Penggunaan pestisida oleh petani untuk melawan hama yang merugikan tanaman mereka adalah sebuah cara yang sudah biasa namun kontroversial di bidang bioetika dan ilmu pertanian. Pestisida seringkali membunuh hamahama target mereka secara efisien, namun di saat yang sama baik secara langsung maupun tidak, dapat pula menyebabkan kematian pada beberapa spesies lainnya. Telah umum pula diketahui bahwa hilangnya salah satu anggota rantai makanan dengan mudah dapat menghapus seluruh ekosistem atau bagian dari ekosistem tersebut karena adanya interaksi kompleks yang kurang dipahami di antara berbagai spesies. Pada artikel ini, kita akan berbagi pengetahuan tentang siklus hidup menakjubkan dari seekor kumbang yang memanfaatkan pestisida alami yang digunakannya untuk melindungi sumber makanannya sendiri.
Southern Pine Beetles atau Kumbang Pinus Selatan (Dendroctonus frontalis, gambar 1) adalah sejenis kumbang yang menjadi salah satu hama yang paling berbahaya di dunia dan telah menyebabkan kerugian ratusan juta dolar akibat rusaknya pohon-pohon pinus di Amerika Serikat bagian Selatan. Kumbang ini melakukan serangan mereka pada pohon pinus dimulai dari sekelompok kecil kumbang betina yang masuk ke bagian dalam (Gambar 2) dan floem dari pohon pinus tersebut. Setelah pekerjaan ini selesai dilakukan para kumbang betina tersebut akan mengeluarkan sebuah zat kimia yang akan menarik kumbang jantan dan betina lainnya ke pohon pinus yang telah diserang tersebut. Serangan awal ini akan diikuti oleh serangan massal dari kumbang lain dalam jumlah besar dan memungkinkan mereka agar lebih mudah mengatasi pertahanan dari pohon-pohon pinus karena banyaknya jumlah kumbang yang datang. Tak lama setelah mengambil alih pohon, proses perkawinan antara kumbang jantan dan betina dimulai. Sebagai bagian dari proses perkawinan, si betina akan menggali dan mengisi tempat yang digalinya di dalam pohon itu dengan telur. Setelah telur ditempatkan, kemudian kumbang dewasa akan meninggalkan pohon dan meneruskan penyerangannya pada pohon-pohon lainnya. Penyerangan yang menyebabkan kematian pohon-pohon ini tentu saja adalah sebuah cerita sedih dan tidak mungkin terdengar terlalu menarik karena kebanyakan hama memiliki strategi penyerangan serupa, namun ada satu detail yang belum kita ceritakan yang justru membuat proses ini lebih menarik. Apa makanan bagi larva untuk menyempurnakan perkembangan mereka dalam sebuah tempat yang ada di dalam batang pohon yang sudah mati? Jawaban dari pertanyaan menarik ini adalah: Jamur atau fungi.
Gambar 1
Gambar 2
Gambar 3
Kumbang Pinus membentuk struktur kehidupan simbiosis dengan sejenis jamur menguntungkan (Entomocorticium sp.A), yang merupakan sumber makanan utama bagi larva. Kumbang pinus dewasa diciptakan dengan memiliki tubuh berbentuk kompartemen (mycangium), sehingga mereka bisa membawa jamur ini. Ketika kumbang dewasa menggali sebuah area di kulit pohon maka pada saat bersamaan mereka akan menyuntikan jamur pada area tersebut. Jamur ini akan tumbuh di tempat tersebut dan membantu larva kumbang menyelesaikan proses pertumbuhan sebagai sumber nutrisi. Jamur tersebut juga mendapat manfaat dari proses karena dapat menyebar dari satu pohon ke pohon lainnya dengan bantuan kumbang. Namun struktur kehidupan simbiosis ini terancam oleh keberadaan jamur antagonis, (Ophiostomaminus yang juga dikenal sebagai jamur noda biru) dan tungau parasit selatan yang keduanya juga dibawa oleh kumbang. Jamur noda biru bukan merupakan pe nyokong gizi untuk larva, akan tetapi jamur ini dapat tumbuh di tempat yang sama sebagaimana jamur menguntungkan berkembang, bahkan dapat pula merugikan mereka. Selain itu, tungau parasit yang merupakan makanan bagi jamur noda biru sehingga dapat membahayakan kumbang karena adanya pe ningkatan jumlah jamur noda biru tersebut. Oleh karenanya, larva kumbang tidak dapat bertahan lama sehingga reproduksi Kumbang Pinus Selatan akan terganggu tanpa adanya metode pencegahan khusus.
Sebuah studi terbaru oleh Scott, dkk. telah memberikan sebuah titik terang yang dapat menjelaskan tentang struktur kehidupan yang rumit ini. Kumbang kecil, yang panjangnya hanya beberapa milimeter ini, memiliki mekanisme pertahanan cerdas untuk melindungi larva mereka (Gambar 3, panah warna merah muda). Sejarah menyebutkan bahwa manusia mulai menggunakan pestisida sekitar 5000 tahun yang lalu, tetapi kumbang kecil ini telah menggunakannya untuk mencegah pertumbuhan jamur noda birujauh sebelum manusia mulai menggunakan pestisida. Studistudi menunjukkan bahwa koeksistensi simbiosis antara Kumbang Pinus Selatan dan jamur menguntungkan (Gambar 3, lingkaran kuning) dipertahankan oleh bakteri (actinomycetous) (Gambar 3, di dalam kotak merah). Bakteri ini menghasilkan sebuah senyawa antibiotik yang sebelumnya tidak diketahui bernama mycangimycin, yang secara selektif menghambat pertumbuhan jamur noda biru sehingga memberikan keuntungan yang signifikan bagi pemeliharaan jamur yang menguntungkan (yang merupakan sumber makanan utama larva). Lalu bagaimana mungkin pada awalnya bakteri ini dapat ditemukan di tempat yang baru saja digali di pohon-pohon pinus tersebut? Jawaban mengejutkan atas pertanyaan ini adalah bahwa mereka dipindahkan ke tempat tersebut oleh Kumbang yang sama. Seperti telah disebutkan sebelumnya, Kumbang Pinus dewasa membawa jamur menguntungkan dalam bagian tubuh mereka (mycangium) dan menyuntikkannya ke tempat yang mereka gali tersebut sebagai cadangan makanan bagi larva. Selain jamur ini menguntungkan kumbang, mereka juga membawa bakteri yang dapat menghasilkan se-Nyawa antibiotik untuk menghambat pertumbuhan jamur noda biru dan pada akhirnya akan mengurangi jumlah tungau parasit. Bakteri ini dapat tumbuh di dalam bagian pohon yang digali, bahkan di bagian tubuh kompartemen kumbang pinus selatan selatan. Menariknya, antibiotik ini membunuh jamur noda biru tetapi tidak secara signifikan mempengaruhi pertumbuhan jamur menguntungkan yang menjadi sumber makanan bagi larva. Dengan demikian, jamur yang menguntungkan dapat berkembang biak dalam jumlah yang banyak dan menawarkan makanan yang cukup untuk perkembangan larva kumbang. Beberapa larva ini berhasil tumbuh dewasa dan kemudian meninggalkan pohon tempatnya berkembang untuk menyerang pohon pinus lainnya membawa jamur dan bakteri yang sama (Gambar 4).
Gambar 4
Interaksi pada Kingdom lain kehidupan ini tidaklah akan kurang rumitnya daripada simbiosis yang terjadi antara Kumbang Pinus, jamur, dan bakteri ini. Interaksi antara hewan, tanaman dan mikroba merupakan hubungan yang sangat kompleks dan rapuh. Oleh karenya menghilangkan atau mengganti setiap anggota ekosistem seringkali dapat mengakibatkan kegagalan serius dalam ekosistem sebagaimana yang seringkali kita lihat terutama dalam beberapa abad terakhir ini.
***
Referensi
- http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?org=NSF&cntn_id=112319&preview=false.
- http://entnem.ufl.edu/creatures/trees/southern_pine_beetle.htm.
- Scott, J.J., et al., “Bacterial protection of beetlefungus mutualism.” Science, 2008. 322 (5898): p. 63.
Karya : Daniel Adam Kurtz
Discussion about this post