Changes in the structure and pigmentation of the eyes of honeybee (Apis mellifera L.) queens with the "limão" mutation

Abstract

This study describes the ultrastructural differences between the compound eyes of ch li/ch li and Ch/ch li honeybee queens. Heterozygous "limão" bees had an almost normal ultrastructural organization of the ommatidia, but there were some alterations, including small vacuoles in the crystalline cones and a loss of pigment by primary pigmentary cells. In homozygous bees many ommatidia had very deformed crystalline cones and there were some bipartite rhabdoma. There was a reduction in the amount of pigment in the primary and secondary pigmentary cells and receptor cells (retinulae) of mutant eyes. However, the eyes of both heterozygous and homozygous queens had the same type of pigment granules. Certain membrane-limited structures containing pigment granules and electron-dense material appeared to be of lysosomal nature. Since these structures occurred in the retinular cells of mutant eyes, they were considered to be multivesicular bodies responsible for the reduction in rhabdom volume in the presence of light, as a type of adaptation to brightness. The reduction of pigment in the pigmentary and retinular cells and the morphological changes seen in the rhabdom of the ommatidia may originate visual deficiencies, which could explain the behavioral modifications reported for Apis mellifera queens with mutant eye color.Este estudo descreve as diferenças ultra-estruturais entre os olhos compostos de rainhas de abelhas de genótipo ch li/ch li e Ch/ch li. Foram registradas diferenças na organização do omatídeo e na pigmentação geral dos dois tipos de olhos. As abelhas heterozigotas apresentaram organização ultra-estrutural dos omatídeos praticamente normal. Contudo, foram observadas algumas alterações nos cones cristalinos, particularmente a presença de pequenos vacúolos nas células dos cones e perda de pigmento pelas células pigmentares primárias. Nas abelhas homozigotas foram encontrados vários omatídeos com cones cristalinos muito deformados e alguns omatídeos com rabdoma bipartido. A quantidade de pigmento nas células pigmentares primárias e secundárias, bem como nas células receptoras (retinulares) do olho mutante, foi menor. Contudo, os olhos das rainhas heterozigotas e homozigotas apresentaram o mesmo tipo de grânulos de pigmento. Estruturas limitadas por membranas contendo grânulos de pigmento e material eletro-denso, aparentemente de natureza lisossomal, também foram observadas. Como elas foram vistas nas células retinulares dos olhos mutantes, foram interpretadas como corpos multivesiculares responsáveis pela redução do rabdoma, sob a presença de luz. A redução de pigmento nas células pigmentares e retinulares e as alterações morfológicas observadas no rabdoma dos omatídeos podem dar origem a deficiências visuais, que poderiam explicar as modificações comportamentais relatadas para rainhas de Apis mellifera mutantes para a cor dos olhos.