Di sebuah peternakan kopi Puerto Rico, para peneliti menemukan jaringan kekacauan yang mengejutkan antara semut dan lalat predator.
Tiga semut jenis Bersaing dalam pergeseran dalam siklus dominasi, tetapi ketika lalat menargetkan spesies terkuat, keseimbangan terbalik yang tidak terduga. Ayunan ini menciptakan osilasi liar di mana setiap spesies dapat naik ke atas.
Memahami Ekologi untuk Pestisida -Pertanian Gratis
Untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan penggunaan pestisida, para peneliti Universitas Michigan menekankan pentingnya memahami bagaimana fungsi sistem ekologis di lahan pertanian.
John Vandermeer dan Ivette Perfecto dari UM telah menerapkan dua teori ekologis untuk menjelaskan hubungan kompleks antara tiga spesies semut yang baru diperkenalkan dan lalat yang memangsa salah satu dari mereka. Di sebuah peternakan kopi di Puerto Riko, mereka menemukan bahwa semut dan predator penerbangan menciptakan apa yang oleh para ilmuwan menyebut pola kacau dalam pengertian klasik, di mana populasi alami naik dan turun berdasarkan interaksi yang bergeser dari berbagai organisme dalam sistem.
Ketidakstabilan ini berarti bahwa salah satu dari empat spesies serangga yang terlibat dapat dominan pada waktu yang berbeda. Jika petani dapat mengantisipasi semut mana yang akan mengarah, mereka mungkin dapat menggunakannya sebagai manajer hama alami. Studi ini, didukung oleh National Science Foundation, muncul di Prosiding Akademi Sains Nasional.
Memprediksi dominasi semut itu rumit
“Dua dari tiga spesies semut yang kami pelajari adalah agen yang sangat penting dari kontrol biologis dua hama penting dalam kopi,” kata Vandermeer, profesor ekologi dan biologi evolusi. “Kami ingin, atau petani ingin, untuk dapat memprediksi kapan semut akan ada di sana, dan kapan mereka tidak akan ada di sana. Dan ternyata prediksi seperti itu akan sangat sulit.”
Selama lebih dari tiga puluh tahun, Vandermeer dan Perfecto, seorang profesor di sekolah UM untuk lingkungan dan keberlanjutan, telah menyelidiki bagaimana semut berinteraksi dalam ekosistem pertanian. Tujuan jangka panjang mereka adalah untuk mengubah praktik pertanian, tetapi mereka berpendapat bahwa ini hanya mungkin setelah aturan ekologis yang mengatur sistem ini dipahami.
“Kami percaya bahwa sistem pertanian internasional saat ini dengan penggunaan pestisida dan bahan kimia tidak berkontribusi pada kesejahteraan siapa pun, terutama petani, dan sebenarnya berkontribusi sedikit terhadap perubahan iklim global,” kata Vandermeer. “Kami mengambil posisi yang memasukkan aturan ekologis ke dalam pengembangan bentuk -bentuk baru pertanian, kami perlu memahami apa aturannya dan bagaimana aturannya bekerja.”
Semut sebagai pengontrol hama utama di daerah tropis
Di daerah tropis, semut dominan, kata Vandermeer, dan sering terlibat dalam pertanian sebagai agen untuk mengendalikan hama. Tetapi menggunakan spesies semut untuk mengendalikan hama dapat rumit: dominasi semut yang digunakan sebagai kontrol biologis tergantung pada spesies semut lainnya – serta jenis serangga lainnya – hadir dalam sistem.
Dalam sistem ini, Vandermeer dan Perfecto memeriksa dua jenis perilaku ekologis: perilaku cyop loop intransitif dan koeksistensi yang dimediasi predator. Perilaku loop cyop intransitif berarti bahwa jika ada kelompok tiga spesies semut, semut mungkin dominan di atas semut B, semut B dapat mendominasi semut C, tetapi semut dapat mendominasi semut A.
Predator Fly mengguncang sistem
Ketika predator dilemparkan ke dalam campuran, dinamika ini menjadi lebih rumit. Di antara tiga spesies semut yang dipelajari oleh Vandermeer dan Perfecto, satu spesies dominan. Tapi lalat baru ini diperkenalkan ke mangsa semut dominan. Hubungan predator-nations ini tidak hanya mempengaruhi semut dominan, tetapi juga memiliki efek hilir pada dua spesies semut lainnya, yang memungkinkan salah satu dari empat spesies menjadi spesies dominan pada titik waktu yang berbeda. Ini adalah contoh koeksistensi yang dimediasi oleh predator.
Lilin dan dikurangi dari lalat predator dan target semut, serta perubahan dominasi pada spesies semut, yang disebut osilasi. Dengan tumpang tindih dan pemodelan kedua prinsip -prinsip ekologis yang berosilasi ini, para peneliti dapat memeriksa bagaimana prinsip -prinsip ini memperkenalkan kekacauan ke dalam sistem.
Peta kekacauan
Hasilnya … kacau. Tetapi dengan merencanakan dua perilaku berosilasi ini, para peneliti dapat melihat bahwa pada waktu -waktu tertentu, seluruh sistem terlihat seperti siklus predator predator, dan di lain waktu, sistem ini terlihat seperti osilasi loop intransitif.
Ini bisa berarti – secara teori – peneliti bisa mendapatkan jendela ketika setiap spesies serangga akan menjadi spesies yang dominan.
Komplikasi dalam Menerapkan Ekologi ke Pertanian
“Berita baiknya adalah bahwa pola -pola kacau serangga benar -benar sangat menarik dari pemahaman intelektual yang melekat. Berita buruknya adalah bahwa tidak sesederhana mungkin yang tampaknya mendasarkan praktik pertanian pada prinsip -prinsip ekologis karena prinsip -prinsip ekologis itu sendiri jauh lebih rumit daripada hanya menemukan racun yang membunuh bunga,” kata Vandermeer.
“Apa yang kami pikirkan, kami pikir, selama 30 tahun terakhir adalah beberapa komplikasi yang keluar jika Anda serius tentang menempatkan ekologi ke dalam operasi dasar sistem pertanian.”
Referensi: “Keystone Predator dan Keystone Intransitivity dan Penyelamatan Spesies Subdominan Kompetitif” oleh John Vandermeer dan Ivette Perfecto, 11 Agustus 2025, Prosiding Akademi Sains Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2421005122
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
