógeno (aprox. 1 min), se tomó una imagen digital (cámara digital Nikkon, Coolpix) del área de cría congelada para posteriormente contar el número de celdas iniciales. El bastidor experimental fue identificado con el número de la colonia, marcándolo con plumón indeleble sobre el cabezal. Posteriormente, el bastidor se introdujo al centro de la cámara de cría de la colonia de origen para que las obreras iniciaran la remoción de la cría sacrificada (comportamiento higiénico). Después de 24 h de este procedimiento, se volvió a abrir la colmena y se extrajo el bastidor con la cría que se congeló. Se tomó una segunda fotografía del área congelada para contar el número de celdas limpias (donde las abejas retiraron pupas). Luego, usando los números de celdas de ambas fotografías, se determinó el porcentaje de cría removida (^{Espinosa-Montaño et al., 2008}), este procedimiento se realizó en una ocasión. Se utilizó la siguiente fórmula para obtener el porcentaje de remoción de cría:

Determinación de la capacidad reproductiva de las colonias. Para determinar la capacidad reproductiva, en cada colonia se calculó el número de bastidores con cría operculada mediante la estimación de la proporción del área de cada panal que estaba cubierto con cría sellada (0-1.0) y se sumaron estos valores (^{Delaplane et al., 2013}).

Determinación de altitud y variables climáticas. Para medir la altitud sobre el nivel del mar (asnm) de cada apiario, se usó un GPS (Sportrack-color, Magellan). Los datos de temperatura y humedad ambiental promedio se obtuvieron de la página electrónica, municipios de Jalisco (^{Gobierno del estado de Jalisco, 2019}).

Análisis estadísticos. Los datos de porcentaje de comportamiento higiénico se transformaron al arcoseno de la raíz cuadrada para normalizarlos como lo sugiere ^{William (1990)} y ^{Medina-Flores et al (2019)}. Los datos de número de panales con cría requirieron transformación logarítmica y los datos climáticos no fueron transformados por presentar una distribución normal, para definir la normalidad de los datos se utilizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov (^{Hanusz y Tarasińska, 2015}). Las respuestas higiénicas de las colonias, así como la cantidad de cría y los parámetros climáticos se analizaron entre municipios por medio de análisis de varianza. Al encontrarse significancia, las medias fueron separadas y comparadas con pruebas protegidas de Fisher (p < 0.05). Los datos entre regiones se compararon con pruebas t de student. También, con pruebas de Pearson, se correlacionó la respuesta higiénica de las colonias con los datos de cantidad de cría y de los parámetros climáticos. Además, se crearon histogramas de distribución de frecuencia con el fin de determinar el porcentaje de colonias con bajo y alto comportamiento higiénico para las colonias de cada región. Los análisis se realizaron con el paquete estadístico SPSS versión 24 ® (^{Quezada-Lucio, 2017}).

RESULTADOS

El grado de comportamiento higiénico de las colonias de abejas varió significativamente entre municipios (F6,135 = 4.88, p < 0.001) y entre regiones (t140 = - 4.05, p < 0.001). Las colonias ubicadas en los municipios de la región del llano fueron significativamente más higiénicas que las colonias ubicadas en los municipios de montaña (Figuras 1, 2).

Letras diferentessobre las barras significan diferencias significativas en base a análisis de varianza y pruebas de Fisher.

Figura 1. Porcentaje de remoción de cría ± E.E. de 142 colonias de abejas en siete municipios 

Figura 2 Porcentaje de remoción de cría ± E.E. de 142 colonias de abejas en dos regiones. Letras diferentes sobre las barras significan diferencias significativas en base a una prueba t de student 

Se encontraron diferencias significativas en la cantidad de cría de las colonias, así como en la temperatura y humedad relativa entre municipios (F₆,135 = 4.94, F_6,135 = 70.28, F_6,135 = 63.07, p < 0.0001, respectivamente). También se observaron diferencias significativas para la temperatura entre regiones (t₁₄₀ = - 10.50, p < 0.0001), pero no para humedad relativa y cantidad de cría (t₁₄₀ = - 0.31 y t₁₄₀ = - 0.32, p > 0.75, respectivamente). Para los factores de cantidad de cría y humedad relativa, no se observó un patrón relacionado con la región o con la asnm. Hubo variación similar en los municipios de ambas regiones para estos dos factores. Para el factor temperatura, las colonias ubicadas en los municipios de la zona del llano tuvieron un clima significativamente más cálido que las colonias ubicadas en los municipios de montaña (Tablas 2, 3).

Se encontraron correlaciones significativas entre el grado de comportamiento higiénico de las colonias, la temperatura ambiental y la asnm. Sin embargo, no hubo correlación significativa del comportamiento higiénico de las colonias ni con la cantidad de cría ni con la humedad relativa (Tabla 4).

Analizando todas las colonias evaluadas, el 50% de ellas tuvieron bajos niveles de comportamiento higiénico (< 60%), mientras que el 25.3 y 11.3% de ellas, tuvieron un comportamiento higiénico alto (> 80%) o muy alto (> 95%) respectivamente. El análisis por regiones reveló que, en la región del llano, un mayor porcentaje de colonias mostró alto comportamiento higiénico (> 80%) en comparación con las colonias de la región de montaña (34.5 y 10.9%, respectivamente, Figuras 3a y 3b). Además, en la región del llano, 16.1% de las colonias mostraron un muy alto comportamiento higiénico (> 95%) contra solo el 3.6% de las colonias en la región de montaña. Este estudio mostró que las colonias de abejas ubicadas en los municipios de la región del llano fueron significativamente más higiénicas que las colonias ubicadas en los municipios de la región de montaña y que estas diferencias están relacionadas con la temperatura ambiental y la asnm. También se encontró que en los municipios más cálidos y de menor altitud, existe una mayor proporción de colonias de abejas con alto o muy alto comportamiento higiénico que en sitios más fríos y de mayor elevación.

Figura 3a Frecuencia de colonias con diferentes porcentajes de remoción de cría en la zona de montaña (n = 55) 

Figura 3b Frecuencia de colonias con diferentes porcentajes de remoción de cría en la zona del llano (n = 87) 

DISCUSIÓN

Aunque hubo cierto grado de variabilidad entre municipios, el número de panales con cría de las colonias de abejas no tuvo relación con la remoción de cría por lo que aparentemente no influyó en el comportamiento higiénico en las poblaciones de abejas estudiadas. Este resultado probablemente se debió a una reducida variación en la cantidad de cría de las colonias estudiadas entre regiones. Es posible que en otra época del año estas condiciones pudieran cambiar y que diferencias de panales con cría en las colonias pudieran resultar en diferencias poblacionales que influirían en su grado de comportamiento higiénico. Independientemente de ese posible escenario hipotético, el cual requeriría evaluaciones frecuentes a lo largo del año para demostrarse, el estudio de ^{Medina-Flores et al. (2014a)} concuerda con los resultados de este trabajo. ^{Medina- Flores et al. (2014a)} congelaron con nitrógeno líquido panales de cría de colonias de abejas en Zacatecas y evaluaron su comportamiento higiénico, no encontrando correlaciones estadísticas entre remoción de cría muerta y número de panales con cría.

Dentro de los factores climáticos, la humedad relativa no tuvo correlación significativa con el comportamiento higiénico, pero se encontró una correlación positiva y significativa entre temperatura ambiental y remoción de cría muerta, lo que indica que a medida que aumenta la temperatura también aumenta la remoción de cría. En un estudio similar llevado a cabo en Brasil a distintas altitudes y con abejas africanizadas, también se encontró una correlación positiva entre temperatura y remoción de cría (^{Sousa et al., 2016}). Por su parte ^{Cheruiyot et al. (2017)} señalan que las variables climáticas podrían ejercer una influencia sobre el comportamiento higiénico. Es posible que la temperatura y la africanización favorezcan una mayor actividad motora de las abejas y eso facilite la remoción de cría muerta, pero esta hipótesis tendría que probarse en futuros estudios, ya que no fue el objetivo de esta investigación.

El comportamiento higiénico de las poblaciones de abejas estudiadas también se correlacionó, aunque negativamente, con la asnm, lo que indica que a medida que los apiarios estaban ubicados a mayor altura (en un rango de asnm de 1235 a 2248 m), menor fue el grado de comportamiento higiénico de las colonias. Además, al comparar las regiones, las colonias ubicadas en la región del llano fueron significativamente más higiénicas que las colonias de la región de montaña. Lo anterior es corroborado por un menor porcentaje de colonias con alto comportamiento higiénico en la región de montaña (11%), mientras que, en la región del llano, el porcentaje de colonias altamente higiénicas fue mayor (> 34%). Estas diferencias pueden ser probablemente atribuibles a una mayor incidencia de abejas con ancestría africana (Apis mellifera scutellata) en la zona del llano, ya que las abejas africanizadas son más higiénicas y poseen mayor capacidad de detectar, desopercular y retirar cría enferma o infestada con V. destructor que abejas de razas europeas (^{Pereira et al., 2013}; ^{Medina-Flores et al., 2014}b ^{Nganso et al., 2017}).

Está demostrado que el grado de africanización de las poblaciones de abejas en México muestra un gradiente contínuo asociado a la asnm. A menores altitudes, el grado de africanización de las colonias es mayor que en zonas de montaña (^{Medina-Flores et al.,2 015}; ^{Domíngues-Ayala et al., 2016}; ^{Guzmán-Novoa et al., 2020}) y las colonias más africanizadas en México manifiestan menores niveles de infestación por V. destructor y enfermedades virales y de la cría, en parte debido al comportamiento higiénico de las abejas (^{Guzman-Novoa et al., 2012}, ²⁰¹³; ^{Medina-Flores et al., 2014a}, ^b, ^c; ^{Hamiduzzaman et al., 2015}), aunque en ocasiones, a pesar de su alto comportamiento higiénico, una combinación de parasitosis como la varroosis y la ascosferosis pueden hacer colapsar colonias de abejas africanizadas (^{Medina y Vicario-Mejía, 1999}). Una evidencia adicional que apoya la presunción de mayor grado de africanización de las colonias en la región del llano, son los resultados del estudio de ^{Esquivel et al. (2015}), quienes mostraron que las abejas de colonias de la región del llano eran más africanizadas y defensivas que las abejas de colonias de la región de montaña.

El hecho de haberse encontrado que más del 25% de las colonias evaluadas tuvieron > 80% de comportamiento higiénico y que más del 11% de ellas mostraron grados de comportamiento higiénico > 95%, sugiere que estos porcentajes de remoción de cría son aceptables para iniciar proyectos de crianza selectiva de abejas altamente higiénicas para mejorar la sanidad de las colonias. Estos porcentajes son mayores que los reportados en otros trabajos como el realizado por ^{Medina-Flores et al. (2014c)} en el estado de Zacatecas, donde el promedio de remoción de cría a las 48 h fue de 75% en las colonias más higiénicas. ^{Masaquiza et al. (2017)} estudiando colonias de abejas africanizadas en Ecuador, encontraron porcentajes de remoción de cría del 76% utilizando el método de pinchado con aguja, método que sobre-estima el comportamiento higiénico de las abejas (^{Espinosa-Montaño et al., 2008}). Por lo anterior, puede concluirse que los resultados encontrados en este trabajo son importantes debido a que la potencial reproducción de genotipos de abejas con alto comportamiento higiénico, contribuye a aumentar la resistencia de las colonias a enfermedades (^{Guzman-Novoa y Morfin, 2019}), lo cual es útil para reducir el uso de antibióticos en la prevención y tratamiento de brotes de enfermedades de la cría; asimismo, las colonias higiénicas tendrían menor cantidad de ácaros de V. destructor que aquellas no seleccionadas (^{Spivak, 1996}) y pudieran ser capaces de mantenerse saludables a pesar de la existencia de colonias infestadas en el mismo apiario (^{Russo et al., 2020}). Adicionalmente a la resistencia a enfermedades y ácaros parasitarios, el comportamiento higiénico de las abejas también ha sido relacionado con un efecto positivo en la producción de miel (^{Wielewski et al., 2012}; ^{Medina-Flores et al., 2014c}).

Varios estudios han demostrado que el comportamiento higiénico de las abejas está fuertemente influenciado por efectos genéticos y que al menos siete loci lo controlan (^{Arechavaleta-Velasco et al., 2011}). El índice de heredabilidad para esta característica se ha estimado entre 0.17 y 0.63 (^{Boecking et al., 2000}; ^{Pernal et al., 2012}), por lo que es viable desarrollar estirpes de abejas higiénicas en programas de mejoramiento genético. De hecho, ^{Spivak (1996}) produjo dos líneas de abejas para alto y bajo comportamiento higiénico. Además, el comportamiento higiénico se hereda principalmente por la vía materna (^{Unger y Guzman-Novoa, 2010}), por lo que se esperaría progreso genético en la progenie de futuras generaciones aun cuando las reinas higiénicas sean fecundadas por zánganos de poblaciones no higiénicas (^{Ivernizzi et al., 2011}). Todo lo anterior permite inferir que, si se inician programas de crianza selectiva con colonias en las regiones estudiadas, se produciría mejoramiento genético generación tras generación en beneficio de los apicultores. La selección de colonias en la región de montaña usaría una base de abejas más europeizada, mientras que la selección de colonias en la región del llano lo haría con abejas con mayor grado de africanización. De implementarse estos programas, también habría que considerar que las abejas africanizadas producen menos miel y son más defensivas que las europeas (^{Uribe-Rubio et al., 2003}; ^{Guzmán-Novoa y Uribe-Rubio, 2004}).

CONCLUSIÓN

El grado de comportamiento higiénico de las poblaciones de abejas estudiadas varía en relación a condiciones climáticas y ambientales. Colonias establecidas en regiones más cálidas y a menor altitud exhibieron mayores grados de comportamiento higiénico en comparación con colonias establecidas en zonas más frías y a mayor altitud. También se encontró que más del 25% de las colonias evaluadas tuvieron un alto grado de comportamiento higiénico (> 80%), lo que permitiría iniciar proyectos de crianza selectiva de abejas altamente higiénicas para mejorar la sanidad de las colonias, lo cual beneficiaría a la industria apícola.

IMPLICACIONES

Las implicaciones de este estudio al evaluar y caracterizar el comportamiento higiénico de colonias de abejas en diversos municipios del estado de Jalisco de acuerdo a sus condiciones climáticas, favorece iniciar proyectos de crianza selectiva de abejas en beneficio del sector apícola.