Potensi Pengubah Permainan dalam Pengendalian Hama

Kafein meningkatkan efisiensi navigasi semut Argentina menuju umpan manis, sehingga menyarankan metode baru untuk meningkatkan efektivitas upaya pengendalian hama.

Penelitian terhadap semut Argentina menunjukkan bahwa kafein dapat meningkatkan efisiensi navigasi mereka menuju perangkap berumpan secara signifikan. Dengan menambahkan kafein ke dalam umpan manis, semut mengikuti jalur yang lebih langsung menuju imbalan, sehingga berpotensi membuat umpan menjadi lebih efektif. Peningkatan dalam pembelajaran dan navigasi ini dapat membantu mengendalikan serangan ini jenisyang telah terbukti tahan terhadap umpan tradisional karena daya serap yang buruk dan pengabaian umpan.

Potensi Manfaat Kafein dalam Pengendalian Hama

“Ide dari proyek ini adalah untuk menemukan cara kognitif agar semut mengonsumsi lebih banyak umpan beracun yang kami sediakan di lapangan,” kata Henrique Galante, penulis pertama studi tersebut dan ahli biologi komputasi di Universitas Regensburg. . “Kami menemukan bahwa kafein dalam dosis sedang justru meningkatkan pembelajaran—jika Anda memberi mereka sedikit kafein, hal itu akan mendorong mereka untuk mengambil jalan yang lebih lurus dan mampu mencapai hasil lebih cepat.”

Semut Argentina menimbulkan ancaman ekologi dan ekonomi yang signifikan di seluruh dunia. Metode pengendalian tradisional, terutama umpan beracun, sering kali gagal, kemungkinan besar karena rendahnya penggunaan umpan dan ditinggalkannya umpan. Dengan menambahkan kafein, yang diketahui dapat meningkatkan pembelajaran pada serangga lain seperti lebah madu dan lebah, para peneliti berharap dapat meningkatkan kemampuan semut untuk mengingat lokasi umpan dan mengarahkan kembali sarangnya.

“Kami mencoba membuat mereka lebih baik dalam menemukan umpan ini, karena semakin cepat mereka pergi dan kembali ke umpan tersebut, semakin banyak jejak feromon yang mereka temukan, semakin banyak semut yang datang, dan oleh karena itu, semakin cepat mereka menyebarkan racun ke dalam tubuh mereka. . koloni sebelum mereka menyadari bahwa itu adalah racun,” kata Galante.

Metodologi Penelitian

Di laboratorium, tim peneliti bereksperimen dengan berbagai konsentrasi kafein untuk mengamati pengaruhnya terhadap kemampuan semut menemukan dan mengunjungi kembali larutan gula. Mereka menyiapkan lingkungan pengujian menggunakan jembatan Lego dan selembar kertas A4 pada permukaan akrilik, di mana mereka menaruh tetes-tetes larutan sukrosa yang dicampur dengan jumlah kafein yang berbeda.

“Dosis terendah yang kami gunakan adalah yang Anda temukan pada tumbuhan alami, dosis tengah serupa dengan yang Anda temukan di beberapa minuman energi, dan jumlah tertinggi ditetapkan pada LD50 lebah—di mana separuh lebah diberi dosis ini. akan mati. —Jadi kemungkinan besar itu cukup beracun bagi mereka,” kata Galante.

Gambar ini menunjukkan sarang L. humile. Kredit: Laure-Anne Poissonnier

Dengan menggunakan sistem pelacakan otomatis, para peneliti memantau kecepatan semut dan kelurusan jalur mereka menuju dan dari hadiah gula. Penelitian tersebut melibatkan 142 semut, masing-masing diuji sebanyak empat kali. Semut diizinkan untuk menyimpan makanan yang telah mereka kumpulkan di antara percobaan, dan peneliti juga melepas dan mengganti selembar kertas sehingga semut tidak dapat mengikuti jejak feromon mereka kembali ke lokasi pemberian hadiah.

Hasil dan Pengamatan

Tanpa kafein, semut tidak belajar menavigasi ke lokasi hadiah dengan lebih cepat pada perjalanan mencari makan berikutnya, yang menunjukkan bahwa mereka tidak berhasil mengingat lokasi hadiah. Namun, semut yang terpapar kafein tingkat rendah dan sedang menunjukkan peningkatan efisiensi mencari makan, dengan pengurangan waktu per kunjungan masing-masing sebesar 28% dan 38%. Khususnya, dosis kafein tertinggi tidak menghasilkan efek yang sama.

Video ini menunjukkan bagaimana seekor semut dilacak. Kredit: Henrique Galante

Para peneliti menunjukkan bahwa kafein mengurangi waktu mencari makan semut dengan membuatnya lebih efisien, bukan membuatnya lebih cepat. Tidak ada pengaruh kafein terhadap kecepatan semut pada dosis berapa pun, namun semut yang menerima kafein dosis rendah hingga sedang melakukan perjalanan melalui jalur yang tidak terlalu berliku. “Apa yang kami lihat adalah mereka tidak bergerak lebih cepat, mereka hanya lebih fokus pada tujuan mereka,” kata Galante. “Ini menunjukkan bahwa mereka tahu kemana mereka ingin pergi, oleh karena itu mereka sudah tahu lokasi hadiahnya.”

Kafein tidak berdampak pada kemampuan semut untuk kembali ke rumah (seberapa efisien mereka melakukan perjalanan kembali ke sarang), meskipun jalur pulang mereka menjadi tidak terlalu berliku di setiap perjalanan, terlepas dari kafeinnya.

Implikasi dan Penelitian Masa Depan

Hasil yang menjanjikan menunjukkan potensi penggunaan kafein untuk meningkatkan penyerapan umpan dalam upaya mengendalikan populasi semut Argentina yang invasif. Penelitian lebih lanjut sedang dilakukan, dengan uji lapangan di Spanyol dan penelitian untuk menguji kemungkinan interaksi antara kafein dan umpan racun. Penelitian ini, yang baru-baru ini dipublikasikan di jurnal iSainsdapat membuka jalan bagi strategi yang lebih efektif untuk mengelola spesies invasif melalui modifikasi perilaku.

Referensi: “Paparan akut terhadap kafein meningkatkan pencarian makan pada semut invasif” oleh Henrique Galante, Massimo De Agrò, Alexandra Koch, Stefanie Kau dan Tomer J. Czaczkes, 23 Mei 2024, iSains.
DOI: 10.1016/j.isci.2024.109935

Penelitian ini didukung oleh Dewan Riset Eropa, Deutsche Forschungsgemeinschaft, dan Universitas Regensburg.