Dengan panjang hanya beberapa milimeter, tubuh mereka yang lembut dan pucat berjumlah ribuan. Bahkan di bawah mikroskop, laki-laki dan perempuan nyaris tidak dapat dibedakan, tetapi Toshihisa Yashiro sudah mulai menghitung. Ratusan rayap masuk dalam sensus, keraguan Yashiro akhirnya mulai menghilang — tidak ada satu pun pria yang dapat ditemukan.
Hari ini, dalam jurnal BMC Biology, tim peneliti Yashiro melaporkan penemuan koloni rayap yang semuanya betina yang terjadi secara alami di wilayah selatan Jepang, mewakili populasi rayap aseksual pertama yang diketahui di dunia.
Awalnya, sulit dipercaya. "[Seperti halnya] masyarakat yang setara dengan gender pada manusia, koloni rayap umumnya memiliki jumlah pria dan wanita yang sama, " jelas Yashiro, seorang ahli biologi di University of Sydney. "Baik pria dan wanita bekerja sama untuk membuat fungsi masyarakat."
Selama penelitian lapangan di pantai Jepang, Yashiro dan rekan-rekannya terkejut menemukan beberapa populasi rayap Glyptotermes nakajimai yang tampaknya hanya perempuan. Satu-satunya cara bagi koloni-koloni ini untuk mempertahankan diri adalah melalui reproduksi aseksual, tetapi beban pembuktian Yashiro sangat besar. Untuk menguji teori ini, ia harus dengan susah payah mengesampingkan keberadaan jantan di koloni ribuan serangga.
Jadi Yashiro dan timnya mulai menghitung. Selama satu setengah tahun, para peneliti memeras ribuan rayap kecil dari sepuluh lokasi lapangan yang membentang di seluruh daratan Jepang dan beberapa pulau yang bersebelahan. Tidak butuh waktu lama untuk perbedaan geografis untuk muncul. Di Honshu, pulau terbesar dan terpadat di Jepang, serta pulau-pulau lepas pantai Amami-Oshima, Okinawa, dan Ogasawara, keseimbangan jender lima puluh-lima puluh yang khas tetap utuh. Tetapi di Shikoku dan Kyushu — dua pulau kecil di empat pulau utama Jepang — yang sudah lenyap.
Meskipun Yashiro dan rekan-rekannya memeriksa lebih dari 100 orang dari masing-masing dari 74 koloni yang berbeda, mereka perlu memastikan. Beruntung bagi para peneliti, sekali seorang ratu rayap berhasil kawin, dia menyandang lencana itu untuk hidup dalam bentuk kantong penimbunan sperma kecil. Ketika tim membuka kunci harta karun kecil ini, mereka menemukan bahwa sementara koloni campuran jenis kelamin dipimpin oleh ratu dengan semen untuk cadangan, wanita raja semua klan perempuan hanya membawa tank kosong.
Ratu rayap yang matang dikelilingi oleh pekerja dan tentara. (CSIRO / CC BY 3.0) Untuk mengkonfirmasi reproduksi aseksual lebih lanjut, para peneliti beralih ke memeriksa telur — ratusan dari mereka. Sementara hampir setengah dari telur dari populasi campuran jenis telah diinseminasi, tidak ada satu pun telur yang dibuahi dari koloni yang semuanya betina ditemukan. Meskipun demikian, telur-telur di kedua populasi menetas dengan laju yang hampir sama. Wilayah paling selatan dari daratan Jepang tampaknya hanya mendukung rayap perawan yang tidak dapat dihubungi — dan mereka berkembang pesat.
Rebeca Rosengaus, seorang sosiobiolog serangga dan ekologi perilaku di Northeastern University yang tidak berafiliasi dengan penelitian ini, mengatakan dia “terkesan, ” memuji karya itu sebagai “menyeluruh” dan “sangat komprehensif.” “Tidak ada studi di masa lalu [telah dijelaskan] penghapusan laki-laki, ”tambahnya. "Itu benar-benar baru dan mengasyikkan."
Rayap tidak pernah terlalu romantis (dengan kecenderungan mengunyah kayu, mereka bisa dikatakan sebagai homewrecker terkecil di alam). Tetapi nyatanya, kebanyakan rayap bersifat monogami. Ketika pria dan wanita mencapai kedewasaan seksual, mereka memulai penerbangan nikah untuk mencari real estat yang sesuai untuk keluarga masa depan mereka, hanya menyelesaikan persatuan setelah mengambil tempat tinggal di tempat baru mereka. Di sini, raja dan ratu yang baru diurapi akan membiakkan pasukan pekerja dan bangsawan masa depan, diatur ke dalam kasta yang mirip dengan yang terlihat pada lebah.
Meskipun struktur sosial rayap dan lebah memiliki beberapa kesamaan yang mencolok, kedua garis keturunan itu secara evolusioner jauh. Rayap (yang secara teknis merupakan jenis kecoak) tampaknya telah berevolusi kecenderungan monarkis mereka secara mandiri, dan ada perbedaan tambahan antara spesies juga. Misalnya, rayap mempekerjakan tentara pria dan wanita, sementara seluruh tenaga kerja di sarang lebah adalah wanita — sekelompok besar saudari yang melayani di bawah seorang ratu yang sibuk dengan dasarnya tidak ada masukan dari beberapa pria jantan yang tidak menyengat.
Komunitas yang mendukung wanita ini difasilitasi oleh cara yang tidak biasa bahwa lebah dikenal untuk bereproduksi secara seksual. Tidak seperti keturunan manusia (dan kebanyakan rayap), yang mewarisi gen dari setiap induk yang menghasilkan XX betina dan XY jantan, lebah dapat menetas dari telur yang dibuahi dan telur yang tidak dibuahi. Keturunan dari telur yang tidak dibuahi hanya menerima kromosom dari ibu mereka, menciptakan laki-laki XO dengan setengah kromosom sebanyak rekan perempuan mereka. Jadi pada kebanyakan lebah, betina hanya bisa menetas dari telur yang dibuahi, dan semua telur yang dibuahi menetas betina, membutuhkan input jantan literal untuk mempertahankan spesies.
Namun, beberapa garis keturunan lebah telah diidentifikasi dalam beberapa tahun terakhir yang menetas betina dari telur yang tidak dibuahi dengan menggandakan kromosom ibu. Peralihan sederhana ini dapat memiliki konsekuensi yang kuat, karena betina sekarang melahirkan betina tanpa perlu memburu sperma, memungkinkan beberapa populasi lebah berkembang biak tanpa jantan. Rayap, tampaknya, dapat terlibat dalam reproduksi mirip sperma yang kurang — tetapi tidak seperti di sarang lebah, koloni rayap yang mengeliminasi jantan dapat sepenuhnya merusak struktur sosial yang sudah ada sebelumnya.
"[Sangat] dramatis bahwa ... jantan tidak penting untuk pemeliharaan masyarakat hewan di mana mereka sebelumnya memainkan peran sosial yang aktif, " kata Yashiro. Dan, seperti yang ditunjukkan oleh ahli entomologi Universitas Negeri Washington, Laura Lavine, kami bukan orang asing bagi rayap. Mengapa perlu waktu lama untuk menemukan orang Amazon yang meneror kayu dari dunia serangga?
Beberapa koloni rayap liar telah diamati bereproduksi secara aseksual sebelumnya, tetapi perilaku ini di koloni jenis kelamin campuran dianggap membantu mencegah perkawinan sedarah antara raja-raja subur dan keturunan mereka sendiri. Para ratu memiliki kemampuan untuk menetaskan telur yang belum dibuahi menjadi ratu baru, tetapi pada akhirnya, sebagian besar rayap tetap merupakan peramal cuaca cerah. Setelah teman kencan dengan aseksualitas, ratu umumnya bergabung kembali dengan raja mereka.
Fakta bahwa kebanyakan rayap belum beralih ke kesucian mungkin karena keuntungan evolusi reproduksi seksual. Ternyata, seks bermanfaat untuk menjaga kesehatan koloni. Pencampuran gen kedua orang tua menghasilkan keragaman dalam suatu populasi, yang berguna ketika keadaan ekstrim menyerang, seperti penyakit atau perubahan lingkungan.
Rayap bergegas ke area sarang yang rusak untuk memperbaiki lubang. (Departemen Pertanian AS / Scott Bauer) Jadi mengapa semua populasi wanita berevolusi sama sekali? Untuk menjawab jawabannya, Yashiro dan rekan-rekannya mengadu rayap aseksual dan seksual secara langsung. Ketika mereka mengukur noggins rayap prajurit dari koloni semua-wanita dan campuran-jenis kelamin, para peneliti menemukan bahwa, tidak mengejutkan, mereka yang berada di koloni hanya perempuan terlihat jauh lebih mirip. Tetapi dalam kasus ini, keseragaman tidak selalu merupakan hal yang buruk.
Dengan tubuh mereka yang relatif tidak bersenjata, rayap tidak dibuat untuk serangan. Sebaliknya, ketika koloni sedang diserang, mode pertahanan utama serangga sering melibatkan memasukkan pintu masuk ke sarang mereka dengan kepala mereka sendiri. Berbagai ukuran kepala sebenarnya bisa menjadi beban, bukan anugerah, yang berarti hilangnya pejantan mungkin benar-benar memberdayakan pejuang perempuan ini untuk bertahan dari serangan.
Karena keanekaragaman memberikan perlindungan penting dalam menghadapi infeksi mikroba, Rosengaus mengatakan akan penting bagi pekerjaan di masa depan untuk melihat seberapa rentan kelompok-kelompok yang berbeda ini terhadap penyakit. Ada kemungkinan bahwa semua koloni betina aseksual hanya bertahan hidup di Shikoku dan Kyushu karena wilayah ini tidak setinggi patogen rayap, tambah Lavine, yang tidak berpartisipasi dalam penelitian baru — tetapi teori ini belum diuji.
Mengapa koloni terpecah menjadi komunitas aseksual dan seksual di tempat pertama adalah dugaan siapa pun. Berdasarkan bukti genetik, Yashiro dan timnya menunjukkan keretakan garis keturunan rayap sekitar 14 juta tahun yang lalu. Tetapi karena dua populasi masih ada berdampingan, "kita mungkin menyaksikan evolusi dalam aksi, " kata Rosengaus.
Karena kelompok-kelompok koloni ini terpisah secara geografis, mereka mungkin tidak lagi berbaur — dan bahkan mungkin spesies yang sama sekali baru yang seluruhnya terdiri dari wanita lajang dapat muncul di masa depan.
Untuk saat ini, kedua populasi secara teknis masih dalam spesies yang sama, tetapi penemuan ini mungkin bukan yang terakhir dari jenisnya. Spesies betina dari seluruh kerajaan hewan telah menemukan cara cerdas untuk melakukannya sendiri. Rayap mungkin dikenal untuk makan siang di atas kayu — tetapi aman untuk mengatakan bahwa tidak semua wanita membutuhkan kayu.
