El esperma del Zángano. Su valor, su calidad y sus afectaciones.

Por Jaime Abel Sanin Hernández – Apicultor – Cali, Colombia – Julio 2022

 

La calidad del semen de los zánganos de las abejas melíferas es relevante e influyente en los diferentes contextos, desde la productividad de las colmenas, la patología, la toxicología y la preservación de la biodiversidad. El esperma del zángano sigue siendo desconocido y todavía no hay mucho tema sobre este aspecto en comparación con otras especies de animales domésticos. Debe hacerse una evaluación específica de la calidad del esperma de manera que se conozca toda su integralidad, funcionalidad y afectaciones.

 

 

Sólo se ha evaluado la calidad del semen de los zánganos referido a algunos parámetros como el volumen del esperma, su concentración y el número de espermatozoides vivos. Los informes de hoy sobre pérdidas elevadas de colmenas y fallas de las reinas generaron una gran preocupación por el futuro de las abejas independientemente de muchas causas y factores. Sólo la reproducción eficiente de las abejas es fundamental para reemplazar las colmenas perdidas, por tanto, un factor limitante hoy para lograr una reproducción exitosa puede ser la calidad del esperma de los zánganos, pues el esperma debe permanecer viable durante varios años después de la fecundación natural o de la inseminación artificial. El estudio del semen de los zánganos es importante ya que determina el éxito reproductivo de la reina, la supervivencia y el nivel productivo de la colmena o colonia. Los espermatozoides de las abejas melíferas son células largas y filamentosas con extremos cónicos, con una longitud de 250 – 270 μm y un ancho de 0,7 μm, contienen una cabeza muy estrecha, el centriolo y el flagelo que le permite la movilidad. Su estructura básicamente es de puros aminoácidos y enzimas.

 

 

Los zánganos como miembros de una sociedad eusocial, tienen niveles muy altos de calidad de eyaculación, que es el resultado de presiones de selección extremas, dada la competencia entre machos antes de la cópula y después de esta, más la necesidad de retener y mantener los espermatozoides viables durante varios años de almacenamiento en la espermateca de la(s) reina(s), así pues, la producción de esperma de alta calidad tiene un alto valor sustancial para la colmena. Sin embargo, la fertilidad de los zánganos puede verse comprometida por factores de estrés cuando estos impactan en sus funciones fisiológicas. Existen efectos de la edad del zángano en la calidad del esperma, efectos por temperaturas elevadas o muy bajas, por la mala nutrición durante el desarrollo larval, por la privación de alimentos durante la maduración sexual y por los desafíos inmunológicos. Cuando la temperatura sobrepasa los 39ºC se presenta una afectación negativa en la fertilidad de los zánganos que baja la viabilidad del semen ya que los espermatozoides en la espermateca pierden motilidad.

Una pésima o baja nutrición por ausencia de alimento larval ocasiona un atraso con una falta de desarrollo pleno de los órganos sexuales del zángano, pues, un abdomen corto impide el buen desarrollo y tamaño de los testículos, las vesículas seminales, glándulas y del endofalo, lo cual impediría en la madurez la plena eversión del órgano copulador.

 

 

Las obreras nodrizas ajustan con precisión la cantidad de alimento larval para producir zánganos con la máxima aptitud reproductiva potencial, esto implica la viabilidad de los espermatozoides, que es crucial para el éxito reproductivo pues, estos sólo vivos se almacenan en la espermateca y vivos son transferidos a los oviductos antes de llegar a la espermateca. Esa viabilidad media de los espermatozoides es una proporción cualitativa y un rasgo de la aptitud de los zánganos, ya que están dentro de una fuerte selección que implica fuerza y resistencia durante el vuelo para lograr la cópula y asegurar un alto contenido de espermatozoides, maximizando su almacenamiento en la espermateca y que también están en competencia con otros ya eyaculados (Berget et al. 1997; Collins y Donaghue 1.999). Recordemos que la carrera de los zánganos en la zona de congregación es una competencia de machos suicidas (Page 1986, Baer, 20059) y sólo algunos de ellos lograrán el éxito reproductivo, su aptitud está desafiada por el hecho de que las reinas vírgenes se aparean hasta con 10 a 30 zánganos, en una rápida sucesión, después estas descartan el 90% del esperma recibido y sólo el 2,5% migra activamente hacía un almacenamiento a largo plazo en la espermateca (Baer 2005).

 

Cuando los zánganos nacen, cuando han dejado de ser pupas, eclosionan con todo el esperma que contienen (Baer 2005), esa calidad de ese esperma es indeterminada y si ha sido afectada por cualquier factor de estrés durante la espermatogénesis, no se puede restaurar o mejorar. Después del nacimiento de los zánganos la inversión en nutrición continua de tal manera que se completen y se compensen los diferentes componentes de su condición física (Sturup et al 2011), permitiendo que el zángano evolucione hacía su madurez y se dé su dispersión, o sea cuando emprenden sus vuelos y culmina su máxima prueba de fertilidad. Se suscita en este evento cómo soportan los zánganos el estrés ambiental y cuánto va a perdurar su fertilidad, cuál es el efecto de la edad sobre la viabilidad de los espermatozoides y hasta dónde estos pueden mantener su alta calidad durante sus vidas. El tiempo es de 20 a 40 días, longevidad promedia de los zánganos (Page y Peng 2001); la senescencia del zángano afecta negativamente la fertilidad.

Podría pensarse que los zánganos recién nacidos necesitan una ingesta diaria de proteínas para mantener la calidad del esperma y que si falta podría afectarse su viabilidad, esto es algo que no sucede porque la producción de esperma en los zánganos cesa con el nacimiento (Holladder y Bartz 1985), pues al nacer estos madura y se almacena en las vesículas seminales hasta el apareamiento. Szolderits y Crailsheim (1993), encontraron que los zánganos consumen polen por 3 días después de la eclosión y esta ingesta, más el consumo calórico por la miel sólo les ayuda a madurar y emprender los vuelos de orientación hacía las zonas de congregación, por este motivo comienzan a abandonar la colmena.

Si realmente nos interesa la calidad del esperma de los zánganos recién nacidos, el punto crítico es en la prepupación, durante las etapas larvales cuando el suministro de proteínas contenido en el alimento larval va a formar los testículos y cuando ocurre la espermatogénesis. Por tanto, una restricción de proteínas a las larvas de zánganos va a determinar en los zánganos recién nacidos o en edad adulta una baja respuesta inmunológica, mala calidad del esperma y envejecimiento prematuro.

 

Como los zánganos de las abejas son las parejas sexuales obligadas de las reinas, la disponibilidad de zánganos sanos y de alta calidad afecta directamente la fertilidad y productividad de la reina. Debe, sin embargo, comprenderse que existen factores estresantes que afectan a los zánganos, estos son muy sensibles a los factores estresantes abióticos, estrés por frío o calor, exposición a los neonicotinoides y exposición a un gran y real coctel de pesticidas. El Fipronil, por ejemplo, impacta en la fertilidad de los zánganos lo mismo que el Tiametoxan. Los pesticidas neonicotinoides se comportan como anticonceptivos de insectos ya que hay la evidencia de que reducen la fertilidad y disminuyen la vida útil del zángano. La Clotianidina y el Imidacloprid reducen la vitalidad de los espermatozoides. Los residuos de pesticidas, herbicidas y fungicidas dentro del pan de abejas, la cera, la miel y otros componentes de la colmena son la referencia real de los cocteles tóxicos que ingresan en la colmena.

Dentro de los factores bióticos que comprenden las enfermedades por patógenos, parásitos y virus, es la presencia de la varroa que durante el desarrollo de las pupas de los zánganos puede causar la reducción del vuelo y la producción de espermatozoides hasta un 45%, esto hace que sea muy poco probable que los zánganos lleguen al área de congregación, persigan a la reina, copulen con ella y puedan transferir suficientes espermatozoides (Wilfort L. y al 2016). También se ha demostrado que los zánganos infectados con nosema-apis en su vida adulta, después de nacer sufren perjuicios en la producción de espermatozoides de baja fertilidad. Varios patógenos se pueden encontrar en los órganos reproductivos de los zánganos (Martin y al 2012). El virus de las alas deformadas (DWV), así como el nosema se localizan en los testículos de los zánganos maduros, y así estos actúan en el deterioro de la fertilidad de los zánganos; si un zángano infectado con este virus (DWV) copula con la reina, le transmite este virus. En el momento de la cópula cuando el semen comienza su camino desde la bolsa copulatrix a los oviductos y a la espermateca, el lapso de los espermatozoides en camino a la espermateca es de 40 horas, tiempo suficiente para el traspaso de estas infecciones. Los apicultores criadores de zánganos de calidad para cría y reproducción no puede practicar la cría de zánganos abandonada, es decir, generar una condición de cría de zánganos descuidada, que va a generar un retraso y disminución en el tamaño  de la colonia o colmena que ocasionará rápidamente una caída y una insuficiente alimentación de las larvas ante la falta de nodrizas y de cosechadoras que traigan alimentos, esta deficiencia altera la ventilación que causa la muerte de las larvas por sobrecalentamiento o por enfriamiento y empezará a notarse las enfermedades típicas como las Loque, la cría enyesada, el nosema, la diarrea o disentería, la varroa y las virosis. Se notarán también muchos zánganos malformados. No se deben descuidar ni las colmenas productivas, ni las criadoras de zánganos, ni los núcleos de fecundación. En apicultura no puede haber ni ausencia ni descuido del apicultor.

 

El semen del zángano: su contenido en aminoácidos y ácidos grasos.

Básicamente el semen del zángano está compuesto por los espermatozoides y el fluido o líquido seminal. En ambos se identifican 15 aminoácidos en diferentes grados: arginina, lisina, y leucina se hallaron en grados altos en el esperma; la arginina y el ácido glutámico fueron altas en el fluido seminal. 18 aminoácidos esenciales fueron descritos por Groot 1953: arginina, histidina, lisina, triptófano, fenilalanina, metionina, treonina, leucina, isoleucina, valina, asparginina, glutamina, cerina, glicina, alamina, prolina, cistina y tirosina. Estos aminoácidos se encontraron también más elevados en la hemolinfa de los zánganos y en menor concentración en la de las obreras (Grailsheim y Leonard, 1987). 

En el semen de los zánganos hay aproximadamente unos 32 ácidos grasos más algunos picos de otros no identificados, sus porcentajes variaron con la edad del zángano y con la estación o temporada, algunos de ellos son: ácido caprico, láurico, decanoico, mirístico, tetradecanoico, miristoleico, pentadecanoico, palmítico, margárico, esteárico, elaídico, linoleico, gamalinoleico, etc. (Manning 2001) La presencia e importancia de estos ácidos permite mantener un suficiente número de zánganos maduros con alto número de espermatozoides viables y motiles. Razón de la importancia de la cría cuidadosa y estricta de colmenas criadoras que produzcan muy buenos zánganos.

Se encontró un significativo porcentaje alto de los aminoácidos arginina y prolina y de los ácidos grasos oleico y elaídico, esto es muy importante de tener en cuenta para investigar sus beneficios en los zánganos y sobre todo en la alimentación suplementaria, que se haga en las colmenas criadoras de zánganos o en alimentación con pólenes que los contengan. En los requerimientos nutricionales de los zánganos con propósito de cría y de fecundación debe ponerse mucha atención en relación con estas sustancias anteriores.

Debe identificarse la cantidad de tiempo que requiere una reina en completar su proceso de fecundación, esto es, entre la primera cópula hasta culminar el último vuelo de fecundación. El menor tiempo disponible para que una reina complete el proceso de apareamiento corresponde a un aumento en el número suficiente de zánganos de calidad adecuada presentes en el sitio de apareamiento, en los momentos cuando la reina esté en sus vuelos de fecundación (Rhodes, 2002). Entre más rápido se fecunde una reina mucho mejor.

 

Bibliografía 

Rhodes, John W. Semen Production in Drone Honeybees. Australia Government, pág. 68-73.

Giovenazzo, Pierre y Rouseau Andre. Optimización de los zánganos con suplementos nutricionales, 2016, revista de Entomología Económica. 

Yaniz, Jesús L, Silvestre, Miguel A. y Santolaria, Pilar. Evaluación de la calidad del esperma de los zánganos. MDPI biology. 2020,

Abdelkader, F. Calidadl del semen de los zánganos. Hal. archivos abiertos. 2014.

 

Jaime Abel Sanin Hernández

Apicultor – Cali, Colombia

Julio 2022

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