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Un dron es una abeja macho. A diferencia de la abeja obrera , un zángano no tiene aguijón . No recolecta néctar ni polen y no puede alimentarse sin la ayuda de las abejas obreras. Su única función es aparearse con una reina doncella en vuelo nupcial .
Los zánganos portan solo un tipo de alelo en cada posición cromosómica, porque son haploides (contienen solo un juego de cromosomas de la madre). Durante el desarrollo de los óvulos dentro de una reina , una célula diploide con 32 cromosomas se divide para generar células haploides llamadas gametos con 16 cromosomas. El resultado es un óvulo haploide, con cromosomas que tienen una nueva combinación de alelos en los distintos loci . Este proceso se denomina partenogénesis arrenotótica o simplemente arrenotótica .
Debido a que la abeja macho técnicamente sólo tiene una madre y ningún padre, su árbol genealógico es inusual. La primera generación tiene un miembro (el macho). Una generación atrás también tiene un miembro (la madre). Dos generaciones atrás son dos miembros (la madre y el padre de la madre). Tres generaciones atrás son tres miembros. Cuatro atrás son cinco miembros. Esta secuencia (1, 1, 2, 3, 5, 8, etc.) es la secuencia de Fibonacci . [1]
Existe mucho debate y controversia en la literatura científica sobre la dinámica y el aparente beneficio de las formas combinadas de reproducción en las abejas melíferas y otros insectos sociales, conocidas como sistema haplodiploide de determinación del sexo . Los zánganos tienen dos funciones reproductivas: cada zángano crece a partir del óvulo haploide no fertilizado de la reina y produce unos 10 millones de espermatozoides masculinos , cada uno de ellos genéticamente idéntico al óvulo. Los drones también sirven como vehículo para aparearse con una nueva reina y fertilizar sus huevos. Las abejas obreras se desarrollan a partir de óvulos fertilizados y son de origen diploide , lo que significa que el esperma de un padre proporciona un segundo conjunto de 16 cromosomas para un total de 32: un conjunto de cada padre. Dado que todos los espermatozoides producidos por un dron en particular son genéticamente idénticos, las hermanas completas están más estrechamente relacionadas que las hermanas completas de otros animales donde el esperma no es genéticamente idéntico.
Una abeja obrera ponedora produce exclusivamente huevos totalmente no fertilizados, que se convierten en zánganos. Como excepción a esta regla, las abejas obreras ponedoras de algunas subespecies de abejas melíferas también pueden producir descendencia diploide (y por lo tanto femenina) fértil en un proceso llamado thelytoky , en el que el segundo conjunto de cromosomas no proviene del espermatozoide, sino de uno de los Tres cuerpos polares durante la anafase II de la meiosis .
En las abejas melíferas, la mejor manera de controlar la genética de la descendencia es inseminar artificialmente (lo que en apicultura se denomina "inseminación instrumental") a una reina con zánganos recolectados de una sola colmena, donde se conoce a la madre de los zánganos. En el proceso de apareamiento natural, una reina se aparea con múltiples zánganos, [2] que pueden no provenir de la misma colmena. Por lo tanto, lotes de crías femeninas tienen padres de un origen genético completamente diferente.
Un zángano se caracteriza por tener ojos que son dos veces más grandes que los de las abejas obreras y las reinas, y un tamaño corporal mayor que el de las abejas obreras, aunque generalmente más pequeño que el de la abeja reina . Su abdomen es más grueso que el de las obreras o el de la reina. Aunque tiene un cuerpo pesado, el dron debe poder volar lo suficientemente rápido como para acompañar a la reina en vuelo. El tiempo medio de vuelo de un dron es de unos 20 minutos.
Una colonia de Apis cerana tiene alrededor de 200 zánganos durante la temporada alta del verano. Los drones dependen de las abejas obreras para alimentarse.
Los zánganos mueren o son expulsados de la colmena por las abejas obreras a finales de otoño, muriendo por exposición y por la incapacidad de protegerse o alimentarse, y no reaparecen en la colmena hasta finales de primavera. Las abejas obreras las desalojan porque los drones agotarían los recursos de la colmena demasiado rápido si se les permitiera quedarse. [3]
La función principal de los zánganos es estar listos para fertilizar a una reina receptiva. Los zánganos en una colmena generalmente no se aparean con una reina virgen de la misma colmena porque la reina vuela más lejos que los zánganos hacia el área de congregación de zánganos. El apareamiento generalmente tiene lugar en o cerca de áreas de congregación de drones. No se comprende cómo se seleccionan estas áreas, pero existen. Cuando un zángano se aparea con una reina de la misma colmena, la reina resultante tendrá un patrón de cría irregular (numerosas celdas vacías en un marco de cría) debido a la eliminación de las larvas de zángano diploides por parte de las abejas nodrizas (es decir, un huevo fertilizado con dos abejas idénticas). los genes sexuales se convertirán en un dron en lugar de un trabajador). Las abejas obreras eliminan la cría endogámica y la consumen para reciclar la proteína.
El apareamiento se produce en vuelo, lo que explica que los drones necesiten una mejor visión, proporcionada por sus grandes ojos. Si un dron logra aparearse, lo primero que sucede es que toda la sangre del cuerpo del dron corre hacia su endofalo, lo que le hace perder el control sobre todo su cuerpo. Su cuerpo se cae, dejando una parte de su endofalo adherida a la reina que ayuda a guiar al siguiente zángano en la reina.
Los criadores de reinas de abejas melíferas pueden criar zánganos para utilizarlos en inseminación instrumental [4] o apareamiento abierto. Un patio de apareamiento de reinas debe tener muchos zánganos para tener éxito.
En zonas con inviernos severos, todos los zánganos son expulsados de la colmena en otoño. Una colonia comienza a criar drones en primavera y la población de drones alcanza su punto máximo coincidiendo con la temporada de enjambres a finales de primavera y principios de verano. La esperanza de vida de un dron es de unos 90 días.
Aunque el dron está altamente especializado para realizar una función, aparearse y continuar la propagación de la colmena, pueden tener otros propósitos. Todas las abejas, cuando sienten que la temperatura de la colmena se desvía de los límites adecuados, generan calor temblando o expulsan el calor moviendo el aire con sus alas, comportamientos que los zánganos comparten con las abejas obreras.
Los drones no exhiben comportamientos típicos de las abejas obreras, como la recolección de néctar y polen, el cuidado o la construcción de colmenas. Si bien los drones no pueden picar, si se los recoge, pueden mover la cola en un intento de asustar al perturbador. [5] En algunas especies, los drones zumban alrededor de los intrusos en un intento de desorientarlos si se perturba el nido.
Los drones vuelan en abundancia a primera hora de la tarde y se sabe que se congregan en áreas de congregación de drones a una buena distancia de la colmena.
El endofalo del dron está optimizado para dispersar una gran cantidad de líquido seminal y espermatozoides con gran velocidad y fuerza. El endofalo se mantiene internamente en el dron. Durante el apareamiento, el órgano se evierte (se da vuelta) y se convierte en la reina. La eversión del endofalo se logra contrayendo los músculos abdominales, lo que aumenta la presión de la hemolinfa, "inflando" efectivamente el endofalo. Los ganchos cornua en la base del endofalo ayudan a agarrar a la reina.
El apareamiento entre un solo zángano y la reina dura menos de 5 segundos y, a menudo, se completa en 1 o 2 segundos. El apareamiento ocurre en pleno vuelo y entre 10 y 40 m (33 a 131 pies) sobre el suelo. Dado que la reina se aparea con entre 5 y 19 zánganos, y los zánganos mueren después del apareamiento, cada zángano debe aprovechar al máximo su único disparo. El dron hace el primer contacto desde arriba de la reina, con su tórax por encima de su abdomen, a horcajadas sobre ella. Luego la agarra con las seis patas y everte el endofalo hacia la cámara del aguijón abierta. Si la cámara del aguijón de la reina no está completamente abierta, el apareamiento no tiene éxito, por lo que algunos machos que montan a la reina no transfieren semen. Una vez que se ha evertido el endofalo, el dron queda paralizado y gira hacia atrás mientras eyacula. El proceso de eyaculación es explosivo: el semen atraviesa la cámara del aguijón de la reina y llega al oviducto. El proceso a veces es audible para el oído humano, similar a un sonido de "estallido". La eyaculación es tan poderosa que rompe el endofalo, desconectando al zángano de la reina. El bulbo del endofalo se rompe dentro de la reina durante el apareamiento, por lo que los zánganos se aparean sólo una vez y mueren poco después. El endofalo sobrante que queda en la vagina de la reina se conoce como "signo de apareamiento". El tapón no impedirá que el siguiente zángano se aparee con la misma reina, pero puede impedir que el semen salga de la vagina. [6]
El apareamiento entre los zánganos y una reina virgen se lleva a cabo lejos de la colonia, en sitios de apareamiento en el aire. Estos sitios de apareamiento, llamados "áreas de congregación", son lugares específicos donde los zánganos esperan la llegada de reinas vírgenes. Un área de congregación suele estar a 10 a 40 m (33 a 131 pies) sobre el suelo y puede tener un diámetro de 30 a 200 m (98 a 656 pies). Los límites del área de una congregación son distintos; Las reinas que vuelan unos metros fuera de los límites son en su mayoría ignoradas por los drones. Las áreas de congregación generalmente se utilizan año tras año, y algunos puntos muestran pocos cambios en 12 años. Dado que los drones son expulsados de una colonia durante el invierno y cada primavera se crían nuevos drones, los drones sin experiencia deben encontrar estas áreas de congregación de nuevo. Esto sugiere que algunas señales ambientales definen el área de una congregación, aunque se desconocen las señales reales.
Las áreas de congregación generalmente están ubicadas sobre terreno abierto, lejos de árboles o colinas, donde el vuelo está algo protegido del viento (los vientos tranquilos pueden ser útiles durante el vuelo de apareamiento). Al mismo tiempo, muchas áreas de congregación no muestran tales características, como las que se encuentran sobre el agua o el dosel del bosque. Algunos estudios han sugerido que la orientación magnética podría influir, ya que los drones de más de 6 días contienen células en el abdomen ricas en magnetita .
Las áreas de congregación se pueden ubicar colocando una reina virgen (en una jaula) en un globo que flota sobre el suelo. Luego, la persona se mueve y toma nota de dónde los zánganos se sienten atraídos por la reina enjaulada. Las áreas de congregación no se encuentran a menos de 90 m (300 pies) de un colmenar , y las áreas de congregación ubicadas más lejos de los colmenares reciben más drones. En un área de congregación, se acumulan drones de hasta 200 colonias, con estimaciones de hasta 25.000 drones individuales. Esta amplia mezcla de zánganos es la forma en que una reina virgen puede asegurarse de recibir la diversidad genética necesaria para su colonia. Al volar a áreas de congregación más alejadas de su colonia, aumenta aún más la probabilidad de exogamia.
Un solo dron visita múltiples áreas de congregación durante su vida, y a menudo realiza varios viajes por tarde. El vuelo de apareamiento de un dron dura en promedio entre 20 y 25 minutos, antes de que deba regresar a la colonia para repostar miel. Mientras están en el lugar, los drones vuelan pasivamente, esperando la llegada de una virgen. Cuando la reina virgen llega al área de congregación, los drones la localizan mediante señales visuales y olfativas. En este punto, se trata de una carrera para aparearse con la reina virgen, para estar genéticamente representada en la colonia recién fundada. Según se informa, los enjambres de drones, mientras siguen activamente a la reina, se parecen a un "cometa drone", disolviéndose y reformándose mientras los drones persiguen a la reina virgen. Los zánganos superan con creces la cantidad de reinas vírgenes producidas por temporada, por lo que incluso con apareamiento múltiple por parte de la reina, muy pocos zánganos se aparean con éxito (estimado en menos de uno entre 1.000). Si es necesario, una reina virgen puede embarcarse en múltiples "vuelos nupciales" para asegurarse de recibir suficiente semen de suficientes zánganos.
Varroa destructor , un ácaro parásito , se propaga dentro de la célula de cría de las abejas. El ácaro Varroa prefiere la cría de zánganos, ya que garantiza un período de desarrollo más largo, lo cual es importante para su propio éxito de propagación. La cantidad de ácaros Varroa se puede mantener bajo control quitando la cría de zángano tapada y congelando el panal de cría o calentándolo.