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Fecundación controlada de abejas reinas

Orlando Valega, apicultor de “Apícola Don Guillermo”
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1- Inseminación Instrumental de Abejas Reinas
2- Fecundación Asistida en Túnel de Viento
3- Fecundación Artificial de Óvulos

1 - Inseminatión Instrumental de Abejas Reinas

ALGO DE HISTORIA

La técnica moderna de la inseminación instrumental comenzó con el trabajo de Watson, quien consiguió los primeros resultados en 1927, este utilizó una micro-aguja fijada a un micromanipulador. La reina se fijaba con un hilo de seda un trozo de madera. La cámara del aguijón era abierta con una pinza mantenida con la mano.
 
A partir de 1930, Laidlaw, utiliza como anestésico el anhídrido carbónico y Mackensen observó en 1947, que una reina tratada dos veces con anhídrido carbónico está obligada a poner huevos.

En 1944, Laidlaw descubrió el papel de la válvula vaginal; el esperma debe inyectarse detrás de esta válvula en el oviducto común.

Mackensen y Roberts, en 1948 perfeccionaron un sencillo aparato que en 1937 había construido Nolan. Obtuvieron resultados mejores que sus predecesores. La cavidad del aguijón se abre con dos ganchos fijados en un soporte. La válvula vaginal es bajada con ayuda de una sonda y la extremidad de la jeringa se introduce en el oviducto común de la reina.

Laidlaw, en 1948, construyó un aparato que controla todos los movimientos de los ganchos y de la aguja con tornillo.

Muy importante es la aportación de Mackensen (1948), que construyó un nuevo tipo de aguja con membrana. Veseley y Ruttner mejoraron el aparato.

ORGANO REPRODUCTOR MASCULINO

Mientras que los machos de los insectos tienen por lo general un pene exterior o ectofalo, duro y rígido, en el zángano este órgano está muy atrofiado Esta función es realizada enteramente por el endofalo, que se halla en el interior del abdomen. El endofalo es un saco blando, membranoso, con varios apéndices y zonas velludas. Está invaginado en el abdomen como un dedo de guante, siendo casi igual su longitud a la del abdomen del zángano. Su extremo está ampliado y tiene una placa quitinosa en forma de coma, conocido por bulbo. El largo conducto eyaculador liga el endofalo con los testículos y las glándulas mucosas. Debido a su longitud, los órganos de acoplamiento de los zánganos tienen la forma de S: La parte inferior de la S está formada por el endofalo, la mediana por el conducto eyaculador y la superior por los testículos y las glándulas mucosas
El endofalo en eversión es transparente y está lleno de aire y hemolinfa. En su interior se puede ver el conducto eyaculador, uniformemente delgado, que durante el proceso de eversión es sacado de la cavidad abdominal con el endofalo, y se abre al exterior de los órganos de acoplamiento del zángano, por los que salen el esperma y el mucus.
El esperma maduro, de color crema amarillento, se puede obtener, mediante la eversión artificial, sólo de zánganos de 12 días de edad, por lo menos. El esperma está formado por dos componentes, distintos según su procedencia:
a.– Los espermatozoides de los testículos: Son filamentos de 1/4 mm., que en estado vivo tienen movimientos serpenteados.
b.– Él liquido de la vesícula seminal y del bulbo del endofalo. El esperma se puede diferenciar muy bien del mucus, blanco como nieve y homogéneo. Su color es amarillo. Cuanto más elevado sea el contenido de espermatozoides, tanto más intenso será el color y mayor la viscosidad.
 

Figura C

P: restos de pene exterior
Ap: apéndices elásticos
E: esperma
M: mucus
Pq: placas quitinosas del bulbo
Ce: canal eyaculador
Co: cuello
Ba: cuernecillos

El agua y la hemolinfa matan enseguida el esperma. Por la desecación, los espermatozoides mueren en pocos minutos. El enfriamiento tampoco lo aguantan bien.

Se puede conservar sin ningún problema el esperma absorbido en la jeringa varias horas y aún hasta el día siguiente.
Puede mantenerse semen conservado en tubos cerrados a la llama, y poseen vitalidad hasta unos 60 días. Para la inseminación artificial de las reinas, ha dado muy buen resultado.

Recogida de esperma de zánganos seleccionados. Se puede recoger el esperma el mismo día de la inseminación o bien el día anterior, manteniendo éste a temperatura ambiente (el esperma puede almacenarse diluido en solución de Kiew, semejante a la utilizada en la conservación de esperma de verraco -citrato de sodio-). Cada zángano puede dar aproximadamente 1,4 ?l de esperma. La recolección de esperma se realiza mediante la manipulación manual (dedos pulgar e índice) de la cabeza del zángano. Se estimulan terminaciones nerviosas que provocan la eversión del aparato genital y la posterior eyaculación del macho (Rinderer, 1986).

Otra técnica:
La eyaculación del esperma empieza un poco después de la contracción de la musculatura del abdomen. La técnica de recolección del esperma debe ser concebida de modo que se base en el estímulo de las contracciones de la musculatura abdominal (que se puede percibir, ya que el abdomen sostenido entre los dedos se endurece), y no en sacar el esperma por prensado. Sólo un proceso de eyaculación así provocado puede poner en libertad todo el esperma del zángano, sin mezclarlo con el mucus.

En una eyaculación en condiciones normales aparece primero el esperma puro y después, completamente aparte, el mucus.

ÓRGANO REPRODUCTOR FEMENINO

Debemos saber que la vagina de la reina no es un canal recto, sino truncado como una bayoneta. Los dos segmentos horizontales corresponden a la vagina y al oviducto mediano y el perpendicular a la porción entre la pared anterior de la cámara vaginal y la válvula vaginal.
Los oviductos están dispuestos en la reina bajo la forma de una Y: El oviducto mediano se bifurca en los oviductos laterales, que en sus extremos anteriores se unen con los ovarios.
La espermateca es un depósito esférico para el almacenamiento del esperma y se halla situada encima del oviducto mediano y de la vagina, y antes que el aparato del aguijón. Su diámetro es de 1’2-1’3 mm. y el volumen de 1 mm. Al disecarla llama la atención su superficie brillante, plateada, cubierta por una red. Esta red está formada por finas tráqueas, que aseguran el abastecimiento de oxigeno a los espermatozoides de la espermateca. En las reinas no fecundadas contiene un líquido claro como el agua. En las reinas fecundadas se pueden ver, por la pared, fascículos de espermatozoides, que dan a la espermateca un aspecto de mármol. Esto permite la apreciación del grado de llenado de la espermateca.
Poco antes de la penetración del ductus en la espermateca, se abren en él dos canales de algunas glándulas que envuelven la espermateca como una peluca: Son las glándulas de la espermateca. Su secreción es absolutamente necesaria como activadora de la migración de los espermatozoides y como solución nutritiva, durante su almacenamiento para un largo período de tiempo.
La ligazón con el oviducto la hace por el conducto espermático arqueado. La porción encorvada está circundada por fascículos musculares fuertes. Después de la inseminación se pueden observar contracciones musculares rítmicas. Esta musculatura actúa como «bomba seeminal», en el transporte del esperma en la espermateca

PREPARADO DE LAS PRINCESAS

Las reinas vírgenes obtenidas del programa de cría, no pueden ser inseminadas hasta su maduración, (6-8 días pos-nacimiento) deben ser mantenidas en pequeñas colmenas, llamadas núcleos baby. En estos se introducen obreras nodrizas (abejas de pocos días, cuya principal función es el cuidado de la reina y la alimentación de larvas, gracias a su capacidad de producir jalea real por el mayor desarrollo de las glándulas hipo faríngeas) y alimento para el mantenimiento de las abejas (candi: mezcla de miel y azúcar impalpable).
Otro método: En una colonia muy vigorosa, abastecida constantemente con panales y cría operculada de otras colonias, cabe hasta veinte reinas, aisladas en jaulas de rejilla.
Las ventajas de este método son:

  1. Facilidad de obtención de reinas para la inseminación instrumental.

  2. Evitar las pérdidas de reinas debidas a los intentos de volar, si la inseminación no se puede realizar entre el cuarto y sexto día de vida.

  3. Ahorro de material, abejas y panales. hasta la introducción de las reinas. Actualmente, en los EE.UU., las reinas se mantienen así durante todo el tiempo, tanto antes como después de la inseminación. El método adecuado para mantener la reina es su introducción en un núcleo con 3 a 5 panales normales, con suficientes abejas jóvenes y crías operculadas. Las obreras de hasta 7 días de edad aceptan mucho mejor las reinas jóvenes que las de 14-21 días.

A los cinco días de su nacimiento, la reina a fecundar se mantiene en un núcleo en una jaula pequeña, con 5 a 10 acompañantes, hasta la inseminación. Si se inseminan varias reinas, una tras otra, una vez traídas al laboratorio de inseminación, deben ser mantenidas, con algunas obreras y los alimentos correspondientes, en la incubadora, a una temperatura de unos 25’C.

De igual forma, los zánganos requieren un tiempo de maduración para que el esperma sea válido para la inseminación (16-20 días). Por tanto debe sincronizarse el nacimiento de ambos progenitores para que en el momento adecuado sean óptimos para realizar la inseminación (Ruttner, 1988).

INSEMINACIÓN INSTRUMENTAL

En el acoplamiento natural, el esperma llega directamente del endofalo, por la vagina los oviductos. La reina abre la bolsa copuladora, bajando la válvula vaginal; la porción final del endofalo, con sus placas quitinosas, se introduce en la bolsa copuladora, pero no en la vagina.
En la inseminación instrumental, el llenado de los oviductos con esperma debe hacerse introduciendo la jeringa hasta la abertura estrecha del oviducto mediano. Dado que falta la participación activa de la reina, la válvula vaginal y el conducto plegado de la vagina, constituyen un serio estorbo para el llenado con esperma, si éste se deja antes de esta abertura.

Aparato reproductor de la reina

O: ovarios

Oa: ovariolas

C: glándula de la espermateca

Es: espermateca

Bc: bursa copulatrix

F: aguijón

Bv: bolsa de veneno

El conocimiento exacto de la estructura anatómica del aparato genital de la reina es la premisa del éxito de la inseminación. Primero, la válvula vaginal debe ser empujada hacia abajo con ayuda de una sonda. Una vez echo esto, el extremo de la jeringa debe introducirse exactamente en la abertura del oviducto mediano. Para ello es preciso que la posición de la reina, su eje, sea el adecuado y la colocación de los ganchos muy exacta; deben situarse todos en el mismo plano. Si la reina no está bien instalada y el pico de la jeringa de inseminación no está centrado en la dirección del eje del oviducto, el esperma saldrá de la vagina, durante la inyección.

En una inseminación bien hecha, el esperma es empujado a través del oviducto mediano hacia los dos oviductos laterales. Estos sacos, amplios y elásticos pueden contener grandes cantidades de esperma: Hasta cerca de 20 mm. cúbicos. Los dos están casi siempre llenos, pero muchas veces con cantidades distintas.
Los oviductos no son un depósito adecuado para el esperma, primero porque el segmento debe quedar libre para la puesta, que comienza después de la inseminación, y segundo porque el esperma no recibe aquí los alimentos necesarios para su metabolismo. Si el esperma recibido no es evacuado de los oviductos dentro de 24-28 horas siguientes, muere y bloquea como un tapón marrón los conductos genitales de la reina.

El avance del esperma en la espermateca se realiza sin nuestra intervención; ocurre de la misma manera después de la inseminación natural o de la instrumental. La reina misma, ayuda al avance del esperma; después de la inseminación, su abdomen hace movimientos de prensado. De esta manera el esperma es empujado hacia atrás, por el oviducto mediano y por la vagina en la cámara del aguijón, de donde sale bajo la forma de unos «palitos» marrones secos. En este proceso de prensado el esperma pasa por la abertura del conducto espermático y, parado temporalmente por la válvula vaginal, una parte de él pasa a la espermateca.

APARATO DE INSEMINACIÓN

Aparato de inseminación, con lupa y fuente de luz fría. (evita que los órganos copuladores se resequen debido a un exceso de calor). El aparato que nosotros utilizamos es el modelo Schley®, que consta fundamentalmente de un soporte, dos columnas que contienen los ganchos dorsal y ventral (sirven para la apertura de los segmentos abdominales, permitiéndonos el acceso a la bolsa copuladora, donde se sitúa el orificio vaginal), un receptáculo para la reina conectado a la fuente
de narcosis, y la microjeringa donde se almacena el semen de los zánganos. (Schley, 1983 y 1990).
 

INSEMINADOR
El aparato de inseminación se compone de los siguientes elementos fundamentales:
1 – Soporte con placa de base y dos columnas de soporte.
2 – Bloque de la reina, con conducto de gas y soporte para la reina.
3 – Gancho para el aguijón y gancho ventral, fijados a las columnas del soporte,
      con libertad de movimientos en todas las direcciones.
4 – Bloque de la jeringa.
5 – Jeringa con pico reemplazable, de plexiglás, accionada por un mecanismo,
      de membrana.
6 – Fuente de ácido carbónico, una botella de gran presión con una válvula reductora,
      con conductos hacia el bloque de la reina y el recipiente de narcosis. Para el control
      del reglaje preciso del flujo de gas se interpone un balón lleno de agua.

 

CUIDADO DE LA REINA DESPUÉS DE LA INSEMINACIÓN

Mantenimiento de la reina después de la inseminación en el núcleo baby (con excluidor de reina en la entrada que impida el vuelo de fecundación).
Pueden introducirse de nuevo en los núcleos cuando se encuentran todavía en estado de narcosis, dejándoles el intervalo entre dos panales.

La tendencia del vuelo de acoplamiento persiste después de la inseminación, aún después de haber inyectado 6 a 8 mm. cúbicos de esperma. Por lo tanto, el excluidor debe mantenerse aún.

Para la segunda inseminación, son válidas las mismas condiciones.

La tendencia de abandonar la colmena para acoplarse disminuye más lentamente en las reinas inseminadas con esperma de 1-2 zánganos, que en las reinas que recibieron más de 5 mm. cúbicos de esperma o dos inyecciones de esperma.

Cuando entre el primer y segundo tratamiento con CO, la reina debe permanecer en la jaula en el núcleo, es obligatorio introducirla en la zona de las crías.
El excluidor se quita de le. piquera solamente después de haber comprobado el comienzo efectivo de la puesta.

2 - Fecundación asistida en tunel de viento

Ricardo García, reconocido apicultor argentino y radicado en Colombia está presentando un sistema de fecundación de reinas asistida no invasiva. Este proyecto tiene como finalidad la disponibilidad de recursos genéticos para el mejoramiento de la producción en diferentes zonas biogeográficas en Colombia. En este proyecto se encuentran trabajando como Coordinador Técnico Ricardo Arturo García Rulli y el Dr. Guillermo Salamanca Grosso del Grupo de Investigación de la Universidad del Tolima. Primeros pasos de este sistema de inseminación asistida.

“Creo que para la reproducción controlada o mejorada de abejas reinas, no hay sistema que sea más natural y controlado que este, en cuanto a costos de instalaciones es insignificante, en cuento a la capacidad del operador, es casi nula, ya que una vez fijas los parámetros hasta un niño puede manejar el sistema, espero que se reconozca el mérito y el esfuerzo y la cantidad de horas que he pasado tratando de vencer a la madre naturaleza, pues hasta en horas de la noche se puede trabajar con este sistema, no requiere dormir las reinas, no requiere extraer esperma de los zánganos, respeta el sistema natural de apareo de las abejas, y te permite decidir que línea va con que línea con una seguridad del ciento por ciento, además las reinas están a la altura de las exigencias de las colmenas de mayor capacidad de producción sin problema alguno.

Creo sin lugar a dudas que cuando el sistema sea de conocimiento de las grandes cabañas lo aplicarán sin lugar a dudas, pues no veo que tenga desperdicio alguno” manifestó Ricardo Arturo García Rulli.

Para recrear las condiciones necesarias para este sistema desarrolle lo que llamé un túnel de vuelo, que instalé dentro de mi laboratorio, las medidas de este eran de 1 metro de largo por 60 centímetros de alto y 80 centímetros de ancho, estaba construido con una estructura tubular de aluminio y recubierto en tejido, montado en una mesa con rodachinas a fin de poder ser acercado a recibir luz solar para facilitar la limpieza de excretas por parte de los zánganos. En la parte superior se instalaron 20 lámparas dicroicas de 200 W y un ventilador de 60 centímetros de diámetro con un potenciómetro para poder regular su velocidad. En uno de los extremos del túnel instalé el sujetador de reinas y el sujetador de cajas, para poder incorporar más de una reina a la vez y lograr una mayor excitación de los machos. Me llevó más de un par de semanas lograr calibrar la cantidad de luz, la humedad del ambiente, la velocidad del viento, y la cantidad de reinas para lograr que los zánganos se interesaran en ellas, pero una vez logré captar su atención y diseñé el pretal de sujeción de las reinas.

Para lograr que los zánganos vuelen, se deben recrear condiciones de luminosidad, humedad, velocidad de viento y temperaturas optimas, cuales son estas, simple, salgan afuera un medio día de noviembre y tendrán todos los parámetros que necesitan saber, eso se debe reproducir en pequeña escala en una habitación (laboratorio), y lograrán que los zánganos vuelen dentro del túnel de vuelo, lograr que se interesen por fecundar una reina, eso ya es un poco más complejo, lo que una dama solo no puede lograr entre cinco o seis lo logran, las reinas deben tener entre 6 y 10 días de nacidas, y los machos deben tener más de 50 días de nacido, si a ese cóctel le das las condiciones optimas, la reproducción es más simple de lo que la mayoría cree.

La cantidad de zánganos que se utiliza por reina es de entre 7 y 13, eso depende de la cantidad de zánganos que dispongas, yo e insertado reinas fecundadas con solo 5 zánganos y se han bancado colmenas de alta producción por toda la mielada, y te hablo de colmenas de más de 100 kilos de rendimiento.

Una de las causas de desarrollar este método de fecundación fue también que ya habíamos comprobado a campo que las reinas fecundadas artificialmente tienen las horas contadas cuando comienzan las verdaderas exigencias por parte de la colmena, cuando se desatan los flujos muy fuertes de néctar, como en el caso de siembras de colza o montes muy grandes de eucaliptos, la matanza de reinas es verdaderamente catastrófica, cuando los flujos de néctar son más del tipo lento y de larga duración, la cosa es más llevadera para las reinas de fecundación artificial. Nosotros hicimos pruebas y en criaderos de semilla de colza en la zona de Tres Arroyos, y no perdimos una sola reina con fecundación asistida, no se la duración de estas reinas con este tipo de fecundación, pues yo cambio mis reinas todos los años, pero si les puedo decir que todas las que pusimos en las colmenas, incluso las que trabajamos en alta producción con doble reina, respondieron satisfactoriamente, tuvimos una taza de aceptación en la introducción del 99.97%, utilizando colmenas de doble cámara de cría y el sistema de introducción fue buscando la reina mediante el sistema de barrido de todas las abejas a una cámara vacía, colocando una rejilla excluidora, y armando nuevamente sobre esto la colmena tal y como estaba, una vez terminas con la última, regresas a la primera y encontrarás la reina tratando de pasar por la rejilla, la matas, duermes con nitrato de amonio e introduces la nueva reina, a los veinte minutos la colmena estará trabajando como si nada hubiera pasado.

Fuente: Por Ricardo Arturo García Rulli y la entrevista realizada por Rodrigo Gonzalez

3 - Fecundación Artificial de óvulos

TÉCNICA DE BARLETT - FECUNDACIÓN ARTIFICIAL DE HUEVOS (ÓVULOS)

La presente posibilidad es de poco uso entre los apicultores y raramente se ve divulgada en la literatura apícola especializada. Se trata de una técnica relativamente antigua demuestra la capacidad de unos pocos seres humanos de observar y de ver mucho mas lejos. En verdad Día a Día en el trabajo con las abejas vemos muchas cosas, pero lamentablemente no pasa de eso.

En la I PARTE de este Libro en el Capítulo "DIVISIÓN DE ENJAMBRES Y FORMACIÓN DE NÚCLEOS con BRUNO SCHIRMER" tomamos el siguiente fragmento:
Cuando nosotros diluimos el esperma de los testículos de los zánganos en un suero fisiológico y regamos con este líquido espermático con un pincelito los huevos (óvulos) recién puestos por una reina Zanganera, los filamentos seminíferos penetran en los huevos (óvulos) y nacen las abejas obreras. Las larvas así conseguidas pueden transformarse, alimentada con jalea real, en una noble reina.

Recordemos: REINA ZANGANERA es aquella que genera huevos no fecundados y de los cuales nacen solamente zánganos. Una Reina impedida de realizar los vuelos nupciales y después si es alimentada con jalea real, activa la postura, pero de estos huevos (óvulos) solamente nacen zánganos. En los trabajos en el Campo de la Genética aplican GAS CARBÓNICO CO2 para acelerar el inicio de la desova, tanto de las inseminadas como de las que no lo fueron, que en este caso, con estas últimas se consigue una postura asegurada de Zánganos deseables Esto también puede ocurrir en forma esporádica como derivado de un defecto en la reina o cuando esta sobrevive a alguna herida grave quedando con la parte genital de fecundación dañada . Otro caso que ocurre con frecuencia es cuando se insemina una PRINCESA con un lote de esperma de apenas un Zángano así con el pasar de unos pocos meses este se agota y la desova cambia a zanganera siendo que en un primer momento nacen obreras y zánganos mezclados y al final solamente machos.
 
BRUNO SCHIRMER menciona la posibilidad de fecundación manual de los huevos puestos por las reinas ZANGANERAS Se trata de la Técnica empleada por el apicultor Ingles GILBERT BARLETT. En verdad se simplifica el proceso sugerido por BARLETT Porque SE aprovechan los huevos (óvulos) depositados en los alvéolos destinados para zánganos.

Para conseguir sus reinas no utilizaba los huevos para obreras, pero si los recién puestos para zánganos. Escogía un zángano seleccionado, le retiraba los órganos sexuales, exprimía el semen para juntarlo con los huevos (óvulos) no fecundados y colocaba estos huevos en una colmena huérfana para transformarlas en reinas. "Decía aún que las reinas así obtenidas eran mas bellas, mas puras y que provenían del linaje (origen genético) que el quería. El cuidado recomendado es que el proceso sea hecho en un día con alta temperatura.

Se basa en el simple hecho de que los huevos (óvulos) que dan origen a los zánganos no son fecundados y por lo tanto se pueden inseminarlos y fecundarlos artificialmente .La diferencia con la INSEMINACIÓN ARTIFICIAL corriente es que se inseminan las PRINCESAS y aquí son los huevos (óvulos) desovados para dar origen a los zánganos. Y por otra parte tiene la ventaja de que no hay necesidad de ningún equipamiento especial.

Bibliografía y fuentes consultadas

- Consulta por correo electrónico: Claudio Mikos
- Fecundación Artificial de Apisocios
- Principios de selección: Apinetla

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