Di bawah kanopi hutan hujan, deru rendah dari serangga membangun hingga krescendos berkala karena daun berwarna kemerahan dan keprok lebih besar dari piring makan yang melayang dari cabang-cabang di atas. Macaw merah dan toucans kuning berujung mengeluarkan panggilan serak. Monyet Capuchin menjatuhkan detritus dari pohon ke empat ahli biologi yang beringsut di sepanjang hutan hujan Amazon, hanya beberapa jam berkendara ke utara Manaus, Brasil. Di dalam jalur hutan yang luas ini, yang membentang tak terputus sejauh ratusan mil ke perbatasan Venezuela, mereka mencari petunjuk untuk menjelaskan peristiwa evolusi yang luar biasa.
Konten terkait
- EO Wilson Mendesak Para Ilmuwan Masa Depan untuk Mencari Kekayaan Bumi yang Belum Ditemukan
Di suatu tempat dekat tempat ini 50 juta tahun yang lalu, setelah dinosaurus menghilang, spesies semut tertentu mulai membudidayakan dan memakan jamur. Dari semua hewan di bumi, hanya semut khusus ini, beberapa jenis kumbang dan rayap — dan, tentu saja, manusia — yang menanam makanan mereka sendiri. Entah bagaimana, suku semut baru ini, para attine, pergi — dalam istilah antropomorfik — dari menjadi pemburu-pengumpul menjadi petani. Bagaimana dan mengapa mereka melakukannya tetap merupakan misteri yang menggiurkan.
Ted Schultz, ahli entomologi penelitian dari Museum Nasional Sejarah Alam Smithsonian Institution, berlutut dengan intensitas seorang pemohon di pintu masuk ke sarang semut. Dia memiliki pel rambut dan mata hitam tar yang menyerupai bola arang besar di belakang lensa tebal. Objek yang menarik perhatiannya adalah sarang pemotong daun, semut peragaan attine.
Dua puluh kaki di atas pohon trompet di dekatnya, semut-semut itu meletakkan daun yang baru tumbuh, mandibula terbuka, mengukir setengah bulan yang elegan. Mereka memuat potongan-potongan ini, yang memiliki berat hingga sepuluh kali lebih banyak daripada yang mereka lakukan, di atas punggung dan menuju rumah, mengalir kembali ke bawah pohon dalam garis bergelombang yang tidak berbeda dengan sekelompok penggerak piano yang mabuk. Dari kejauhan, semut-semut yang mengenakan topi hijau-neon yang bergaya tampak menari.
Aliran pemotong daun lainnya mengalir dari bayang-bayang melintasi dedaunan yang rapuh dan sekarat, ke tanah lapang berpasir merah terang di sekitar kawah di tanah. Mereka berjalan melewati semut yang lebih besar dengan mandibula kebesaran berdiri berjaga di dekat pintu masuk sarang, menghilang ke saluran bawah tanah yang melengkung, yang membuka hingga ribuan kamar yang menyebar ke bawah dan keluar melalui tanah yang sangat keras.
Jutaan semut di sebuah area seukuran kamar tidur kecil memenuhi sarangnya. Begitu berada di dalam bilik, pemotong daun menjatuhkan beban mereka. Semut berkebun kecil mengambil alih. Mereka membersihkan, memotong dan mengerutkan tepi daun, mengolesi sekresi mereka sendiri pada mereka dan permukaan kasar. Pada potongan daun ini, yang berbaris dalam barisan yang rapi, semut kemudian menempatkan potongan jamur homegrown.
Schultz dan kolaborator dekatnya, Ulrich Mueller, seorang ahli ekologi perilaku dari University of Texas di Austin, percaya bahwa kemampuan pemotong daun untuk tumbuh dan memanen jamur mirip dengan pertanian manusia. Mereka bahkan menyarankan bahwa manusia memiliki sesuatu untuk dipelajari dari semut, menunjuk pada penemuan baru-baru ini yang menggunakan antibiotik untuk menjaga penyakit di dalam kebun jamur mereka. "Apakah Anda pernah mencoba untuk menjaga apa pun di daerah tropis bebas dari hama selama lebih dari beberapa detik?" Kata Schultz. “Ini adalah pencapaian yang luar biasa.” Mungkin, ia menyarankan, penelitian yang cermat terhadap semut akan menghasilkan cara bagi manusia untuk melawan penyakit atau bertani lebih berkelanjutan. “Semut-semut ini memiliki sistem umpan balik positif — 50 juta tahun pertanian berkelanjutan, ” kata Schultz.
Catatan luar biasa ini tampaknya sangat pedih di sini di hutan hujan. Selama perjalanan ke utara di jalan raya baru, 1.000 mil yang membentang dari Manaus ke Caracas, pola pengembangan tulang ikan yang menghina petak-petak besar Amazon terbukti, dengan jalan-jalan pembalakan tanah yang baru mengembang ke segala arah. Sebaliknya, "pemotong daun tidak condong hal-hal, " catatan Schultz. “Anda bisa membayangkan banyak skenario di mana sarang semut di hutan ini semakin besar dan besar, di mana mereka akan membawa pertanian ini ke titik di mana mereka akan memberi tip seluruh sistem. Tapi mereka tidak melakukannya. "
Schultz dan Mueller telah kembali ke Amazon untuk mencoba mencari tahu bagaimana semut pertama - ibu dari semua semut tukang kebun - mulai menanam makanan koloninya. Dia terlihat seperti apa? Bagaimana dia bersikap? Dan bagaimana dia bisa mengelola transformasi yang sangat penting?
Manusia telah tertarik oleh semut pemotong daun selama berabad-abad. Popol Vuh, kronik Maya kuno, merayakan kecerdasan dan keterampilan komunikasi mereka. Charles Darwin, yang pertama kali mengunjungi hutan tropis Brasil, dikejutkan oleh keberadaan dan ketekunan mereka. "Jalur yang terputus bercabang ke segala arah, di mana sepasukan pencari makanan yang tidak pernah gagal dapat terlihat, " tulisnya pada 1839.
Beberapa dasawarsa kemudian, naturalis Inggris yang hebat, Henry Walter Bates, mencatat industri dan rahmat pemotong daun dalam karya agungnya pada tahun 1863, The Naturalist on the River Amazons, juga mencatat pandangan yang lebih buruk — bahwa petani lokal yang menganggap semut itu “mengerikan” hama. ”Tetapi Bates, seperti pengamat lain, mengira pemotong daun menggunakan stek mereka sebagai perlindungan dari hujan. (Mereka juga disebut semut parasol.) Butuh seorang insinyur dan ahli ekologi otodidak, Thomas Belt, untuk akhirnya mengetahui bagaimana daun sebenarnya digunakan. Pada operasi penambangan di Nikaragua, Belt menggali dua sarang pemotong daun. Yang mengejutkan, dia bisa menemukan beberapa tanda daun yang dipotong. Namun, setelah memeriksa dengan cermat bahan cokelat kenyal yang mengisi kamar-kamar itu, Belt memperhatikan “potongan daun yang terbagi secara halus, layu menjadi warna cokelat, dan tumbuh terlalu banyak dan dihubungkan dengan ringan oleh jamur putih semenit. . . "The leafcutters, Belt menulis pada tahun 1874, " pada kenyataannya, adalah penanam dan pemakan jamur. "
Tidak lama kemudian, William Morton Wheeler, dekan penelitian semut di Harvard, menulis seluruh buku tentang petani jamur. Dan Edward O. Wilson, yang nantinya akan menggantikan Wheeler sebagai cendekiawan semut terkemuka di Harvard, dijuluki leafcutters "di antara serangga sosial paling maju di antara semua serangga."
Tetapi para peneliti mencoba untuk lebih memahami pengamatan terobosan Belt menghadapi hambatan besar, terutama ketika datang untuk mengidentifikasi jenis jamur semut tumbuh. Para ilmuwan biasanya mengidentifikasi jamur melalui sporophore-nya, bagian dari tanaman yang menghasilkan spora. Namun, di kebun semut, sporofor jarang memiliki bukti karena alasan yang masih belum jelas. "Seolah-olah semut telah mengebiri jamur, " Schultz menjelaskan. (Intinya, semut memperbanyak jamur dengan mengambil setek.) Karena tidak memiliki metode untuk mengidentifikasi jenis jamur, para ilmuwan kehilangan setengah cerita.
Di sinilah hal-hal berdiri ketika mueller dan Schultz pertama kali melintasi jalan di Cornell University pada akhir 1980-an. Di sana, mereka bekerja sama dengan spesialis jamur Ignacio Chapela, sekarang di Universitas California di Berkeley, dan Stephen Rehner dari Departemen Pertanian AS di Beltsville, Maryland. Chapela menarik satu strain jamur dari kebun semut dan membiarkannya hidup. Menggunakan teknik genetika molekuler, Rehner kemudian menggambarkan perbedaan antara berbagai strain. Schultz mencocokkan hasil tersebut dengan analisis DNA semut terkait. Pada tahun 1994, berempat menerbitkan sebuah studi di majalah Science yang mendokumentasikan interaksi antara jamur dan semut. “Sekarang jelas, ” tulis mereka, “asal mula perilaku pertumbuhan jamur adalah peristiwa yang sangat langka, hanya terjadi satu kali dalam sejarah evolusi semut.” Perkiraan paling canggih, menurut perkiraan para peneliti, telah disebarkan. satu garis keturunan jamur setidaknya selama 23 juta tahun.
Dalam laporan tindak lanjut empat tahun kemudian, Mueller, Rehner dan Schultz memodifikasi kebijaksanaan yang diterima, dengan alasan bahwa jamur attine sering mewakili beragam spesies — bukan hanya satu yang diturunkan dengan menemukan ratu dari sarang ke sarang. Lebih banyak perhatian "primitif", catat para ilmuwan, kadang-kadang berbagi jamur mereka satu sama lain, bahkan dengan spesies semut yang jauh terkait - versi, saran para ahli biologi, tentang rotasi tanaman. “Kami dapat menunjukkan bahwa kegagalan panen adalah masalah utama dalam kehidupan mereka, ” Mueller menjelaskan. "Mereka melakukan hal yang sama seperti yang dilakukan manusia, pergi ke tetangga untuk mencari pengganti, kadang-kadang mencuri, kadang-kadang mengalahkan dan membunuh tetangga juga. Kami sudah menunjukkan ini di lab. Hal logis berikutnya adalah mencarinya di alam liar. ”
Kecenderungan para ilmuwan untuk menyamakan fungiculture semut dengan pertanian manusia telah menuai kritik. Naomi Pierce, seorang spesialis Harvard dalam interaksi semut / tanaman, memuji kerja lapangan mereka, tetapi berpikir bahwa mengubah semut menjadi petani mungkin membawa barang terlalu jauh. "Masalahnya adalah Anda bisa terjebak oleh metafora, " katanya. Semut, tentu saja, tidak secara sadar mengembangkan pertanian. Memproyeksikan niat manusia ke semut, kata Ignacio Chapela, dapat membutakan peneliti dengan alasan mengapa semut melakukan apa yang mereka lakukan.
Sementara Mueller dan Schultz bekerja pada hubungan semut dengan jamur, sebuah tim ahli biologi di Universitas Toronto mencatat — dan bertanya-tanya tentang — kehadiran jamur yang gigih dan membinasakan, yang disebut Escovopsis, di kebun-kebun attine. Bagaimana, mereka bertanya, bahwa parasit kuat ini tidak secara teratur menyerbu sarang attine? Mencatat serbuk putih di bagian bawah semut attine, mereka akhirnya mengidentifikasi itu sebagai jenis bakteri, Streptomyces, yang mengeluarkan antibiotik. Antibiotik menahan Escovopsis . Lebih penting lagi, mereka melakukannya dalam jangka waktu yang lama, tanpa Escovopsis menjadi benar-benar resisten.
Mungkin ada semacam "perlombaan senjata yang dipentaskan, " kata Cameron Currie, salah satu peneliti Toronto (sekarang di University of Kansas), di mana antibiotik attine terus-menerus beradaptasi dengan resistensi yang terbentuk di Escovopsis . Parasit ini tidak sepenuhnya musnah, tetapi juga tidak membanjiri sarangnya. Currie sekarang mencoba untuk menentukan berapa lama persilangan kimia ini telah berlangsung.
Sebuah kasus buku teks tentang simbiosis antara semut dan jamur tiba-tiba terbukti memiliki empat pemain utama — atau lima, jika Anda menghitung antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri. Ketika antibiotik ini tidak berhasil, semut memenggal jamur yang terinfeksi dan menyeretnya jauh dari sarang.
Di hutan hujan, fajar masih belum tiba; Semut Blepharidatta nokturnal, kerabat dekat attines, masih bekerja, mengangkut biji-bijian sereal yang sangat kecil, yang disebarkan Mueller sekitar malam sebelumnya. Umpan itu membuat Mueller melacak Blepharidatta ke sarang mereka. Karena Blepharidatta, yang tidak menumbuhkan jamur, telah diamati membawa sedikit jamur hidup, Mueller menduga mereka mungkin berada di ambang budidaya sendiri. Mueller sangat tertarik dengan eksperimen di mana Blepharidatta memindahkan rumpun jamur lebih dekat ke sarang mereka. "Kami mencari sesuatu yang sangat dalam di masa lalu evolusi, " kata Mueller. “Beberapa semut di hutan-hutan ini mulai berasosiasi dengan jamur. Dan transisi itu adalah transisi yang sama dengan yang dilakukan manusia. "
Mueller menyalakan lampu utama. "Kami mencoba melacak sesuatu, tetapi kami tidak akan menemukan 'leluhur' di sini, tentu saja, " ia menjelaskan. “Apa yang kami cari adalah spesies yang mempertahankan beberapa sifat yang menjadi ciri nenek moyang.” Tidak seperti bagaimana para ahli bahasa mengunjungi masyarakat terpencil untuk mempelajari bagaimana pola bicara telah berubah, katanya. "Itu seperti yang kita lakukan di sini, melihat bagaimana perilaku paling primitif mungkin menghasilkan perilaku yang lebih rumit." Evolusi, dengan kata lain, bermain kurang rapi daripada garis-garis yang jelas yang mungkin Anda ingat dari sekolah menengah pertama dan lebih banyak lagi. seperti film di mana urutan dapat diulang, tetap tidak berubah atau bahkan berjalan mundur dalam semacam counternarrative.
Celana Mueller bergaris keringat dan lumpur, bekas-bekas terbakar di leher dan lengannya, dan nyamuk berdengung di dekat telinganya. "Kami agak abnormal dalam obsesi kami, " akunya. “Kami benar-benar di ekstrem. Siapa lagi yang akan berkeringat di hutan untuk menemukan semut-semut bodoh ini! ”
Sebagai seorang anak, kata Mueller, dia “tidak terlalu tertarik pada serangga.” Mungkin ini karena ayahnya, seorang ahli botani untuk perusahaan kimia Bayer, terserang penyakit tropis misterius yang dikontrak dalam ekspedisi di El Salvador ketika Ulrich baru berusia 4 tahun. Mueller berusia 9 tahun ketika ayahnya meninggal karena penyakit itu. Setelah keluar dari sekolah kedokteran, ia membaca buku kontroversial Edward O. Wilson, Sosiobiologi (upaya untuk menghubungkan perilaku semua hewan, dari semut ke manusia, dalam satu sintesis besar). Segera dia tahu apa yang ingin dia lakukan dengan hidupnya, untuk mengambil "pendekatan evolusi untuk memahami perilaku hewan, perilaku sosial, dan kemudian perilaku manusia."
Schultz, juga, datang ke semut melalui rute memutar yang dipengaruhi oleh Wilson. Dibesarkan di sebuah kota kecil kerah biru di selatan Chicago, putra dari orang tua yang tidak melanjutkan ke perguruan tinggi, Schultz pergi ke sekolah Lutheran yang ketat. Di sana, salah satu gurunya berusaha meyakinkannya bahwa “tulang dinosaurus baru saja dimakamkan di tanah oleh Tuhan untuk menguji iman kita.”
Setelah keluar dari University of Chicago dan pindah ke barat ke San Francisco pada awal 1970-an, Schultz mengadakan serangkaian pekerjaan — teknisi gigi, tukang melapisi tempat tidur air, dan printer — sebelum mencoba tangannya sebagai penulis esai kritis tentang fenomena paranormal ( "Blobs From Space" dan "Stranger than Science"). Dalam perjalanan ke tempat kerja suatu pagi, Schultz, yang saat itu berusia 30-an, mulai membaca Wilson's The Insect Societies . Semut menariknya karena mereka menggabungkan "daya tarik estetika" dengan tangibilitas. "Saya mengejar banyak hal yang membuat saya heran, " kenang Schultz. "Tapi aku butuh kriteria untuk mencari tahu tidak hanya hal-hal yang tampaknya dipenuhi dengan keheranan, tetapi hal-hal yang tampaknya dipenuhi dengan keheranan dan nyata ."
Meskipun ribuan semut dari lusinan spesies bergerak melalui serasah daun yang tebal, Schultz terpaku pada semut soliter tertentu, yang telah menjepit sepotong jamur liar dan mengangkut barang rampasan itu melintasi sebatang kayu, bergoyang-goyang di bawah muatannya. "Hei, kamu harus melihat ini!" Schultz berteriak kepada Mueller. Ini adalah Trachymyrmex, di antara yang lebih diturunkan, atau "lebih tinggi, " attines.
Schultz bersemangat. Dan terkejut. Meskipun dia telah membaca tentang attine yang membawa jamur liar ke dalam sarangnya, dia belum pernah melihat orang yang melakukannya. Dan mengapa mereka melakukannya? Pengenalan jamur yang tidak kompatibel mungkin mengganggu, atau bahkan menghancurkan, seluruh taman semut. Apa yang terjadi di sini?
"Ini adalah teka-teki, " kata Schultz. “Saya berharap semut menjadi sangat pemilih tentang apa yang mereka bawa ke dalam sarang, memiliki semacam bias indra yang menerima jamur 'baik' dan menolak semua yang 'buruk'.” Mueller mencatat bahwa banyak tanaman menggunakan semut untuk sebarkan benih, meskipun apakah semut melakukan pilihan tentang apa yang mereka ambil, atau hanya menanggapi rayuan sekresi tanaman, masih belum jelas.
Schultz terlihat sangat pusing, meskipun semut dan jamurnya dapat membalikkan banyak hal yang telah ia dan rekan-rekannya tulis, belum lagi tantangan sebagian besar asumsi mereka. "Mungkin bukan semut yang menemukan jamur itu, " saran Mueller sambil tersenyum masam. "Mungkin jamur yang menemukan semut."
Baik Schultz maupun Mueller menghargai kolaborator mereka yang terobsesi dengan jamur karena mengarahkan mereka pada gagasan bahwa jamur memperoleh keuntungan sebanyak dari hubungan dengan semut seperti halnya semut dari jamur. Dibawa oleh semut, dilindungi oleh mereka dan dirawat di taman raksasa, klon jamur menikmati kapasitas reproduksi jauh melampaui apa yang dapat mereka capai tanpa pengawasan. Lagipula, jamur yang hidup bebas sering ada hanya pada potongan kecil serasah daun, berkembang biak hanya sekali atau dua kali sebelum mati. Di dalam sarang, jamur menjadi, dalam pandangan Stephen Rehner, "abadi dibandingkan dengan salah satu kerabat liar mereka."
Mungkin jamur mengembangkan trik untuk menipu semut agar bergerak dan memanennya. Sekresi pada permukaan jamur dapat berfungsi seperti obat yang mengubah pikiran, menekuk semut untuk layanan jamur. “Saya pikir jamur lain terus berusaha memecahkan kode kimia yang membantu semut mengenali jamur kebun mereka, dengan mengatakan: 'Hei, saya merasakan dan mencium aroma yang benar! Anda tidak bisa menolak saya. Angkat aku dan bawa aku pulang, '"Schultz berspekulasi. "Jangan meremehkan kekuatan jamur, " kata Mueller.
Memang, sore berikutnya, Schultz kembali dari tamasya dengan bukti kekuatan yang mengesankan. Dia telah menemukan seekor semut hitam raksasa yang dikenal secara lokal sebagai bala — sengit, dengan sengatan kuat — menjepit bagian atas dahan semak. Itu kaku dan mati. Dari bagian belakang kepala semut, seekor sporofor berwarna cokelat tampak menonjol, seolah-olah dalam versi serangga dari film Alien . Jamur telah menginfeksi tubuh semut, tumbuh di dalam dan memakannya. Kemudian, melalui semacam katalis yang belum ditemukan, jamur itu rupanya mendesak semut untuk naik ke puncak cabang, di mana spora-sporanya dapat disebarkan untuk keuntungan maksimal. Di sana, sporofor tumbuh melalui kepala semut dan melepaskan sporanya.
Kembali ke jalan setapak dan di hutan, Schultz ambles, saku bajunya dan celana penuh dengan botol berisi alkohol. Dia berhenti di samping kayu, menendang kulitnya. Keluar setengah lusin Acromyrmex, pemotong daun yang sering membangun sarang mereka di kayu. Di bawah serangga yang khawatir itu ada kerusuhan mekar jamur cokelat dan cokelat. "Anda akan kagum pada berapa banyak kebun jamur di hutan, " kata Schultz. "Mereka ada di mana-mana."
Di seberang bukit, berlutut di tanah, ia memata-matai makhluk kecil berwarna debu dengan kepala yang goyah dan besar. Ini adalah Cyphomyrmex, di antara yang paling sedikit dipelajari dari attine. Schultz bersandar pada makhluk ini, tidak lebih besar dari koma, dan mengamatinya dengan cermat.
Penelitian lapangan di Amazon jauh lebih berantakan daripada analisis genetik mayat semut dalam kenyamanan laboratorium ber-AC Schultz di Washington, DC Tapi ini adalah satu-satunya cara "untuk mengalami biologi yang nyata, tanpa filter, " katanya. "Kerumitan itulah yang hampir dijamin untuk memberi Anda hadiah dengan sesuatu yang tidak Anda harapkan." Dalam menangani beberapa pertanyaan terbesar di kosmos, Schultz mengatakan ketika ia mempelajari gaya berjalan semut berkelok-kelok, yang terbaik adalah "berpikir kecil." Itulah yang hebat dari berada di sini. Berpikir kecil membuka segala macam kemungkinan. ”
