Hanya dalam waktu enam tahun, bakteri bergenus Rickettsia menyebar melalui populasi lalat putih ubi jalar (Bemisia tabaci). Serangga lalat yang terinfeksi ini bertelur lebih banyak, mengembang lebih cepat dan lebih mungkin untuk bertahan hidup hingga dewasa dibandingkan dengan rekan-rekan mereka yang tidak terinfeksi.
Penemuan ini dibuat oleh tim yang dipimpin para ilmuwan University of Arizona dan dipublikasikan dalam jurnal Science edisi 8 April.
“Ini adalah evolusi instan,” kata Molly Hunter, seorang profesor entomologi di UA’s College of Agriculture and Life Sciences dan investigator utama penelitian ini. “Studi laboratorium kami menunjukkan bahwa bakteri dapat mengubah suatu populasi serangga dalam waktu yang sangat singkat.”
“Tidak jarang ditemukan bahwa mikroba memberikan beberapa manfaat bagi inang mereka, namun besarnya manfaat kebugaran yang kami temukan ini tidaklah biasa,” tambahnya.
Selain keuntungan evolusi yang terobservasi – di mana para ahli biologi menyebutnya sebagai manfaat kebugaran – tim Hunter juga menemukan bahwa bakteri ini memanipulasi rasio jenis kelamin keturunan lalat putih dengan menyebabkan lebih banyak betina yang dilahirkan daripada jantan.
Menurut Hunter, bakteri ini ditularkan hanya melalui garis keturunan induk (dari induk ke anaknya). Dengan demikian, ini bermanfaat bagi mereka untuk memastikan lebih banyaknya lalat putih betina daripada jantan yang dilahirkan.
“Namun, kami belum tahu bagaimana mereka melakukan hal itu,” katanya.
Anna Himler, asosiasi penelitian pasca-doktoral di laboraturium Hunter, dan juga penulis utama pada makalah penelitian, mengatakan bahwa timnya paling terkejut dengan kecepatan bakteri yang bergerak melalui populasi lalat putih.
Pada tahun 2000, para peneliti menemukan bahwa Rickettsia hanya sebanyak 1 persen dari lalat putih di Arizona. Pada tahun 2003, mikroba ini menyebar melalui setengah dari populasinya, dan saat ini, hampir semua lalat putih di Arizona mengandung bakteri tersebut.
Lalat putih terdiri dari berbagai jenis dan varian dalam spesies yang disebut biotipe. Dari mereka, tidak ada yang dianggap sebagai yang merugikan pertanian sebagai “Biotipe B” lalat putih ubi jalar, yang berasal dari Mediterania.
Kontras dengan nama mereka, lalat putih termasuk serangga yang dikenal sebagai Hemiptera dan berkaitan dengan kutu daun dan kutu yang sesuangguhnya. Seperti halnya kerabat mereka, mereka mengkonsumsi tanaman inang mereka dan mengisap getah manisnya. Selain menyerap nutrisi tanaman, larva dan lalat dewasa menghasilkan sejumlah madu yang berlebihan, yang menyebabkan bintik-bintik dan kerusakan pada daun. Pada akhirnya, lalat putih menularkan virus tanaman; dalam kasus ini adalah lalat putih ubi jalar, lebih dari seratus jenis yang berbeda.
Dibandingkan dengan sebagian besar lalat putih, yang sangat khusus dan hanya mengkonsumsi pada tanaman inang tertentu, lalat putih ubi jalar mengkonsumsi lebih dari 600 tanaman inang, yang berarti dapat berpindah dari satu tanaman ke tanaman lainnya melewati berbagai musim.
“Di Arizona, lalat ini mungkin mulai mengeluarkan gulma di musim semi, dan kemudian pindah ke melon, lalu ketika melon selesai, mereka bergerak dalam jumlah besar ke tanaman kapas dan mengkonsumsinya sepanjang musim panas,” jelas Hunter. “Pada musim gugur, mereka bergerak ke sayuran, dan dengan demikian mereka terus bergerak.”
Meskipun ukuran tubuh lalat putih kurang besar – ukuran panjang mereka sekitar sebelas-enambelas inci – namun mereka bertambah dalam hal jumlah. Lalat putih bisa menempati sebuah tanaman inang dalam jumlah besar dan memenuhi daun dengan larva dan madu yang lengket dalam waktu singkat.”
“Pada akhir 1980-an dan awal 1990-an, saat biotipe baru ini tiba di Southwest, populasinya meledak,” kata Hunter. “Terkadang Anda bisa melihat sekerumunan lalat putih di udara, bergerombol di depan kaca mobil. Dengan praktek manajemen hama yang terintegrasi, yang banyak dikembangkan oleh para kolega di sini di UA, dampaknya mengalami penurunan drastis, namun mereka masih merupakan hama yang terburuk dalam industri kapas Arizona. Jika bukan karena lalat putih, petani akan jauh lebih sedikit melakukan penyemprotan kapas.”
Tim ini sekarang tengah mencoba menjelaskan bagaimana Rickettsia meningkatkan kebugaran lalat putih. Dalam satu skenario yang mungkin, bakteri bisa saja mengubah pertahanan tanaman dalam upaya membuat lalat putih lebih mudah mengkonsumsi tanaman.
Himler mengatakan, karena penelitian yang dilakukan di tempat lain menunjukkan perbedaan kebugaran yang tidak penting, awalnya timnya percaya bahwa agar mikroba menyebar dengan cepat melalui populasi, maka lalat putih pastilah melakukan transfer secara horisontal (dari individu ke individu) daripada melalui transfer vertikal (dari induk ke anaknya).
“Jadi kami melakukan percobaan transmisi besar horizontal ini, namun hampir tidak menemukan apa-apa. Pada saat yang sama, kami melihat perbedaan-perbedaan yang luar biasa antara budaya lalat putih Rickettsia-positif dan Rickettsia-negatif. Dalam evolusi, kebugaran adalah seperti uang. Jadi saya baru saja menyelamatkan beberapa daun dari tanaman saya dengan percobaan transmisi horisontal dan berpikir, mari kita lihat keturunannya. Walaupun saya hanya memiliki beberapa daun, efeknya sangat kuat. Kami menemukan lebih banyak lagi keturunan yang berasal dari tanaman Rickettsia-positif dibandingkan dari tanaman kontrol.”
“Lalat putih yang terinfeksi Rickettsia bertelur lebih banyak, lebih banyak telur mereka yang bertahan hidup, dan terdapat manipulasi reproduksi dalam memproduksi lebih banyak betina daripada jantan. Efek ini tidak pernah terdengar, namun kekuatan yang kami temukan di sini adalah tidak biasa.”
Menurut Hunter, interaksi antara inang dan bakteri merupakan perang tarik-menarik antara efek positif dan negatif.
“Secara umum, melakukan kontrol rasio jenis kelamin bukanlah hal yang baik bagi inang,” katanya. Ada alasan mengapa organisme hidup memiliki proporsi jenis kelamin yang kurang lebih sama. Jika terdapat lebih banyak betina, maka setiap individu yang menghasilkan lebih banyak jantan akan menghasilkan lebih banyak keturunan. Inilah salah satu alasan mengapa rasio jenis kelamin satu-ke-satu benar-benar umum di alam.”
Tim peneliti meyakini bahwa dengan menemukan betapa besar dan seberapa cepat mikroba dapat mengubah populasi hama untuk kepentingan global memiliki implikasi bagi strategi manajemen hama.
“Ini akan menarik untuk melihat apakah dengan memiliki mikroba yang berefek besar dalam satu arah ini , maka Anda bisa membuatnya berefek ke arah lain, untuk membantu mengendalikan hama,” kata Hunter. “Bisakah kita menggunakan simbion dalam cara untuk membuat berbagai masalah menjadi berkurang, untuk mengelola populasi hama dengan cara yang lebih berkelanjutan?”
Tidak ada komentar:
Posting Komentar