https://frosthead.com

Membedah Alat Kelamin Ngengat Atas Nama Sains

Tepat setelah matahari terbenam, dan saya duduk di sebuah truk di antara bukit pasir putih yang memutih di Monumen Nasional White Sands New Mexico, menunggu kegelapan jatuh sepenuhnya. Saya telah berkelana di sini dengan ahli entomologi Eric Metzler dalam mengejar beberapa makhluk paling kaya beragam yang muncul dari bukit pasir ini: ngengat.

Konten terkait

  • Apa Perbedaan Antara Ngengat dan Kupu-kupu dan Lebih Banyak Pertanyaan dari Pembaca Kami

Setelah cukup gelap, kami berjalan ke serangkaian lampu hitam yang kami gantung di tali jemuran untuk menarik flappers yang hening. Di bawah cahaya ungu dingin dari pengaturan, saya melihat spesimen pertama kami berkibar ke arah saya di tanah.

"Luar biasa!" Kata Metzler, segera mengenali spesies. "Itu putih dan sensual, fantastis, " tambahnya sambil menyerahkan gelas dan gabus untuk mengumpulkannya.

Metzler telah secara teratur mengumpulkan ngengat di sini sejak 2007 atas nama Layanan Taman Nasional. Seorang pensiunan ahli entomologi yang masih memegang posisi tambahan di Michigan State University dan New Mexico State University, Metzler sangat senang menemukan Protogygia whitesandensis - spesies ngengat asli pertama yang pernah ditemukan di White Sands - selama tahun pertama studinya. Sejak itu, dia telah menemukan 600 spesies yang menakjubkan, termasuk lebih dari 50 spesies lain yang sama sekali baru dalam bidang sains yang telah dia katalogkan dalam Koleksi Nasional Smithsonian.

Mengapa lingkungan yang keras dan sunyi yang hanya menerima 10 inci hujan setiap tahun dan berayun di antara suhu ekstrem yang luas akan mengandung keanekaragaman yang tidak biasa seperti itu masih merupakan misteri. "Itu angka yang sangat tinggi, terutama mengingat betapa tandusnya lanskap itu, " kata Metzler. Dan banyak ahli entomologi tidak secara khusus didorong untuk mencari tahu mengapa, tambahnya, mengingat ada begitu banyak serangga karismatik untuk dipelajari.

Tetapi Metzler telah mengakhiri kariernya dengan susah payah membedah ratusan ngengat untuk lebih memahami evolusi mereka. Seorang “penginjil ngengat” yang menggambarkan dirinya sendiri, Metzler telah terpikat oleh serangga-serangga yang berkibar ini sejak kecil. Dia mulai mengumpulkan kupu-kupu, tetapi beralih ke ngengat ketika dia sibuk dengan pekerjaan sehari-hari di sekolah menengah dan hanya bisa mengumpulkan di malam hari.

"Saya menemukan ada lebih banyak ngengat daripada kupu-kupu, " katanya, masih sama terpesona oleh mereka pada usia 72. "Saya tidak pernah kehabisan ngengat."

Para ilmuwan memperkirakan bahwa kita tahu hanya 20 persen dari semua spesies ngengat di dunia, dibandingkan dengan sekitar 90 persen dari perkiraan 20.000 spesies kupu-kupu. Itu karena ada sekitar 30 kali lebih banyak spesies ngengat, kata Robert Robbins, seorang kurator di departemen entomologi Smithsonian yang mempelajari evolusi kupu-kupu. Robbins juga setuju bahwa kita tahu lebih sedikit tentang ngengat daripada kupu-kupu hanya karena mereka tidak begitu menarik.

"Umumnya gambar ngengat adalah mereka berbulu dan memakan sweater wol Anda, " kata Robbins.

Metzler mengatur lampu dan kain putih untuk menarik ngengat untuk dikoleksi. (Laura Poppick) Monumen Nasional White Sands terdiri dari 275 mil persegi bukit pasir gipsum, menjadikannya ladang gundukan gipsum terbesar di dunia dan lingkungan yang ekstrem bagi hewan apa pun untuk membuat rumahnya. (Laura Poppick) Metzler telah menemukan lebih dari 600 spesies ngengat di Monumen Nasional White Sands sejak 2007. (Laura Poppick) Cara terbaik untuk membedakan dua spesies ngengat adalah dengan membedah genitalia mereka. Di atas adalah alat kelamin laki-laki Protogygia whitesandensis, spesies endemik White Sands. Aedeagus, di sebelah kanan, mentransfer sperma ke betina. (Eric Metzler) Metzler menangkap ngengat di dalam botol dan menyimpannya di atas es sampai dia bisa menganalisisnya di laboratoriumnya. (Laura Poppick)

Bagi mata yang tidak terlatih, banyak ngengat White Sands terlihat persis sama: lebar sayap sekitar satu inci, dengan tubuh dan sayap abu-abu mengembang warna putih yang berbeda dari bukit pasir gipsum. Namun bagi mata ahli, ada perbedaan. Untuk mengurai mereka, Metzler mengandalkan analisis molekuler untuk memisahkan DNA ngengat. Tetapi ia juga menggunakan metode yang sudah terbukti benar dan membedah alat kelamin ngengat — membosankan, tetapi cara terbaik untuk membedakan spesies secara visual.

Melalui karya ini, Metzler menjadi percaya bahwa White Sands dapat memiliki keanekaragaman ngengat asli tertinggi di negara ini, setara dengan tingkat keanekaragaman yang ditemukan pada hewan lain di Kepulauan Galapagos.

Robbins mengatakan analisis dekat White Sands dari Metzler dapat berkontribusi pada pemahaman kita yang terbatas tentang evolusi ngengat. Karena ngengat dan kupu-kupu tidak melestarikan fosil dengan baik, para ilmuwan tidak memiliki kepekaan yang baik tentang tingkat evolusi "normal". Tapi kita tahu bukit pasir White terbentuk dalam 10.000 tahun terakhir, yang berarti semua ngengat endemik wilayah ini mungkin telah berevolusi dalam rentang waktu itu juga.

"Jika semua spesies ini dapat berevolusi dalam 10.000 tahun, itu cukup luar biasa, " kata Robbins.

Untuk mengungkap fenomena ini, Metzler menghabiskan berjam-jam duduk di atas mikroskop di laboratorium rumahnya di Alamogordo, setengah jam perjalanan dari White Sands. (Untuk penghargaannya, istrinya, Pat, tidak keberatan dengan ribuan ngengat yang ia simpan dalam freezer di garasi dan dapurnya.) Ketika saya bergabung dengannya di lab, ia menunjukkan kepada saya seekor ngengat betina seukuran kuku yang dijepit pada kuku papan, dan berikan padaku seluncuran yang berisi alat kelamin spesies itu.

Yang saya lihat hanyalah noda bernoda. "Sebenarnya ada sesuatu pada noda itu ketika cukup besar, " kata Metzler sambil mengayunkan kursinya dan mengatur slide di bawah mikroskop. Ketika saya melihatnya di bawah pembesaran 40x, noda muncul sebagai organ berbentuk ubur-ubur halus yang disebut bursa corpus — karung tempat betina mengumpulkan sperma. "Ketika Anda melihatnya di bawah mikroskop, itu sangat menarik, " kata Metzler. Saya harus setuju.

Jika semuanya berjalan dengan baik, Metzler dapat menyiapkan satu slide genitalia ngengat dalam satu hari. Pertama, dia mematahkan perut dan merendamnya dalam potasium hidroksida, bahan di Drano. Ini melarutkan semua jaringan lunak, yang ia usap dengan kuas yang hanya menyisakan rangka luar dan organ genital di belakang — satu-satunya bagian yang terbuat dari bahan keras yang disebut kitin, benda yang sama ditemukan pada kuku dan rambut manusia.

Setelah semuanya jelas diletakkan dan diwarnai pada slide, ia melihat apakah organ-organ dari pria dan wanita cocok dengan "kunci dan kunci, " yang berarti mereka berasal dari spesies yang sama. Tapi ini tidak selalu terlihat oleh mata manusia. Ketika dia tidak dapat mengidentifikasi spesies hanya dengan melihat organ atau pola sayapnya, dia berkonsultasi dengan perpustakaannya dan mengirim gambar ke rekannya. Jika dia masih bingung, dia mengirimkan sampel kaki ke University of Guelph di Ontario — gudang ngengat terbesar di Amerika Utara — untuk analisis molekuler.

Ahli entomologi tidak sepakat tentang apa yang mendefinisikan spesies ngengat yang berbeda, kata Robbins, dan beberapa berpendapat bahwa ngengat Metzler tidak semuanya berbeda. Tetapi dengan standar yang diterima secara luas tentang memiliki genitalia dan barcode yang berbeda, katanya, 600 ngengat White Sands berbeda berdiri sebagai spesies yang berbeda. "Dengan standar normal, ini adalah spesies yang berbeda dan itu bukan sesuatu yang diantisipasi siapa pun sebelum [Metzler] pindah ke sana, " kata Robbins.

James Mallet, ahli entomologi di Universitas Harvard yang mempelajari evolusi dan spesiasi kupu-kupu, bertanya-tanya apakah tingkat endemisme yang sama akan ditemukan di tempat lain jika jenis studi jangka panjang yang sama dilakukan. "Ada sedikit ahli entomologi dan daerah yang relatif besar di Amerika Serikat untuk dipelajari, " katanya.

Tetapi Mallet mencatat bahwa White Sands mengandung spesies tanaman yang telah dihancurkan oleh penggembalaan dan pengembangan di tempat lain di Barat Daya, menjadikannya tempat yang sangat berharga untuk mengeksplorasi untuk asosiasi spesies dan spesies baru. "Saya pikir itu luar biasa bahwa mereka mempelajari bidang ini, layak untuk dipelajari, " kata Mallet.

Yang membuatnya semakin luar biasa adalah, seandainya Metzler tidak memutuskan untuk pensiun ke New Mexico selatan, ngengat itu kemungkinan akan tidak ditemukan. Seperti yang dikatakan Robbins: "Kita berbicara tentang penemuan luar biasa yang dibuat semata-mata karena kebetulan."

Membedah Alat Kelamin Ngengat Atas Nama Sains