The Investigation of Variations in Düzce Honey Bee Populations Under The Influence of Beekeeping Activities by Using Morphometric Method

Abstract

The aim of this study is to reveal the current situation of honey bee biological diversity in Düzce province, which stands out in beekeeping with Rhododendron flora, chestnut flora and Yığılca ecotype in the Western Black Sea. In this context, geometric morphometric analyzes were carried out on 1440 worker honey bee samples collected from apiaries established by local producers in the districts of Düzce Province. By using the BAB BsPro200 program, landmark markings were made on the right front wings of the prefixes, and datasets were obtained from 31 morphological character measures, including angle, length and index values of 19 different wing veining regions. Discriminant function analysis (DFA) was applied on individual data and colony averages, intra and intergroup variations were determined. According to the discriminant function analysis (DFA), Merkez, Akçakoca and Cumayeri districts differed significantly from each other and from other districts on the coordinate plane. It was observed that the group centers of Gümüşova-Çilimli and Kaynaşlı-Yığılca districts overlapped in two groups and clustered close to Gölyaka district. According to the UPGMA dendogram created based on the colony averages of the districts; while Akçakoca, Yığılca, Merkez, Çilimli and Gümüşova were grouped together, Cumayeri, Gölyaka and Kaynaşlı formed a different group together. The results of this study showed that the center and districts of Düzce were affected by queen bee trade and migratory beekeeping activities.

Keywords

• Apis mellifera L.
• Biodiversity
• Morphometry
• Düzce

Project Number

BAP- 2020.05.01.1071

ARICILIK FAALİYETLERİ ETKİSİ ALTINDA DÜZCE BAL ARISI POPÜLASYONLARINDAKİ VARYASYONLARIN MORFOMETRİK YÖNTEM İLE ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmanın amacı Batı Karadeniz’ de yer alan orman gülü, kestane florası ve Yığılca ekotipi ile arıcılıkta öne çıkan Düzce ili bal arısı biyolojik çeşitliliğinin mevcut durumunu ortaya koymaktır. Bu kapsamda Düzce İline ait ilçelerde yerel üreticiler tarafından kurulmuş arılıklardan toplanan 1440 işçi arı örneği geometrik morfometrik yöntemle incelendi. BAB BsPro200 programı kullanılarak, örneklerin sağ ön kanatlarına 19 landmark yerleştirildi. Landmarkların koordinatlarına göre açı, uzunluk ve indeks değerlerini içeren toplamda 31 morfometrik karakterin ölçümü otomatik olarak elde edildi. Bu morfometrik karakterlerin bireysel verileri ve koloni ortalamaları Diskriminant Fonksiyon Analizi (DFA) ile değerlendirilerek gruplar arası varyasyonlar belirlendi. Diskriminant Fonksiyon Analizi (DFA)’ne göre Merkez, Akçakoca ve Cumayeri ilçeleri koordinat düzlemi üzerinde birbirlerinden ve diğer ilçelerden belirgin olarak ayrıldı. Gümüşova-Çilimli ve Kaynaşlı-Yığılca ilçelerine ait grup merkezlerinin ikili gruplar şeklinde üst üste çakıştığı ve Gölyaka İlçesi ile yakın kümelendikleri gözlendi. Koloni ortalamaları baz alınarak popülasyonlar arasındaki mahalanobis uzaklıklarına göre oluşturulan UPGMA dendrogramında; Akçakoca, Yığılca, Merkez, Çilimli ve Gümüşova birlikte gruplanırken, Cumayeri, Gölyaka ve Kaynaşlı ise birlikte ayrı bir grup oluşturdu. Bu çalışma sonuçları Düzce merkez ve ilçelerinin ana arı ticareti ve göçer arıcılık faaliyetlerinden etkilendiğini göstermektedir.

Keywords

• Apis mellifera L
• Biyoçeşitlilik
• Morfometri
• Düzce

Supporting Institution

Düzce Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı (DÜBAP)

Project Number

BAP- 2020.05.01.1071

Thanks

Bu çalışma birinci yazara ait yüksek lisans tez çalışması olup, Düzce Üniversitesi BAP- 2020.05.01.1071 numaralı Bilimsel Araştırma Projesiyle desteklenmiştir. Bu eserin hazırlanması aşamasında makaleyi okuyarak düzeltmelere katkı veren Dr. Öğrt. Üyesi Münir UÇAK’a ve Uzman Biyolog Tuğçe ÇAPRAZLI’ya teşekkür ederim.

References

1. Arias, MC., Sheppard, W.S. 2005. Phylogenetic relationships of honey bees (Hymenoptera: Apinae; Apini) inferred from nuclear and mitochondrial DNA sequence data. Mol. Phylogenet Evol. 37: 25-35. Doi:10.1016/j.ympev.2005.02.017
2. BAB BsPro200 GeoMorf yazılımı, görüntü işleme ve analiz sistemi http://www.bab.com.tr/prgdis.php?prog_id=bsmorf&dilsec=1.
3. Bodenheimer, FS. 1941. Studies on the honeybee and beekeeping in Turkey, 1th ed., Ankara, Turkey: Merkez Ziraat Mücadela Enstitüsü.
4. Faria, LRR., Gonçalves, RB. 2013. Abiotic correlates of beee diversity and composition along eastern Neotropics. Apidologie 44: 457-562. Doi: 10.1007/s13592-013-0205-x.
5. Gençer, HV., Fıratlı, Ç. 1999. Orta Anadolu ekotipleri (A.m. anatoliaca) ve Kafkas ırkı (A.m. caucasica) bal arılarının morfolojik özellikleri. Turkish Journal of Veterinary Animal Science 23(3): 103-107.
6. Gösterit, A., Kekeçoğlu, M., Çıkılı, Y. 2012. Yığılca yerel bal arısının bazı performans özellikleri bakımından Kafkas ve Anadolu bal arısı ırkı melezleri ile karşılaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 7: 107-114. ISSN 1304-9984.
7. Gösterit, A., Çıkılı Y., Kekeçoğlu M. 2016. Determination of annual colony development of the Yığılca local honeybee in Turkey and comparison with Apis mellifera caucasica and A. m. anatoliaca Hybrids. Pakistan Journal of Zoology 48: 195-199.
8. Güler, A., Kaftanoğlu, O. 1999a. Türkiye’deki önemli bal arısı ırk ve ekotiplerinin morfolojik özellikleri-I. Turkish Journal of Veterinary Animal Science 23(3): 565-575.

9. Güler, A., Kaftanoğlu, O. 1999b. Türkiye’ deki önemli bal arısı ırk ve ekotiplerinin morfolojik özellikleri-II. Turkish Journal of Veterinary Animal Science 23(3): 571-575.
10. Güler, A., Kaftanoğlu, O. 1999c. Türkiye’ deki önemli bal arısı (Apis mellifera L.) ırk ve ekotiplerinin morfolojik karakterler açısından ilişkilerinin diskriminant analiz yöntemiyle saptanması. Turkish Journal of Veterinary Animal Science. 23: 565-575.
11. Güler, A. 2000. The effects of narrowed area and additional feeding on some physiological characteristics of honey bee (Apis mellifera L.) colonies. Turk. J. Vet. Anim. Sci. 24: 1–6.
12. Güler, A., Akyol, E., Gökçe, M., Kaftanoğlu, O. 2002. Artvin ve Ardahan yöresi bal arıları (Apis mellifera L.)’nın bazı morfolojik özellikler yönünden ilişkilerinin belirlenmesi. Turkish Journal of Veterinary Animal Science 26: 595-603.
13. Güler, A., Bek, Y. 2002. Forewing angles of honey bee (Apis mellifera) samples from different regions of Turkey. Journal Of Apicultural Research 41(2): 43-49. D: 10.1080/00218839.2002.11101067.
14. Güler, A., Bek, Y., Yeniar, H. 2010. The ımportance of morphometric geometry on discrimination of Carniolan (Apis mellifera carnica) and Caucasian (A. m. caucasica) honey bee subspecies and in determining their relationship to Thrace region bee genotype. Journal of the Kansas Entomologıcal Socıety 83(2): 154-162. Doi: 10.2317/JKES0702.20.1.
15. Güler, A., Bıyık, S., Güler, M. 2013. Batı Karadeniz Bölgesi bal arılarının (Apis mellifera L.) morfolojik karakterizasyonu. Anadolu Journal of Agricultural Sciences 28(1): 39-46. Doi:10.7161/anajas.2013.281.39.
16. Gür, D., Soysal, Mİ., Kekeçoğlu, M. 2018. Trakya Ve Yığılca bal arılarının (Apis mellifera L., 1758) morfometrik yöntemlerle karşılaştırılması. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty 15(02).
17. Kandemir, I., Kence, M., Kence A. 2000. Genetic and morphometric variation in honeybee (Apis mellifera) population of Turkey. Apidologie 31: 343-356. Doi: 10.1051 / apido: 2000126.
18. Kandemir, I., Kence, M., Kence A. 2005. Morphometric and electrophoretic variation in different honeybees (Apis mellifera) population. Genet. Molec. Biol. 29: 885-890.
19. Karabağ, K., Tunca, Rİ., Sevim, ET., Doğaroğlu, T. 2020. Otuz polimorfik mikro uydu işaretçisi açısından Anadolu'daki bal arılarının mevcut genetik durumu. Türkiye Entomoloji Dergisi 44(3): 333-346. Doi: http://dx.doi.org/10.16970/entoted.678808
20. Karacaoğlu, M., Fıratlı, Ç. 1998. Bazı bal arısı ekotipleri (Apis mellifera anatoliaca) ve melezlerinin özellikleri: 1. Morfolojik özellikler. Tr. J. of Veterinary and Animal Sciences 22: 17-21.
21. Kambur, M. 2017. Türkiye bal arısı (Apis mellifera L.) biyoçeşitliliğinin geometrik morfometrik yöntemler ile belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Düzce.
22. Kambur, M., Kekeçoğlu, M. 2018a. The loss of genetic diversity on native Turkish honey bee (Apis mellifera L.) subspecies. Anadolu Journal of Agricultural Sciences 33: 73-84. Doi: 10.7161/omuanajas.337798.
23. Kambur, M., Kekeçoğlu, M. 2018b. The current situation of Turkey honey bee (Apis mellifera L.) biodiversity and conservations studies. Biological Diversity and Conservation 11(1): 105-119. Doi: 10.13140/RG.2.2.12203.54568.
24. Kekeçoğlu, M., Bouga, Mİ., Soysal İ., Harizanis, P. 2007. Morphometrics as a tool for the study of genetic variability of honey bees. JOTAF/Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 4(1): 7-15.
25. Kekeçoğlu, M. 2010. Honey bee biodiversity in Western Black Sea and evidence for a new honey bee ecotype in Yığılca Province. BİBAD. 3(1): 73-78. ISSN: 1308-3961.
26. Kekeçoğlu, M., Soysal, Mİ. 2010. Genetic diversity of bee ecotypes in Turkey and evidence for geographical differences. Romanian Biotechnological Letters 15(5): 5646-5653.
27. Kekeçoğlu, M. 2018. Morphometric divergence of anatolian honey bees through loss of original traits: A dangerous outcome of Turkish apiculture. Sociobiology 65(2): 232-243. Doi: 10.13102/sociobiology.v65i2.1895.
28. Koca, AÖ., Kandemir İ. 2013. Comparison of two morphometric methods for discriminating honey bee (Apis mellifera L.) populations in Turkey. Turkish Journal of Zoology 37(2): 205-210. Doi:10.3906/zoo-1104-10.
29. Linnaeus, C. 1758. Systema naturae per regna tria naturae, secundum classes, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Salviae Holmiae Stockholm.
30. Maa, TC. 1953. An inquiry into the systematics of the tribus Apidini or honeybees (Hym.). Treubia 21: 525-640.
31. Meixner, MD., Leta, A.M., Koeniger, N., Fuchs, S. 2011.The honey bees of Ethiopia represent a new subspecies of Apis mellifera—Apis mellifera simensis n. ssp. Apidologie 42(3): 425-437. Doi: 10.1007/s13592-011-0007-y.
32. Palmer, M. Smith, DR. and Kaftanoğlu, O. 2000. Turkish honeybees: Genetic variation and evidence for a fourth lineage of Apis mellifera mt-DNA. The J. of Heredity 91(1): 42-46. Doi: 10.1093/heder/91.1.42.
33. Rahimi, A., Mirmoayedi, A., Kahrizi, D., Zaraei, L., Jamali, S. 2017. Morphometric diversity and phylogenetic relationships among Iranian honey bee (Apis mellifera meda Skorikow, 1829) populations using morphological characters. Sociobiology 64(1): 33-41. Doi: 10.13102/sociobiology.v64i1.1179.
34. Rahimi, A., Mirmoayedi, A., Kahrizi, D., Zarei, L., Jamali, S. 2018. Genetic variation in Iranian honey bees, Apis mellifera meda Skorikow, 1829, (Hymenoptera: Apidae) inferred from PCR-RFLP analysis of two mtDNA gene segments (COI and 16S rDNA). Sociobiology 65(3): 482-490. Doi: 10.13102/sociobiology.v65i3.2876.
35. Ruttner, F. 1988. Biogeography and Taxonomy of Honeybees, 1th ed., Berlin, Germany: Springer.
36. Ruttner, F. 1992. Naturgeschichte der Honigbienen, Ehrenwirth Verlag, München.
37. Settar, A. 1983. Ege Bölgesi Arı Tipleri Ve Gezginci Arıcılık Üzerine Arastırmalar, Doktora tezi, Ege Ziraai Arastırma Enstitüsü, İzmir, Türkiye.
38. Sheppard, WS., Arias, MC., Grech, A. and Meixner, MD. 1997. Apis mellifera ruttneri, a new honey bee subspecies from Malta. Apidologie 28: 287-293. Doi: 10.1051 / apido: 19970505.
39. Sheppard, WS. and Meixner, MD. 2003. Apis mellifera pomonella, a new honey bee subspecies from Central Asia. Apidologie 34(4): 367-375. Doi: 10.1051 / apido: 2003037.
40. Smiths, DR., Slaymaker, A., Palmer, M., Kaftanoğlu O. 1997. Turkish honey bees belong to the east Mediterranean mitochondrial lineage. Apidologie 28: 269-274. Doi: 10.1051 / apido: 19970503.
41. Sneath, PHA., Sokal, RR. 1973. Numerical Taxonomy: The Principles and Practice of Numerical Classification. W. H. Freeman, San Francisco.
42. SPSS 15.0 (SPSS for Windows, Release 15.0) (2005). Standard Version, SPSS Inc., (www.SPSS.com.tr.)
43. Ünal, G. & Özdil, F. 2018. Genetic characterization of Thrace honey bee populations of Turkey: restriction and sequencing of inter cytochrome C oxidase I-II (CoxI-CoxII) genes. Journal of Apicultural Research 57(2): 213-218. DOI: 10.1080/00218839.2018.1426347.
44. Tozkar, CÖ. 2020. Genetic structure of honey bee (Apis mellifera Linnaeus, 1758) subspecies based on tRNAleu-COX2 and ND5 regions of mtDNA. Applıed Ecology And Envıronmental Research 18(2):2269-2284. Doi: http://dx.doi.org/10.15666/aeer/1802_22692284