Serangga terbang menceritakan kisah migrasi jarak jauh

Perjalanan yang tepat waktu memastikan peluang makanan dan pembibitan

Setiap musim gugur, sepi gunung yang tenang di Pegunungan Alpen Swiss berubah menjadi serangga superhighway. Selama beberapa bulan, udara menebal karena jutaan lalat yang bermigrasi, ngengat dan kupu-kupu berjalan melalui celah sempit di pegunungan. Untuk Myles Menz, ini adalah kursi baris depan untuk salah satu gerakan terbesar di kerajaan hewan.

Menz, seorang ahli ekologi di Universitas Bern di Swiss, memimpin tim ilmuwan internasional yang turun selama beberapa bulan setiap tahun. Pada siang hari, mereka menyalakan instrumen radar dan menaikkan jaring jaring untuk melacak dan menangkap beberapa serangga yang berdengung di selatan. Saat matahari terbenam, mereka mengeluarkan minuman dan makanan ringan dan menunggu kehidupan nokturnal tiba. Saat itulah mereka memancing ngengat berbulu raksasa dari langit ke jaring pengambilan sampel, menjepit mereka seperti salmon dari sungai. "Saya suka di sana," kata Menz, dikutip dari sciencenews.org.

Dia suka pemandangan dan sains. Pass ini, yang dikenal sebagai Col de Bretolet, adalah situs lapangan ikonik di antara para ahli ekologi Eropa. Selama beberapa dekade, ahli ornitologi telah melacak burung yang bermigrasi. Menz melakukan pelacakan yang sama, tetapi kali ini, dia mengejar serangga yang menjadi tempat pesta burung.

Migrasi serangga, seperti serangga yang masuk melalui celah gunung Swiss, memberikan layanan ekosistem yang penting. Mereka menyerbuki tanaman dan tanaman liar dan hama pertanian gobble.

"Triliunan serangga di seluruh dunia bermigrasi setiap tahun, dan kami baru saja mulai memahami hubungan mereka dengan ekosistem dan kehidupan manusia," kata Dara Satterfield, seorang ahli ekologi di Smithsonian Institution di Washington, D.C.

Para ilmuwan seperti Menz sedang menyebar ke seluruh dunia untuk melacak kupu-kupu, ngengat, hoverflies dan serangga lain dalam perjalanan besar mereka. Di antara penemuan-penemuan baru: Kupu-kupu betina yang dicat mengatur perjalanan pulang-pergi mereka antara Afrika dan Eropa bertepatan dalam beberapa hari bunga-bunga pertama bunga favorit mereka. Hoverflies bernavigasi tanpa ragu-ragu di seluruh Eropa selama lebih dari 100 kilometer per hari, menenggak kutu daun yang mengisap jus dari tunas penghijauan. Terlebih lagi, beberapa hama pertanian yang merusak tanaman di Texas dan lahan pertanian AS lainnya sekarang terlihat menggunakan radar cuaca biasa, memberi petani kesempatan yang lebih baik untuk melawan hama.

Hingga saat ini, sebagian besar penelitian tentang migrasi hewan telah berfokus pada burung dan mamalia besar yang mudah dipelajari. Tetapi ahli entomologi mengatakan bahwa serangga juga dapat menerangi fenomena gerakan massa. “Bagaimana hewan-hewan ini menemukan jalan mereka melintasi skala besar semacam itu? Mengapa mereka melakukannya? ”Tanya Menz. "Ini sangat fantastis."

Untuk dunia yang lebih hangat
Hewan bermigrasi karena banyak alasan, tetapi tujuannya biasanya untuk makan, berkembang biak atau bertahan sepanjang tahun. Salah satu migrasi serangga paling terkenal, kupu-kupu raja Amerika Utara (Danaus plexippus), terjadi ketika hewan-hewan terbang ke selatan dari Amerika Utara bagian timur untuk menahan musim dingin di tempat yang lebih hangat di Meksiko. (Populasi kedua dari barat Amerika Utara overwinters di California.)

Di Taiwan, kupu-kupu gagak ungu (Euploea tulliolus) bermigrasi ke selatan dari bagian utara dan tengah pulau ke daerah Maolin yang lebih hangat setiap musim dingin, di mana massa kupu-kupu menarik kerumunan orang. wisatawan yang mencintai lepidopteran. Di Australia, ngengat bogong (Agrotis infusa) keluar dari musim panas dan kering di bagian timur negara itu dengan bepergian dalam miliaran untuk mendinginkan gua gunung di tenggara.

Migrasi bisa sangat sulit. Setiap musim semi, kupu-kupu wanita yang dicat (Vanessa cardui) bergerak keluar dari Afrika utara ke Eropa, melintasi Sahara yang keras dan kemudian Laut Mediterania sebelum menelusuri kembali rute di musim gugur. Karena masa hidup dewasa hanya sekitar sebulan, perjalanan adalah urusan keluarga: Hingga enam generasi diperlukan untuk melakukan perjalanan pulang pergi. Ini seperti menjalankan perlombaan lari estafet, dengan generasi kupu-kupu yang berturut-turut melewati jarak dengan ribuan kilometer.

Stefanescu, ahli kupu-kupu di Museum Ilmu Pengetahuan Alam di Granollers, Spanyol, telah melacak migrasi betina. Dia bergantung pada ilmuwan warga yang memperingatkannya ketika betina yang dengan warna oranye dan hitam tiba di halaman belakang, serta studi lapangan oleh kelompok ilmuwan. Pada 2014, 2015 dan 2016, Stefanescu memimpin ekspedisi musim gugur ke Maroko dan Aljazair untuk mencoba menangkap kembalinya para betina ke pangkalan musim dingin mereka.

Dengan mensurvei petak-petak di Afrika Utara, tim Stefanescu menegaskan bahwa para betina hampir menghilang dari daerah tersebut selama bulan-bulan musim panas yang panas dan kembali dalam jumlah besar pada bulan Oktober. Para hewan yang bermigrasi tiba kembali di Afrika tepat pada waktunya untuk memberi makan pada yellowhead palsu daisy (Dittrichia viscosa) dan bunga-bunga lainnya. Temuan ini memperjelas bagaimana kupu-kupu mampu mengatur waktu migrasi mereka untuk memanfaatkan sumber daya, Stefanescu melaporkan pada bulan Desember di Ekologi Entomologi.

Spesies serangga lainnya kurang terlihat memukau daripada betina berwarna, tetapi sama pentingnya dengan studi migrasi. Salah satu spesies model yang muncul adalah marmalade hoverfly (Episyrphus balteatus), yang bermigrasi dari utara ke selatan Eropa dan kembali setiap tahun.

Marmalade hoverflies memiliki sayap tembus pandang dan tubuh bergaris oranye dan hitam. Sebagai larva, mereka memakan kutu daun yang akan merusak tanaman. Sebagai orang dewasa, lalat yang terbang membantu menyerbuki tanaman. “Mereka berguna untuk banyak hal,” kata Karl Wotton, ahli genetika di Universitas Exeter di Inggris.

Wotton mulai berpikir tentang pentingnya migrasi serangga setelah 2011, ketika pengusir hama yang tertiup angin membawa virus eksotis ke Inggris selatan yang menyebabkan cacat lahir pada sapi di peternakan keluarganya. Penasaran, Wotton mendirikan kemah di sebuah tempat di Pyrenees di perbatasan Spanyol dan Prancis untuk mempelajari migrasi lalat. Kemudian dia mendengar bahwa Menz melakukan hampir persis jenis penelitian yang sama di Col de Bretolet dan lulus tetangga. Keduanya terhubung, cocok dan sekarang berkolaborasi di Pyrenees dan Alpen.

Disalurkan oleh topografi gunung yang tinggi, hoverflies meluncur melalui jalan-jalan seperti jam sibuk para penglaju melalui stasiun kereta api. "Kami berbicara tentang sejumlah besar serangga," kata Menz. Jutaan lalat melintasi jalur Swiss setiap tahun. Ekstrapolasi ke seluruh Eropa, Wootton memperkirakan bahwa banyak miliaran hoverflies mungkin bermigrasi. Serangga mengkonsumsi miliaran kutu daun yang seharusnya berpesta pada tanaman pertanian.

Sama mengejutkannya dengan migrasi ini, kebanyakan orang tidak pernah memperhatikannya. Hanya di lintasan-lintasan itu lalat-lalat menjadi nyata, aliran tubuh-tubuh mungil yang tak pernah berhenti berkilauan di cahaya gunung. Mereka menunggang dengan kecepatan tinggi dan meluncur rendah ketika angin melawan mereka. "Mereka terbang cepat dan rendah dan mereka tidak berhenti," kata Wotton. "Kupu-kupu semakin berbalik seperti di mesin pengering, tetapi hoverflies hanya menembak lurus."

Wotton, Menz dan koleganya menggunakan radar khusus ke atas untuk melacak sinyal yang memantulkan serangga yang melintas di atas. Para peneliti juga menggunakan perangkap untuk menangkap lalat individu untuk mengidentifikasi spesies yang lewat.

Dan mereka mempelajari navigasi dalam semacam simulator penerbangan hoverfly. Para peneliti menempelkan punggung lalat ke kepala pin dan melihat bagaimana lalat menavigasi ketika dipegang antara dua magnet. Tujuannya adalah untuk melihat apakah serangga menggunakan isyarat dari medan magnet Bumi untuk menemukan jalannya. Ditangguhkan antara magnet, serangga dapat bergerak bebas ke kiri atau ke kanan, memilih arah perjalanan mereka. Keseluruhan alat itu diapit dalam sebuah tong plastik buram sehingga lalat tidak dapat melihat isyarat visual dari pegunungan sekitarnya. Temuan awal menunjukkan bahwa lalat memang menemukan cara mereka menggunakan semacam kompas, Wotton dilaporkan di Denver pada bulan November 2017 pada pertemuan Entomological Society of America.

Musim demi musim, para peneliti membangun sensus hoverfly. Dengan membandingkan informasi tersebut dengan survei tahun 1960-an yang dilakukan di Col de Bretolet, tim berharap untuk menentukan apakah jumlah spesies telah berubah dari waktu ke waktu. Menz mengatakan: "Saya tidak akan terkejut jika mereka menolak."

Ahli entomologi lainnya telah mendokumentasikan tetesan tajam dalam jumlah serangga di seluruh Eropa. Pada bulan Oktober 2017, tim peneliti Belanda-Jerman-Inggris melaporkan dalam PLOS ONE bahwa total biomassa serangga yang dikumpulkan di 63 area perlindungan alam di Jerman selama 27 tahun telah turun lebih dari 76 persen.

Hoverflies juga bermigrasi di Amerika Utara, dengan cara yang jauh kurang dipahami daripada di Eropa. Bulan ini, Menz dan Wotton mengunjungi MontaƱa de Oro State Park di California's Central Coast, tempat tahun lalu seorang entomolog melaporkan menemukan migrasi hoverfly yang langka. Para peneliti berharap untuk melihat apakah hoverflies Amerika, mungkin spesies yang berbeda, bergerak dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh sepupu Eropa mereka.

Menukik
Tidak semua serangga yang bermigrasi bermanfaat. Beberapa adalah pembuat onar yang mengejar panen matang dengan musim. Petani dapat menyemprotkan pestisida begitu serangga tiba di ladang, tetapi mengetahui lebih banyak tentang kapan dan di mana mengharapkan makhluk dapat membantu penumbuh lebih baik mempersiapkan serangan gencar.

Radar cuaca - Data Doppler yang digunakan para ahli meteorologi untuk mengikuti hujan, hujan es dan salju dalam waktu dekat - mulai membantu. Sinyal radar memantulkan burung dan binatang lainnya terbang di udara. Dan meskipun banyak spesies serangga terlalu kecil untuk dideteksi dalam data radar Doppler, para peneliti menemukan cara baru untuk mengekstrak sinyal serangga dan melacak migrasi mereka ketika terjadi.

John Westbrook, seorang ahli meteorologi penelitian di Layanan Penelitian Pertanian Departemen Pertanian AS di College Station, Texas, telah menggunakan radar cuaca untuk mengikuti jalur terbang serangga di Amerika Serikat bagian selatan-tengah. Pecahnya tahun 1995 dari dua spesies ngengat yang bermigrasi - bit ulat grayak (Spodoptera exigua) dan looper kubis (Trichoplusia ni) - tanaman kapas yang hancur di Lembah Rio Grande Bawah Texas.

Westbrook baru-baru ini menggali data Doppler sejak tahun 1995 dan mampu mengambil sinyal dari dua spesies ini bergerak selama perjangkitan, Westbrook dan rekan USDA Ritchie Eyster menulis pada November 2017 di Aplikasi Penginderaan Jarak Jauh: Masyarakat dan Lingkungan.

"Wabah tidak dapat diprediksi," kata Westbrook. "Tapi radar cuaca dapat menunjukkan di mana mereka terjadi." Radar cuaca modern mengandung lebih banyak informasi daripada sistem 1995, ia mencatat - dan petani dapat menggunakan data itu untuk keuntungan mereka. Mereka mungkin memutuskan untuk menyemprot dengan berat di tempat sebagian besar serangga berkumpul sebelum menyebar. Atau para petani mungkin menyimpan pestisida jika suatu wabah yang sangat berbahaya sedang menuju ke arah mereka.

Cara lain untuk melacak serangga yang merusak adalah menggiling mereka dan menguji kimia dari jaringan mereka. Ketika ulat tumbuh, mereka mengambil ciri khas kimia dari lingkungan, dengan hidrogen, oksigen dan unsur-unsur lain yang diperbaiki dalam jaringan dalam jumlah yang bervariasi. Menganalisis rasio tersebut dapat mengungkapkan wilayah geografis asal seekor ulat.

Keith Hobson dari Western University di London, Kanada, dan rekannya telah mempelajari serangga hama yang dikenal sebagai ngengat ulat grayak sejati (Mythimna unipuncta). Ini perjalanan antara Kanada dan Amerika Serikat bagian selatan setiap tahun, merusak tanaman di sepanjang jalan. Namun para ilmuwan tidak yakin secara pasti di mana serangga tersebut berasal setiap tahun, sehingga lebih sulit untuk memikirkan bagaimana mengelola masalah dengan pestisida.

Dalam eksperimen baru, tim Hobson menangkap ngengat ulat grayak benar di Ontario sepanjang tahun dan menganalisis hidrogen yang tertahan di dalam sayap ngengat. Ngengat yang ditangkap di awal musim memiliki nilai yang mirip dengan yang terlihat di perairan Texas, sementara yang ditangkap di musim panas menunjukkan nilai yang lebih dekat ke perairan Kanada. Kebalikannya juga benar: Ngengat dewasa yang ditangkap di musim gugur di Texas memiliki nilai-nilai jenis Kanada.

Ini adalah bukti langsung pertama bahwa ngengat individu membuat perjalanan pulang pergi jarak jauh ini, para ilmuwan menulis pada Januari di Entomologi Ekologi. Penelitian lebih lanjut dapat mengungkapkan cara mengendalikan hama dengan lebih baik sepanjang musim tanam, dengan menunjukkan secara tepat dari mana serangga berasal dan seberapa jauh mereka akan melakukan perjalanan.

Massa yang bermigrasi
Untuk Menz, Wotton, Satterfield dan yang lain, tujuan utamanya adalah pergi dari mempelajari spesies individu untuk menyelidiki pertanyaan yang lebih luas tentang bagaimana dan mengapa hewan berpindah. Itu termasuk menjelajahi bagaimana serangga mengubah jaring makanan selama migrasi di seluruh lanskap.

Misalnya, kelelawar berekor Meksiko (Tadarida brasiliensis) di Texas dan Meksiko mencari makan untuk ngengat nokturnal, yang bermigrasi dalam lapisan yang sangat sempit di atmosfer berdasarkan pada bagaimana angin bertiup. "Ini seperti jaring makanan di langit," kata Jason Chapman, seorang ahli ekologi di Universitas Exeter. "Dapatkah kelelawar membaca pola cuaca dan memprediksi di mana serangga akan menjadi?"

Demikian pula, banyak capung yang mencoba untuk bermigrasi 3.500 kilometer atau lebih melintasi Samudera Hindia dari India ke Afrika Timur dan kembali setiap tahun, berkembang biak di kolam sementara yang dibuat oleh hujan monsun. Capung Amur falcon (Falco amurensis) membuat perjalanan serupa, di salah satu migrasi terpanjang untuk setiap raptor. Jika capung adalah alasan migrasi elang, maka serangga kecil adalah pemain utama dalam gerakan burung yang penting ini.

Serangga memerintah dunia migrasi berdasarkan angka-angka mereka. Dibandingkan dengan burung, mamalia dan hewan migran lainnya, serangga sejauh ini paling banyak. Sekitar 3,5 trilyun bermigrasi setiap tahun hanya di bagian selatan Inggris, sebuah studi radar tahun 2016 menyarankan. Itu berarti mayoritas migrasi tanah dibuat oleh serangga.

Kepada Aislinn Pearson, seorang entomolog di Rothamsted Research di Harpenden, Inggris, mempelajari serangga akan meningkatkan pemahaman ilmiah tentang bagaimana hewan mengalir di planet ini. “Dalam 10 tahun ke depan,” katanya, “banyak temuan kunci migrasi akan datang dari hewan-hewan kecil ini.”

Foto

WILL HAWKES, @HAWKES_WILL

0 komentar:

Post a Comment