Ketika Anda terserang flu atau flu, Anda mungkin memilih untuk menjaga jarak dari orang lain untuk menghindarkan mereka dari nasib yang sama — dan mereka pada gilirannya mungkin akan menjauhi Anda. Menurut sebuah studi baru, manusia tidak sendirian dalam upaya mereka untuk menyita orang sakit. Di hadapan patogen menular, semut kebun yang rendah hati juga dapat mengubah perilaku mereka untuk menjaga makhluk yang terkontaminasi dari anggota koloni lainnya.
Semut adalah makhluk sosial. Mereka hidup dalam kelompok besar, berkomunikasi dan bekerja sama satu sama lain untuk memastikan bahwa koloni berfungsi sebagaimana mestinya. Karena mereka sering berhubungan dekat, semut juga rentan terhadap penyakit menular. Penelitian telah menunjukkan bahwa semut mampu mencegah penyakit melalui sejumlah mekanisme higienis, seperti membuang sampah dan mayat anggota koloni yang mati dari sarang mereka. Para ilmuwan menduga bahwa serangga juga dapat mengubah perilaku sosial mereka untuk mengurangi penyebaran infeksi, tetapi hipotesis ini, sampai saat ini, sulit dibuktikan.
“Koloni semut memiliki ratusan individu, ” jelas Nathalie Stroeymeyt, seorang peneliti pasca doktoral di Universitas Lausanne di Swiss, yang mempelajari perilaku kolektif di koloni semut. “Sampai sekarang, metodologi teknis untuk mengukur interaksi mereka di tingkat koloni selama periode waktu yang panjang tidak ada.”
Untungnya, sistem pelacakan otomatis yang dikembangkan oleh para peneliti Swiss pada tahun 2013 memungkinkan Stroeymeyt dan rekan-rekannya melihat secara terperinci bagaimana 22 koloni semut yang dipelihara di laboratorium berperilaku ketika penyakit sedang meresap di tengah-tengah mereka. Tim menempelkan barcode 2D kecil ke dada semut, yang memberi masing-masing serangga pengidentifikasi unik— "seperti kode QR, " kata Stroeymeyt. Sebuah kamera yang diposisikan di atas selungkup semut mengambil dua gambar setiap detik, dan sebuah algoritma mendeteksi dan mencatat posisi setiap barcode, memberikan para peneliti banyak data tentang pergerakan semut.
Selama empat hari, tim membiarkan semut berlarian di kandang mereka tanpa gangguan. Seperti halnya koloni di alam liar, beberapa semut bekerja di luar sarang untuk mencari makan, sementara yang lain — seperti ratu dan “perawat” yang cenderung mengeram, tetap tinggal di dalam sarang. Pada hari kelima, para peneliti mengekspos beberapa, tetapi tidak semua, dari pengumpul dari 11 koloni ke jamur Metarhizium brunneum, yang sering ditemukan di tanah habitat semut kebun dan diketahui membuat mereka sakit. Pengumpul dari 11 koloni lainnya dirawat dengan larutan jinak, untuk berfungsi sebagai kelompok kontrol.
Yang terpenting, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa jamur M. brunneum membutuhkan setidaknya 24 jam untuk menginfeksi semut, yang pada gilirannya memberi para peneliti waktu untuk mengamati serangga sebelum mereka benar-benar sakit.
“Kami ingin fokus pada periode [ini] ... sehingga kami dapat membedakan reaksi aktif semut sendiri dari efek samping penyakit atau manipulasi parasit, ” jelas Stroeymeyt.
Menulis di jurnal Science, para peneliti mengungkapkan bahwa ketika para pengumpul kembali dimasukkan ke dalam kandang mereka, semut yang terkontaminasi menghabiskan lebih banyak waktu di luar sarang, yang berarti bahwa mereka memiliki lebih sedikit kontak dengan anggota koloni yang paling berharga: ratu, yang meletakkan semua telur koloni, dan pekerja dalam ruangan, yang lebih muda dari pengumpul dan karena itu memiliki lebih banyak jam untuk berkontribusi pada koloni. (Semut yang lebih tua ditugasi dengan pekerjaan mencari makan yang berisiko di luar sarang karena, seperti yang dikatakan Stroeymeyt, mereka “bagaimanapun akan mati.”)
Tetapi inti dari penelitian ini terletak pada penemuan bahwa semut yang terkontaminasi bukan satu-satunya yang mengubah perilaku mereka. Pengumpul yang tidak terpapar jamur juga meningkatkan jumlah waktu yang dihabiskan jauh dari sarang. Dan para perawat di dalam sarang memindahkan anak muda lebih jauh ke dalam dan menghabiskan lebih banyak waktu tumpang tindih dengan mereka, yang "bisa dilihat sebagai isolasi spasial dari para pengumpul, " kata Stroeymeyt.
Bagaimana koloni tahu untuk melakukan tindakan pencegahan penyakit sebelum spora jamur bahkan menginfeksi pengumpul makanan tertentu? Para peneliti tidak yakin, tetapi indra penciuman yang tajam bisa menjadi kuncinya. Semut mengendus-endus dengan antena mereka, yang terus-menerus menyentuh dan mencicipi lingkungan serangga. Sangat mungkin, menurut Stroeymeyt, seekor semut dapat mendeteksi jamur yang bernanah pada salah satu anggota koloninya, semudah mencium aroma patogen pada tubuhnya sendiri.
Mengapa pengumpul non-terkontaminasi juga mengurangi jumlah waktu yang dihabiskan di dalam sarang adalah pertanyaan menarik lainnya. Sebagai kontak pertama dengan rekan kerja mereka yang akan segera sakit, mereka mungkin entah bagaimana tahu untuk menjauh dari anggota penting koloni itu. Tetapi juga mungkin bahwa, setelah mendeteksi patogen pada sesama pengumpul, mereka hanya menghabiskan lebih banyak waktu merawat pekerja yang terkontaminasi di luar sarang. Semut menghasilkan asam format melalui kelenjar di ujung gasternya, atau perutnya; mereka dapat membunuh spora jamur satu sama lain dengan mengambil asam format di mulut mereka dan menjilati tubuh teman-teman mereka yang sarat patogen.
Meskipun para peneliti mencatat lebih sedikit interaksi antara pengumpul dan pekerja dalam ruangan, kontak tidak berhenti sepenuhnya — dan ini menghasilkan wahyu menarik lainnya. Ketika mereka menggunakan simulasi untuk memodelkan bagaimana patogen jamur menyebar ke seluruh koloni dalam menghadapi perubahan jaringan sosial semut, para peneliti menemukan bahwa probabilitas ratu dan perawat yang menerima beban fatal yang berpotensi dari jamur turun, tetapi kemungkinan semut-semut penting yang menerima muatan rendah ini naik.
“Itu mirip dengan imunisasi atau vaksinasi pada manusia, ” jelas Stroeymeyt. “Dosis rendah ini tidak mengarah pada kematian, tetapi mereka memungkinkan semut mengembangkan semacam perlindungan terhadap paparan di kemudian hari dengan patogen yang sama. [Temuan] itu juga sesuatu yang cukup baru. "
Ke depan, Stroeymeyt berencana untuk menyelidiki bagaimana patogen memicu perubahan sosial di koloni semut liar, yang dapat berjumlah ratusan ribu; dia curiga bahwa pemisahan antara pekerja di dalam dan luar ruangan mungkin akan lebih jelas dalam kelompok besar ini.
Megan Frederickson, seorang profesor ekologi dan biologi evolusi di University of Toronto yang tidak terlibat dalam studi baru, menyebut kesimpulan para peneliti "sebuah temuan baru dan menarik" yang dibawa oleh "metode mutakhir." Dia menambahkan bahwa teknologi serupa mungkin membantu para ilmuwan mempelajari apakah semut juga mengubah jaringan sosial mereka untuk mengirimkan mikroba yang bermanfaat satu sama lain. Dan Frederickson berpikir "pentingnya [penelitian] bahkan melampaui semut."
"Aku bertanya-tanya, " renungnya, "seberapa sering hewan sosial lainnya mengatur ulang jaringan mereka untuk membatasi penyebaran penyakit."
