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Mapeo de la distribución de las abejas nativas en Colombia: la biogeografía impulsa la sostenibilidad de la biodiversidad
Marzo 2024 to Marzo 2026
Laura Melissa Guzmán1, María Argenis Bonilla Gómez2, Diego Alexander Guevara Farías2, Juan Diego Maldonado Cepeda2 y Neil Cobb3
1Universidad del Sur de California, guzmanur@usc.edu 2Universidad Nacional de Colombia mabonillag@unal.edu.co, daguevaraf@unal.edu.co, madguevaragu@unal.edu.co 3Red de Divulgación sobre la Biodiversidad neilscobb@gmail.com
Funded by Conservation, Food & Health Foundation
El reto de la biodiversidad
Más del 75% de los cultivos alimentarios del mundo dependen de la polinización animal [1]. Las abejas son, por mucho, los polinizadores más importantes y 20,000 especies de abejas o más brindan servicios esenciales tanto para la producción mundial de alimentos, como para el funcionamiento saludable de los ecosistemas. Si bien una amplia investigación ha demostrado que las abejas pueden estar disminuyendo debido a múltiples amenazas (P. ej. el cambio en el uso de la tierra, los pesticidas, el cambio climático), ni siquiera conocemos las distribuciones geográficas de la mayoría de las especies de abejas, y mucho menos si sus poblaciones están disminuyendo. Por lo tanto, no existe una línea de base para medir los supuestos impactos ambientales en las poblaciones y distribuciones de las abejas. No podemos conservar las especies si no sabemos dónde están.
Este reto del “Conocimiento de la Biodiversidad” es particularmente álgido en Colombia y, en general, en todo el trópico. Las abejas nativas son fundamentales para mantener la biodiversidad de las plantas nativas a través de la polinización. Además, los trópicos son únicos en tener especies nativas de abejas sociales que producen miel, la cual es más saludable para las personas que la miel hecha por la “abeja melífera” introducida. La práctica de criar y recolectar miel de abejas nativas sin aguijón es una práctica económica y cultural importante (meliponicultura). La meliponicultura se promueve en Colombia como un camino hacia la independencia económica y la reducción de la deforestación en la Amazonía, así como una estrategia para involucrar a las comunidades locales en prácticas sostenibles [2,3]. El Instituto de investigación Alexander Von Humboldt, con sede en Colombia, destacó que la mayor brecha es la falta de conocimiento sobre las listas de especies y los datos de distribución de estas [4]. Resaltan un problema que se ha denominado como el “déficit de Wallace” (distribuciones y ensambles de especies), y que es un desafío fundamental para la investigación en biodiversidad comprenderla y conservarla [5]. Un tipo crítico de datos necesario para comprender cómo varían las distribuciones de las abejas espacial y taxonómicamente, son los registros históricos de especímenes de museos y colecciones biológicas. Sin embargo, la mayoría de estos datos están exclusivamente en etiquetas físicas de los especímenes. La disponibilidad de estos datos de distribución es cada vez mayor en América del Norte, pero en América del Sur esta disponibilidad de datos sigue estando muy rezagada.
Metas
Tenemos dos objetivos fundamentales, que se centran en aumentar el conocimiento sobre la distribución de las abejas nativas (investigación) e integrar estos datos de biodiversidad en los esfuerzos de educación y divulgación (conservación). El objetivo de nuestra investigación es crear mapas de distribución de especies para incluso 1.000 especies de abejas que se encuentran en Colombia. Conocer la distribución de las especies significa que podemos tener en cuenta los servicios de polinización en las evaluaciones, gestionar las áreas que pueden mostrar pérdidas de diversidad y proporcionar una línea de base con la que evaluar las disminuciones poblacionales. La mayoría de los datos de distribución provendrán de decenas de miles de registros existentes. Sin embargo, uno de los principales esfuerzos será digitalizar nuevos especímenes de las colecciones colombianas y establecer programas de digitalización a largo plazo para cada colección. El objetivo de conservación es asegurar que esta información sea proporcionada a los investigadores colombianos y a los programas de conservación. A su vez, esperamos promover la conservación efectiva de las abejas sin aguijón. Hasta el momento, hemos hecho un esfuerzo concertado para identificar todas las especies que se encuentran en Colombia, aunque el desarrollo de mapas de distribución de estas especies es crucial para la conservación efectiva de las abejas sin aguijón.
Objetivos
1. Movilización de datos sobre la biodiversidad colombiana: Hemos iniciado una Red Colombiana de Abejas informal dirigida a 29 colecciones institucionales de insectos en toda Colombia. Los estudiantes capacitados y el personal de la colección transcribirán los datos de etiquetas de 80,000 especímenes adultos montados en alfiler en 16 colecciones de investigación, y se espera establecer programas de digitalización para otras 13 colecciones de investigación.
- Construcción de bases de datos de biodiversidad: Hemos establecido iDigBees.org como un programa global para abordar el desafío de Wallace. Con base en las distribuciones de especies de abejas desarrolladas previamente de otros proyectos de iDigBees. Refinaremos los modelos de distribución inicial de 663 especies producto del proyecto Tropics to Tundra y trabajaremos para obtener datos suficientes para 400 especies más. El protocolo desarrollado para el proyecto Colombia iDigBees proporcionará un marco para desarrollar trabajos similares en otras regiones tropicales.
- Brechas en los datos de biodiversidad de abejas para Colombia: Como grupo (iDigBees.org), ha publicado el conjunto de datos más grande de ocurrencias de abejas en los Estados Unidos contiguos, centrándonos en las brechas de datos para las ocurrencias de abejas [6]. Estamos haciendo un análisis aún más completo de la biodiversidad de abejas, examinando los patrones de biodiversidad de abejas desde Colombia hasta Canadá (es decir, desde los trópicos hasta la tundra). Esto nos permitirá identificar áreas en las que carecemos de información sobre la diversidad de abejas. Evaluaremos la integridad de la biodiversidad de las abejas para cualquier región de Colombia y fomentaremos futuros inventarios destacando las brechas clave. Lo más importante es que estos ensambles predictivos de especies, serán clave para identificar hábitats adecuados en diferentes regiones para la conservación de las abejas. Esto será sencillo para las abejas sin aguijón ya que las comunidades indígenas y otras saben cómo criar y reproducir abejas sin aguijón para la producción de miel y uso medicinal.
- Informar-colaborar con los esfuerzos de investigación-conservación – Colaboración: Las entidades responsables del manejo de tierras y los programas de conservación pueden ser informados sobre las especies de abejas y sus patrones de distribución en Colombia. Esto podría implicar compartir la base de datos con ellos y proporcionar información sobre el papel ecológico de las abejas, las amenazas a sus poblaciones y las posibles estrategias de conservación. Los programas de conservación proporcionan retroalimentación sobre la información proporcionada y colaboran con iDigBees Colombia para llenar los vacíos de conocimiento. Por ejemplo, pueden solicitar información más específica sobre ciertas especies o solicitar que los científicos realicen estudios en ciertas áreas.
Novedad e innovación de la investigación propuesta: Nuestra investigación es innovadora porque este tipo de mapas de distribución para abejas no se han hecho en América del Sur y recién se están empezando a hacer en América del Norte. Solo hay unos pocos esfuerzos para desarrollar conjuntos de datos de biodiversidad de países a globales para insectos [7]. Adicionalmente, aunque las abejas sin aguijón son parte de la diversidad de abejas en Colombia, este proyecto sienta las bases para avanzar en el conocimiento de la distribución tanto de las abejas sin aguijón como de las abejas nativas “solitarias”. Trabajaremos con las comunidades para ampliar el uso de la ciencia comunitaria y trabajaremos en estrecha colaboración con las comunidades locales.
Impacto de la investigación propuesta: Nuestra investigación propuesta producirá mapas de distribución actualizados para las abejas en Colombia, que pueden ser utilizados para la planificación de la conservación espacial posterior. En particular, identificar dónde se encuentran las abejas sin aguijón en Colombia será crucial para el desarrollo futuro de la meliponicultura. Colombia iDigBees hará accesibles datos que pueden ayudar a mitigar los efectos adversos del cambio climático, ayudará a desarrollar la capacidad científica y técnica en grupos típicamente subrepresentados y promoverá las relaciones internacionales entre Colombia, Estados Unidos, Canadá y México.
Referencias:
[1] IPBES (2016). Informe de evaluación de la Plataforma Intergubernamental Científico-Normativa sobre Diversidad Biológica y Servicios de los Ecosistemas sobre polinizadores, polinización y producción de alimentos. S. G. Potts, V. L. Imperatriz-Fonseca y H. T. Ngo (eds). Secretaría de la Plataforma Intergubernamental Científico-Normativa sobre Diversidad Biológica y Servicios de los Ecosistemas, Bonn (Alemania). 552 páginas. https://doi.org/10.5281/zenodo.3402856
[2] Equipo de Conservación del Amazonas, The Nature Conservancy. Guía práctica para la Implementación de la meliponicultura en el noroccidente amazónico. 2020. Colombia
[3] Nates-Parra, G. y Ramírez, B.H., Cartilla Cría y Manejo de Abejas sin Aguijón, LABUN 2022
[4] Londoño-Carvajal, C.A., Cuéllar Nuñez, J.F., Cely Santos, S.M., Nates Parra, G., Medina, C.A., 2020, Ficha 206: Abejas sin Abejas sin aguijón en Colombia: Estado de la meliponicultura en Colombia. Informe Humboldt
[5] Hortal, Joaquín, Francesco de Bello, José Alexandre F. Diniz-Filho, Thomas M. Lewinsohn, Jorge M. Lobo y Richard J. Ladle. “Siete carencias que aquejan el conocimiento a gran escala de la biodiversidad”. Revista Anual de Ecología, Evolución y Sistemática, 46 (2015): 523-549.
[6] Chesshire, P.R., Fischer, E.E., Dowdy, N.J., Griswold, T.L., Hughes, A.C., Orr, M.C., Ascher, J.S., Guzmán, L.M., Hung, K.L.J., Cobb, N.S. y McCabe, L.M., 2023. El análisis de integridad de más de 3000 especies de abejas de los Estados Unidos identifica una brecha de datos persistente. Ecografía, p.e06584.
[7] Kass, J. M., Guénard, B., Dudley, K. L., Jenkins, C. N., Azuma, F., Fisher, B. L., … y Economo, E. P. (2022). La distribución global de la biodiversidad de hormigas conocida y no descubierta. Avances de la ciencia, 8(31), eabp9908.
[8] Dorey, J. B., Paige C.R., Bolaños A. N., O’Reilly, R. L., Bossert, S., Collins, S., Lichtenberg E.M., Tucker, E. M., Smith-Pardo, A., Falcon-Brindis, A., Guevara, D.A., Ribeiro, B., de Pedro, D., Fischer, E.E., Hung, K.L.J., Parys, K.A., McCabe, L.M., Rogan M.S., Minckley, R.L., Velzco, S.J.E, Griswold, T., Zarrillo, T.A., Jetz, W., Sica, Y.V., Orr, M.C.*, Guzmán, L. M.*, Ascher, J.A.*, Hughes, A.C.*, Cobb, N.S.* (Datos científicos – SDATA-22-01582) Un conjunto de datos de presencia de abejas y un flujo de trabajo de limpieza sintetizados y marcados globalmente. *Los autores supervisaron conjuntamente este trabajo
[9] Guzmán, L. M., Johnson, S. A., Mooers, A. O., & M’Gonigle, L. K. (2021). Uso de datos históricos para estimar la presencia de abejorros: Las tendencias variables entre especies proporcionan poco apoyo para las disminuciones a nivel de comunidad. Conservación Biológica, 257, 109141.
[10] Shirey, V., Khelifa, R., M’Gonigle, L. K., & Guzman, L. M. Modelos de detección de ocupación con datos de especímenes de museos: promesas y escollos. Métodos en Ecología y Evolución, 14(2) 402- 414
[11] Jackson, H. M., Johnson, S. A., Morandin, L. A., Richardson, L. L., Guzmán, L. M., & M’Gonigle, L. K. (2022). Ganadores y perdedores del cambio climático entre los abejorros norteamericanos. Biology Letters, 18(6), 20210551
Mapping Native Bee Distributions in Colombia: Biogeography Drives Biodiversity Sustainability
March 2024 to March 2026
Laura Melissa Guzman1, Maria Argenis Bonilla Gomez2, Diego Alexander Guevara Farias2, Juan Diego Maldonado Cepeda2, and Neil Cobb3
1University of Southern California, guzmanur@usc.edu 2Universidad Nacional de Colombia mabonillag@unal.edu.co, daguevaraf@unal.edu.co, madguevaragu@unal.edu.co 3Biodiversity Outreach Network neilscobb@gmail.com
The Biodiversity Challenge:
More than 75 % of global food crops rely on animal pollination [1]. Bees are by far the most important pollinators and 20,000+ bee species provide essential services for both global food production and healthy functioning ecosystems. While extensive research has shown that bees may be declining due to multiple threats (e.g., land use change, pesticides, climate change), we do not even know the geographic distributions for most bee species much less whether their populations are declining. Thus, no baseline exists to measure presumed environmental impacts on bee populations and distributions. We cannot conserve species if we do not know where they exist.
This “Biodiversity Knowledge” challenge is particularly acute in Colombia and more generally throughout the tropics. Native bees are critical for maintaining native plant biodiversity through their pollination. Additionally, the tropics are unique in having native social bee species make honey that is healthier for people than honey made from the introduced “Honey Bee”. The practice of breeding and gathering honey from native stingless bees is an important economic and cultural practice (melipoliculture). Melipoliculture is promoted in Colombia as a path of economic independence and the reduction of deforestation of the Amazon, as well as a strategy to involve local communities in sustainable practices [2,3]. The Colombian-based Humboldt Institute highlighted the biggest gap is the lack of knowledge on species checklists and distribution data [4]. They underscored an issue that has been formalized as the “Wallacean Shortfall” (species and assemblage distributions), and it is a fundamental challenge for biodiversity research to understand and conserve biodiversity [5]. A critical type of data we need to understand how bee distributions vary spatially and taxonomically are historical museum specimen records. However, most of this data is locked in physical specimen labels. Mobilizing this distributional data is increasingly becoming available in North America, yet for South America data is still severely lagging.
Goals:
We have two fundamental goals that focus on increasing our knowledge on native bee distributions (research) and integrating this biodiversity data into education-outreach efforts (conservation). Our research goal is to create species distributional maps for up to 1,000 bee species found in Colombia. Knowing species distributions means that we can factor pollination services into assessments, manage areas that may show diversity losses, and provide a baseline against which to assess declines. Most of the data for mapping will come from tens of thousands of existing records. However, a major thrust will be to both digitize new specimens from Colombian collections and establish long-term digitization programs for each collection. The conservation goal is to ensure this information is provided to Colombian researchers and conservation programs. In turn we hope to promote So far, we have made a concerted effort to identify all of the species that occur in Colombia, and developing distributional maps for these species is crucial to effective conservation of stingless bees.
Objectives
1. Mobilizing Colombian Biodiversity Data: We have initiated an informal Colombian Bee Network targeting 29 institutional insect collections throughout Colombia. Trained students and collection staff will transcribe label data from 80,000 of pinned adult specimens across 16 research collections, and expect to establish digitization programs for an additional 13 research collections.
2. Building biodiversity databases: We have established iDigBees.org as a global program to address the Wallacean challenge. We will build on the previously developed species distributions of bees from other iDigBees projects. We will refine initial distribution models for 663 species produced by the Tropics to Tundra project and work towards obtaining enough data for 400 more species. The protocol developed for the Colombia iDigBees project will provide a framework for developing similar work in other tropical regions.
3. Gaps in bee biodiversity data for Colombia: As a group (iDigBees.org), we have published the largest dataset of bee occurrences in the contiguous United States focusing on the data gaps for be occurrences [6]. We are doing an even more complete analysis of bee biodiversityexamining bee biodiversity patterns from Colombia to Canada (i.e. Tropics to Tundra . This will allow us to identify areas where we lack information of bee diversity. We will evaluate biodiversity completeness of bees for any region in Colombia and will foster future inventories by highlighting key gaps. Most importantly, these predictive species assemblages will be key to identify suitable habitat in different regions for bee conservation. This will be straightforward for stingless bees because Indigenous communities already know how to raise and breed stingless bees for honey and medicine production.
4. Inform-collaborate with research-conservation efforts – Collaboration: Land management agencies and conservation programs can be informed about the bee species and their distributions in Colombia. This could involve sharing the database with them and providing information on the ecological roles of bees, threats to their populations, and potential conservation strategies. Conservation programs provide feedback on the information provided and collaborate with iDigBees Colombia to fill knowledge gaps. For example, they may ask for more specific information on certain species or request that scientists conduct surveys in certain areas.
Novelty and innovation of the proposed research: Our research is innovative because these type of distributional maps for bees have not been done in South America and are just starting to be done in North America. There are only a few other efforts to develop country to global biodiversity data sets for insects [7]. Further, while stingless bees are a part of the diversity of bees in Colombia, this project lays the foundations to advance the distributional knowledge of both stingless bees and non-social native bees. We will work with communities to expand the usage of community science and work closely with local communities.
Impact of the proposed research: Our proposed research will produce up to date distributional maps for bees in Colombia, which can be used for further spatial conservational planning. Particularly, identifying where stingless bees are found in Colombia will be crucial for the future sustenance of melipoliculture. Colombia iDigBees will make data accessible that can help mitigate the adverse effects of climate change, will help build scientific and technical capacity in groups typically underrepresented, and will promote international relationships between Colombia, the US, Canada, and Mexico.
References:
[1] IPBES (2016). The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production. S.G. Potts, V. L. Imperatriz- Fonseca, and H. T. Ngo (eds). Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, Bonn, Germany. 552 pages. https://doi.org/10.5281/zenodo.3402856
[2] Amazon Conservation Team, The Nature Conservancy. Guía práctica para la Implementación de la meliponicultura en el noroccidente amazónico. 2020. Colombia
[3] Nates-Parra, G. & Ramirez, B.H., Cartilla Cría y Manejo de Abejas sin Aguijón, LABUN 2022
[4] Londoño-Carvajal, C.A., Cuéllar Nuñez, J.F., Cely Santos, S.M., Nates Parra, G., Medina, C.A., 2020, Ficha 206: Abejas sin Abejas sin aguijón en Colombia: Estado de la meliponicultura en Colombia. Humboldt report
[5] Hortal, Joaquín, Francesco de Bello, José Alexandre F. Diniz-Filho, Thomas M. Lewinsohn, Jorge M. Lobo, and Richard J. Ladle. “Seven shortfalls that beset large-scale knowledge of biodiversity.” Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 46 (2015): 523-549.
[6] Chesshire, P.R., Fischer, E.E., Dowdy, N.J., Griswold, T.L., Hughes, A.C., Orr, M.C., Ascher, J.S., Guzman, L.M., Hung, K.L.J., Cobb, N.S. and McCabe, L.M., 2023. Completeness analysis for over 3000 United States bee species identifies persistent data gap. Ecography, p.e06584.
[7] Kass, J. M., Guénard, B., Dudley, K. L., Jenkins, C. N., Azuma, F., Fisher, B. L., … & Economo, E. P. (2022). The global distribution of known and undiscovered ant biodiversity. Science advances, 8(31), eabp9908.
[8] Dorey, J. B., Paige C.R., Bolaños A. N., O’Reilly, R. L., Bossert, S., Collins, S., Lichtenberg E.M., Tucker, E. M., Smith-Pardo, A., Falcon-Brindis, A., Guevara, D.A., Ribeiro, B., de Pedro, D., Fischer, E.E., Hung, K.L.J., Parys, K.A., McCabe, L.M. , Rogan M.S., Minckley, R.L., Velzco, S.J.E, Griswold, T., Zarrillo, T.A., Jetz, W., Sica, Y.V., Orr, M.C.*, Guzman, L. M.*, Ascher, J.A.*, Hughes, A.C.*, Cobb, N.S.* (Scientific Data – SDATA-22-01582) A globally synthesised and flagged bee occurrence dataset and cleaning workflow. *Authors jointly supervised this work
[9] Guzman, L. M., Johnson, S. A., Mooers, A. O., & M’Gonigle, L. K. (2021). Using historical data to estimate bumble bee occurrence: Variable trends across species provide little support for community-level declines. Biological Conservation, 257, 109141.
[10] Shirey, V., Khelifa, R., M’Gonigle, L. K., & Guzman, L. M. Occupancy‐detection models with museum specimen data: promise and pitfalls. Methods in Ecology and Evolution, 14(2) 402- 414
[11] Jackson, H. M., Johnson, S. A., Morandin, L. A., Richardson, L. L., Guzman, L. M., & M’Gonigle, L. K. (2022). Climate change winners and losers among North American bumblebees. Biology Letters, 18(6), 20210551
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