Viver em colônia ocasiona vários desafios para abelhas sociais, incluindo predadores que buscam seus recursos armazenados, como também patógenos que facilmente se alastram entre os indivíduos agregados naquele espaço. O comportamento agressivo de ataque perante a um intruso e o sistema imunológico inato atuam de diferentes maneiras como estratégia de defesa destes organismos, sendo estas atividades energeticamente custosas. Entretanto, pouco se sabe sobre como os mecanismos moleculares basais destas atividades de defesa se relacionam entre si e se elas interferem em outros aspectos importantes da história de vida destes insetos, como a reprodução e divisão de trabalho. Assim, para compreender melhor como é a relação destes aspectos das histórias de vida das abelhas sociais, utilizamos como modelo de estudo três espécies de abelhas sem ferrão, Scaptotrigona postica, Frieseomelitta varia e Melipona quadrifasciata, que possuem comportamentos de defesa diferentes e espécie-específicos. Para comparar a agressividade com a atividade basal (não ativada por infecção) do sistema imunológico, primeiro foram quantificados os níveis de agressividade das três espécies em questão. Utilizando um experimento da arena, em que indivíduos das três espécies foram confrontados com a presença de um intruso de outra espécie, foi possível comparar quantitativamente os níveis de agressividade. Das três espécies, S. postica foi a mais agressiva, com maior frequência de ataque. Em seguida vem F. varia e por último, a espécie mais dócil, M. quadrifasciata. Com base nos resultados dos níveis de agressividade, foram comparados os perfis de expressão de genes relacionados a imunidade. Para isso, foram coletadas operárias nutridoras, guardas e forrageiras de três colônias diferentes para cada uma das espécies três espécies. Foi realizada a quantificação da expressão relativa dos genes Toll, Myd88, Dorsal, Cactus, Imd e Relish na cabeça e no abdômen de todos os indivíduos. A espécie mais agressiva, S. postica, apresentou níveis de expressão dos genes do sistema imunológico mais altos na cabeça em relação ao abdômen. Já a espécie mais dócil, M. quadrifasciata, apresentou padrão contrário, com os genes do sistema imunológico tendo maior expressão no abdômen em relação a cabeça. F. varia, por sua vez, não apresentou diferença significativa entre cabeça e abdômen para Toll, Dorsal e Relish, enquanto Myd88 se assemelha à S. postica. Com estes resultados, as evidências sugerem que as vias de sinalização do sistema imunológico estejam desempenhando funções alternativas no cérebro ligadas ao comportamento. A expressão destes genes também aumentou conforme a idade na cabeça das três espécies, sendo que a nutridoras, em geral, apresentaram baixa expressão dos genes em relação às guardas e forrageiras que são mais velhas. Com isso podemos inferir uma possível implicação destes genes no processo de senescência. Por fim, F. varia, a única espécie em que as operárias são incapazes de pôr ovos, não apresentou um perfil transcricional que a diferencia das outras duas espécies, trazendo evidência que o trade-off de imunidade vs. atividade reprodutiva, observado em outros insetos sociais, não ocorre em operárias de abelhas sem ferrão.

Living in a colony has several challenges for social bees, including predators interested in the stored resources, and pathogens that quickly spread among individuals aggregated in that crowded space. Aggressive behaviors against intruders and the innate immune system are energetically costly and act in different ways as a defense strategy. However, little is known about how the underlying molecular mechanisms of these defense activities are related to each other, and whether they interfere with other important aspects of the life history of these insects, such as reproduction and division of labor. Thus, to better understand how these aspects of the life histories of social bees are related, we used as a study model three species of stingless bees, Scaptotrigona postica, Frieseomelitta varia, and Melipona quadrifasciata, which have species-specifically different defense behaviors. In order to compare aggression behaviors with the basal (non-activated) activity status of the immune system, the levels of aggressiveness of the three species in question were first quantified. Using an arena assay, in which individuals of the three species were confronted with an intruder of a different species, it was possible to quantitatively compare the levels of aggression. Of the three species, S. postica was the most aggressive, with the highest frequency of attacks. Next came F. varia and, finally, the most docile species, M. quadrifasciata. The expression profiles of genes related to immunity were compared with respect to the results of the aggressiveness tests. For this, workers performing tasks as nurses, guards, and foragers were collected from three different colonies for each species. The relative expression of Toll, Myd88, Dorsal, Cactus, Imd, and Relish genes was quantified in the heads and abdomens of all individuals. The most aggressive species, S. postica, showed higher expression levels of immune system genes in the head compared to the abdomen. The most docile species, M. quadrifasciata, showed the opposite pattern, with the genes of the immune system being more expressed in the abdomen than in the head. F. varia, in turn, did not present a significant difference between head and abdomen for Toll, Dorsal, and Relish, while Myd88 was similar to S. postica. With these results, we obtained evidence that the immune system signaling pathways are likely to perform alternative functions in the brain, linked to behaviors. The expression of these genes in the head was also found to increase according to the age of the individuals of the three species. Nurses generally had low gene expression compared to the older guards and foragers. This indicates a possible implication of these genes in senescence processes. Finally, F. varia, the only species in which workers cannot oviposit, did not present an expression profile that differentiates it from the other two species, indicating that the trade-off between immunity and reproductive activity frequently observed in social insects does not occur in stingless bee workers.