On the thermal limits for the use of stingless bees as pollinators in commercial greenhouses

Abstract

Stingless bees (Apidae, Meliponini) are frequently used as crop pollinators in tropical countries. The present study calls attention to the thermal limit for the use of these bees as pollinators in commercial greenhouses, in which the temperature frequently exceeds that of the outside environment. We assessed the thermal biology of Melipona subnitida, a stingless bee species that naturally occurs in north-eastern Brazil, a region characterized by elevated ambient temperatures all year round. The critical (CT_N) and lethal limits (LT_N) for worker bees under long-term temperature exposure (24 h) were 40 and 44 °C respectively when individuals had access to water, or 39 and 42 °C respectively without water. Due to limited active colony thermoregulation of this species, the temperatures inside the nests were similar to the ambient temperature. In their natural environment, nest temperatures never exceeded CT_N. In strong contrast, inside a greenhouse, the nest temperatures exceeded the critical value nearly every day due to the high ambient temperatures in this closed environment. As a result, the colonies weakened critically and had to be removed from the greenhouse after 14 days. Our study emphasizes the need for both thermo-physiological investigations and management strategies when planning the use of bees as pollinators for greenhouse crops, particularly so in tropical regions, where temperatures in these enclosed environments may easily exceed the thermal limits of a species.

Las abejas sin aguijón (Apidae, Meliponini) se usan frecuentemente como polinizadores de cultivos en países tropicales. El presente estudio llama la atención sobre el límite térmico para el uso de estas abejas como polinizadores en invernaderos comerciales, en los que la temperatura frecuentemente excede la del ambiente exterior. Se evaluó la biología térmica de Melipona subnitida, una especie de abeja sin aguijón que se encuentra naturalmente en el noreste de Brasil, región caracterizada por altas temperaturas ambientales durante todo el año. Los límites críticos (CT_N) y letales (LT_N por sus siglas en inglésº) para las abejas obreras bajo exposición a temperatura a largo plazo (24 horas) fueron de 40 °C y 44 °C respectivamente cuando los individuos tenían acceso al agua, o 39 °C y 42 °C respectivamente, sin agua. Debido a la limitación de la termorregulación de las colonias activas de esta especie, las temperaturas dentro de los nidos fueron similares a la temperatura ambiente. En su entorno natural, las temperaturas de los nidos nunca superaron la CT_N. En fuerte contraste, dentro de un invernadero, las temperaturas del nido excedieron el valor crítico casi todos los días debido a las altas temperaturas ambientales en este ambiente cerrado. Como resultado, las colonias se debilitaron críticamente y tuvieron que ser retiradas del invernadero después de 14 días. Nuestro estudio enfatiza la necesidad de realizar investigaciones termofisiológicas y estrategias de manejo al planear el uso de las abejas como polinizadores para los cultivos de invernadero, particularmente en las regiones tropicales, donde las temperaturas en estos ambientes cerrados pueden exceder fácilmente los límites térmicos de una especie.

Keywords:

• Meliponini
• thermal biology
• colony thermoregulation
• thermal limits
• lethal temperature
• critical temperature
• protected environment
• Caatinga

Acknowledgements

We thank Alonso & Mello Traduções Ltda. for revising the text, as well as Dr Sean Tomlinson and an anonymous referee for their critical suggestions.