Semut mengandalkan indera penciuman yang luar biasa untuk membangun dan mengatur masyarakatnya. Masing-masing neuron mereka hanya dapat mendeteksi satu aroma tertentu, sebuah aturan yang menjaga pesan kimiawi mereka tetap jelas. Para ilmuwan yang mempelajari semut perampok klonal kini telah menemukan cara kerjanya: setiap neuron mengaktifkan satu gen bau sambil membungkam gen lainnya. (…)

RisalahPos.com Network

Tujuh puluh sembilan persen dari endemik jenis menunjukkan penurunan, menggarisbawahi bagaimana keanekaragaman hayati pulau yang rapuh dalam menghadapi perubahan ekosistem.

Serangga memainkan peran penting dalam ekosistem, dari tanaman penyerbukan hingga mendorong dekomposisi dan mempertahankan siklus nutrisi. Keragaman dan kelimpahan mereka sangat penting untuk stabilitas ekologis, namun bukti baru -baru ini dari penurunan luas telah menimbulkan kekhawatiran serius tentang bagaimana serangga beradaptasi dengan tekanan lingkungan modern. Menentukan apakah penurunan ini mencerminkan tren jangka panjang adalah kunci untuk strategi konservasi global dan untuk mengungkap penyebab apa yang disebut “kiamat serangga.”

Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Sainspara ilmuwan dari Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) menerapkan pendekatan genomik komunitas untuk menyelidiki populasi semut di Fiji sebagai model untuk keanekaragaman hayati serangga yang lebih luas. Dengan mengurutkan genom dari spesimen museum, mereka merekonstruksi sejarah evolusioner semut, dilacak ketika spesies pertama kali menjajah pulau-pulau, dan memeriksa dinamika populasi jangka panjang.

Pemantauan konservasi sering menekankan hewan dan ekosistem karismatik yang besar yang lebih mudah disurvei, seperti daerah beriklim sedang. Namun banyak serangga yang diyakini mengalami penurunan tajam, dan ekosistem pulau – kaya pada spesies unik – sangat rentan. Evan Economo, Profesor di OIST dan University of Maryland dan penulis senior penelitian ini, menjelaskan, “Mungkin sulit untuk memperkirakan perubahan historis pada populasi serangga, karena dengan sedikit pengecualian, kami belum secara langsung memantau populasi dari waktu ke waktu. Kami mengambil pendekatan baru untuk menganalisis genom yang memakan banyak spesies dalam paralel dari spesimen museum. Baru -baru ini. perubahan di seluruh komunitas. “

Temuan tim sangat mencolok: 79% dari spesies semut endemik Fiji – yang tidak ditemukan di tempat lain – menunjukkan tanda -tanda penurunan, dengan waktu pengurangan ini selaras dengan kedatangan manusia di pulau -pulau. Sebaliknya, spesies semut non-asli yang diperkenalkan oleh orang-orang berkembang pesat. Sebagian besar penurunan tampaknya telah meningkat dalam beberapa ratus tahun terakhir, bertepatan dengan kontak Eropa, penjajahan, perdagangan global, dan penyebaran pertanian modern.

Pendekatan di seluruh komunitas

Dengan berfokus pada kepulauan Fiji, sebuah wilayah yang memiliki minat jangka panjang bagi para peneliti, mereka dapat memperoleh tinjauan umum yang luas dan komprehensif dari perubahan populasi dan sejarah kolonisasi dari hampir semua spesies semut yang berbeda di wilayah tersebut. “Ditutup, ekosistem yang terisolasi, pulau -pulau diharapkan merasakan dampak dampak manusia lebih cepat, sehingga mereka adalah semacam kenari di tambang batu bara,” kata Dr. Cong Liu, penulis pertama pada makalah ini.

Namun, mempelajari populasi pulau tropis bukan tanpa tantangan. Seringkali, kerja lapangan bisa sangat sulit, dan tidak mudah untuk melakukan survei berkelanjutan. Oleh karena itu, alih-alih mengandalkan pemantauan lapangan real-time, di sini tim menggunakan koleksi museum yang dibangun selama beberapa dekade kerja lapangan, termasuk upaya pengumpulan tim sebelumnya dan yang oleh ahli entomologi lainnya.

Museumomik: merekonstruksi kolonisasi semut

Salah satu tantangan menggunakan koleksi museum adalah itu DNA menurun seiring waktu. Oleh karena itu, para peneliti harus menggunakan metode sekuensing khusus (museumomik) untuk membandingkan fragmen kecil DNA. Dalam penelitian ini, mereka mengurutkan sampel genom dari ribuan semut dari lebih dari seratus spesies semut yang dikonfirmasi.

Dengan menggunakan data ini, mereka mengidentifikasi 65 contoh terpisah (peristiwa kolonisasi) di mana spesies semut baru datang ke pulau itu. Ini berkisar dari penjajahan alami (yaitu kedatangan semut tanpa keterlibatan manusia) jutaan tahun yang lalu, hingga pengantar manusia baru -baru ini setelah Fiji menjadi bagian dari jaringan perdagangan global.

Membangun pada sejarah ini, para peneliti dapat menggunakan model genetika populasi mereka untuk mengidentifikasi kenaikan atau penurunan populasi kelompok semut yang berbeda di seluruh kepulauan Fiji, mencatat penurunan spesies endemik, serta peningkatan dramatis populasi spesies non-asli dalam beberapa tahun terakhir.

Spesies endemik pulau sering kali mengembangkan sifat -sifat yang membuatnya peka terhadap perubahan lingkungan, termasuk kedatangan spesies baru yang merusak. “Sebagian besar kepunahan yang direkam secara historis berasal dari sistem pulau,” tambah Dr. Liu.

Melampaui Kepulauan

Tim berharap bahwa pekerjaan ini dapat bertindak sebagai inspirasi bagi pekerjaan di masa depan untuk terus membangun pemahaman ilmiah tentang populasi serangga, dan untuk menginformasikan upaya konservasi. “Studi ini juga menyoroti pentingnya keanekaragaman hayati dan koleksi museum,” jelas Profesor Alexander Mikheyev dari Universitas Nasional Australiaseorang penulis senior dalam penelitian ini. “Seiring dengan berkembang kotak alat ilmiah kami, ada semakin banyak informasi yang dapat kami tangkap dari koleksi keanekaragaman hayati, jadi penting bagi kami untuk terus berinvestasi dalam dan mempertahankan sumber daya vital ini.”

Tim juga mencari ke dalam hal ini secara lokal, untuk mengukur keanekaragaman hayati populasi serangga Okinawa secara real-time melalui pemantauan akustik dan perangkap sebagai bagian dari Jaringan Pengamatan Lingkungan Okinawa (Okeon).

“Serangga sangat penting untuk lingkungan,” menekankan Prof. Economo. “Sebagai ilmuwan, kita perlu memainkan peran kita dalam perlindungan mereka, dan menyediakan serta menganalisis data yang relevan untuk memastikan integritas jangka panjang dari ekosistem kita.”

Reference: “GENOMIC SIGNAUTures indicated Biodiversity Loss in An Endemic Island Ant Fauna” by Cong Liu, Eli Sarnat, Jo Ann Tan, Julia Janicki, John Deyrup, Masako Ogasawara, Miquel L. Grau, Lijun Qiu, Francisco Hita Garcia, Georg Fischer, Akanisi Caginitoba, Narula, Clive T. Darwell, Yasuhiro Kubota, Naomi E. Pierce, Alexander S. Mikheyev dan Evan P. Economo, 11 September 2025, Sains.
Doi: 10.1126/science.ads3004

Pendanaan: Okinawa Institut Sains dan Teknologi Universitas Pascasarjana, Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains, Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains, Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains, Museum Zoologi Komparatif, Universitas Harvard

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Ants Weaver telah menguasai peretasan kerja tim yang tidak pernah bisa dilakukan manusia: mereka benar -benar bekerja lebih keras seiring bertambahnya tim mereka.

Alih -alih mengendur seperti orang -orang dalam kelompok besar, semut -semut ini menggandakan kekuatan penarik mereka dengan memisahkan peran – beberapa penahan sementara yang lain menarik. Para ilmuwan menyebutnya “force ratchet,” sebuah strategi yang membuat rantai mereka lebih kuat dengan setiap anggota baru.

Tim semut menentang masalah kuno

Semut Weaver tampaknya telah memecahkan tantangan kerja tim yang telah merepotkan orang selama berabad -abad: ketika kelompok manusia menjadi lebih besar, individu biasanya berusaha lebih sedikit. Temuan baru dilaporkan di Biologi Saat Ini mengungkapkan bahwa semut penenun melakukan yang sebaliknya, dengan masing -masing semut menjadi lebih kuat saat kelompok mengembang.

Penurunan upaya manusia ini pertama kali dijelaskan oleh insinyur Prancis Max Ringelmann pada tahun 1913. Dalam percobaan mengukur siswa menarik tali, ia menemukan bahwa meskipun kekuatan penarik total meningkat ketika lebih banyak peserta bergabung, upaya individu dari setiap orang menurun.

Pengamatan Ringelmann sejak itu telah terlihat dalam pengaturan yang tak terhitung jumlahnya, dari komite kantor hingga tim olahraga. Namun menurut ahli ekologi perilaku Madelyne Stewardson dari Macquarie University, yang memimpin studi baru-baru ini, Ants Weaver meningkatkan pembangunan sarang koperasi mereka karena lebih banyak anggota bergabung dalam upaya tersebut.

Mengungguli efek ringelmann

“Setiap semut individu hampir menggandakan kekuatan penarik mereka karena ukuran tim meningkat – mereka benar -benar menjadi lebih baik dalam bekerja sama saat kelompok menjadi lebih besar,” kata Ms. Stewardson.

Penelitian menunjukkan bahwa semut ini membentuk tim yang sangat efisien di mana individu meningkat, daripada mengurangi, kontribusi mereka saat kelompok berkembang.

Semut penenun (Oecophylla Smaragdina) adalah serangga kecil yang tinggal di pohon yang hidup di daerah tropis Afrika, Asia, dan Australia. Mereka terkenal karena membangun sarang udara dengan menghubungkan tubuh mereka ke dalam rantai untuk melipat daun dan mengikat mereka bersama dengan sutra yang diproduksi oleh larva mereka.

Mengukur kekuatan semut dalam aksi

Stewardson dan Ekologi Perilaku dan Pengawas Rekan penulis Dr. Chris Reid dari Sekolah Ilmu Pengetahuan Alam Macquarie bekerja dengan tim internasional untuk mengukur dan menganalisis pasukan yang dapat diterapkan oleh tim semut berukuran berbeda saat membangun sarang mereka.

Para peneliti mengatur eksperimen yang memikat koloni semut penenun untuk membentuk rantai penarik untuk memindahkan daun buatan yang terhubung ke meter gaya.

“Semut membagi pekerjaan mereka menjadi dua pekerjaan: beberapa secara aktif menarik sementara yang lain bertindak seperti jangkar untuk menyimpan kekuatan menarik itu,” kata Stewardson.

Bagaimana ratchet force bekerja

Penulis co-lead Dr. Daniele Carlesso dari University of Konstanz dan Max Planck Institute of Animal Behavior di Jerman, yang adalah mahasiswa PhD di Macquarie selama penelitian, mengatakan tim mengembangkan teori yang disebut ‘Force Ratchet’ untuk berhipotesis bagaimana cara kerjanya.

“Pekerjaan yang dilakukan setiap semut tergantung pada posisinya dalam rantai,” kata Dr. Carlesso. “Semut di belakang rantai meregangkan tubuh mereka untuk menahan diri dan menyimpan kekuatan penarik, sementara semut di bagian depan terus menarik secara aktif.”

“Tidak ada yang melihat menggunakan metode yang sama seperti yang digunakan oleh semut untuk menghasilkan kekuatan dalam kawanan robot multi-kaki, tetapi kami berencana untuk melakukan ini.”

Dr. David Labonte dari Imperial College Londonrekan penulis di atas kertas, mengatakan tim menemukan metode ini adalah kunci untuk meningkatkan kontribusi per individu karena tim semakin besar.

“Rantai semut yang lebih panjang memiliki lebih banyak cengkeraman di tanah daripada semut tunggal, sehingga mereka dapat lebih baik menahan kekuatan daun yang menarik ke belakang,” kata Dr. Labonte.

“Rantai panjang secara efektif menyimpan kekuatan penarik dari semut individu dalam gesekan – bersama -sama, tim tampaknya bekerja seperti ratchet.”

Dari bukit semut ke laboratorium robotika

Dr. Reid mengatakan selain menyampaikan wawasan yang menarik tentang dunia alami, penemuan ini juga dapat membantu para ilmuwan merancang tim robot yang lebih baik.

Saat bekerja dalam tim, robot saat ini hanya dapat menghasilkan kekuatan yang sama yang mereka lakukan ketika sendirian, mencapai peningkatan linear dalam output kekuatan. Ants Weaver menunjukkan ada potensi lebih banyak.

“Tidak ada yang melihat menggunakan metode yang sama seperti yang digunakan oleh semut untuk menghasilkan kekuatan di segerombolan robot berkaki multi-kaki, tetapi kami berencana untuk melakukan ini,” kata Dr. Reid.

Pekerjaan terkait telah menunjukkan bahwa robot dengan lebih banyak kaki di tanah, yang terinspirasi oleh milipedes, dapat berkinerja lebih baik di medan yang kompleks.

“Robot pemrograman untuk mengadopsi strategi koperasi yang terinspirasi Ant, seperti The Force Ratchet, dapat memungkinkan tim robot otonom untuk bekerja sama lebih efisien, mencapai lebih dari jumlah upaya masing-masing,” kata Dr. Reid.

Referensi: “Kerja tim yang supereefisien di Ants Weaver” oleh Madelyne Stewardson, Daniele Carlesso, David Labonte dan Chris R. Reid, 12 Agustus 2025, Biologi Saat Ini.
Doi: 10.1016/j.cub.2025.07.038

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Di sebuah peternakan kopi Puerto Rico, para peneliti menemukan jaringan kekacauan yang mengejutkan di antara semut dan lalat predator.

Tiga semut jenis Bersaing dalam pergeseran siklus dominasi, tetapi ketika lalat menargetkan spesies terkuat, keseimbangan terbalik secara tidak terduga. Ayunan ini menciptakan osilasi liar di mana setiap spesies dapat naik ke atas.

Memahami ekologi untuk pertanian bebas pestisida

Untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan penggunaan pestisida, para peneliti Universitas Michigan menekankan pentingnya memahami bagaimana fungsi sistem ekologis di dalam lahan pertanian.

John Vandermeer dan Ivette Perfecto dari UM telah menerapkan dua teori ekologis untuk menjelaskan hubungan kompleks antara tiga spesies semut dan lalat yang baru diperkenalkan yang memangsa salah satu dari mereka. Di sebuah peternakan kopi di Puerto Riko, mereka menemukan bahwa semut dan predator terbang menciptakan apa yang oleh para ilmuwan menyebut pola kacau – chaos dalam pengertian klasik, di mana populasi alami naik dan turun berdasarkan interaksi bergeser dari berbagai organisme dalam sistem.

Ketidakstabilan ini berarti bahwa salah satu dari empat spesies serangga yang terlibat dapat menjadi dominan pada waktu yang berbeda. Jika petani dapat mengantisipasi semut mana yang akan memimpin, mereka mungkin dapat menggunakannya sebagai manajer hama alami. Studi ini, didukung oleh National Science Foundation, muncul di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.

Memprediksi dominasi semut itu rumit

“Dua dari tiga spesies semut yang kami pelajari adalah agen yang sangat penting dari kontrol biologis dari 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 berada di sana. Dan ternyata prediksi semacam itu akan sangat sulit.”

Selama lebih dari tiga puluh tahun, Vandermeer dan Perfecto, seorang profesor di Sekolah U-M untuk Lingkungan dan Keberlanjutan, telah menyelidiki bagaimana semut berinteraksi dalam ekosistem pertanian. Tujuan jangka panjang mereka adalah untuk membentuk kembali 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 terhadap kesejahteraan siapa pun, terutama petani, dan sebenarnya berkontribusi cukup sedikit terhadap perubahan iklim global,” kata Vandermeer. “Kami mengambil posisi bahwa untuk memasukkan aturan ekologi ke dalam pengembangan bentuk -bentuk baru pertanian, kami perlu memahami apa aturan itu dan bagaimana aturan itu bekerja.”

Semut sebagai pengontrol hama utama di daerah tropis

Di daerah tropis, semut dominan, kata Vandermeer, dan sering terlibat dalam pertanian sebagai agen mengendalikan hama. Tetapi menggunakan spesies semut untuk mengendalikan hama bisa rumit: dominasi semut yang digunakan sebagai kontrol biologis tergantung pada spesies semut lain – serta jenis serangga lainnya – ada dalam sistem.

Dalam sistem ini, Vandermeer dan Perfecto memeriksa dua jenis perilaku ekologis: perilaku siklik loop intransitif dan koeksistensi yang dimediasi predator. Perilaku siklik loop intransitif berarti bahwa jika ada sekelompok tiga spesies semut, semut mungkin dominan di atas semut B, semut B mungkin mendominasi semut C, tetapi semut C 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 Vandermeer dan Perfecto, satu spesies dominan. Tetapi fly yang baru -baru ini diperkenalkan memangsa semut dominan. Hubungan predator-mangsa ini tidak hanya mempengaruhi semut dominan, tetapi juga memiliki efek hilir pada dua spesies semut lainnya, memungkinkan salah satu dari empat spesies menjadi spesies dominan pada titik waktu yang berbeda. Ini adalah contoh koeksistensi yang dimediasi predator.

Lilin dan berkurang dari lalat predator dan target semutnya, serta perubahan dominasi pada spesies semut, disebut osilasi. Dengan tumpang tindih dan memodelkan kedua prinsip ekologis yang berosilasi ini, para peneliti dapat memeriksa bagaimana prinsip -prinsip tersebut memperkenalkan kekacauan ke dalam sistem.

Memetakan kekacauan

Hasilnya … kacau. Tetapi dengan merencanakan kedua perilaku berosilasi ini, para peneliti dapat melihat bahwa pada waktu-waktu tertentu, seluruh sistem tampak seperti siklus pemangsa predator, dan di waktu lain, sistem tampak seperti osilasi loop intransitif.

Ini bisa berarti – dalam teori – para peneliti bisa mendapatkan jendela ketika setiap spesies serangga akan menjadi spesies dominan.

Komplikasi dalam Menerapkan Ekologi untuk Pertanian

“Berita baiknya adalah bahwa pola -pola kacau serangga benar -benar sangat menarik dari pengertian intelektual yang melekat. Kabar buruknya adalah bahwa itu tidak sesederhana mungkin yang tampaknya mendasarkan praktik pertanian pada prinsip -prinsip ekologis karena prinsip -prinsip ekologis itu sendiri jauh lebih rumit daripada sekadar menemukan racun yang membunuh penipis,” kata Vandermeer.

“Apa yang kami pikirkan, kami pikir, selama sekitar 30 tahun terakhir adalah beberapa dari komplikasi yang keluar jika Anda serius tentang menempatkan ekologi ke dalam operasi dasar sistem pertanian.”

Referensi: “Keystone Predator dan Keystone Intransitivity dan Penyelamatan Spesies Subdominant yang Kompetitif” oleh John Vandermeer dan Ivette Perfecto, 11 Agustus 2025, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2421005122

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Pencitraan fosil semut berusia 113 juta tahun mengungkapkan mandibula yang kompleks dan khusus, menunjukkan sifat predator canggih jauh lebih awal dalam evolusi semut dari yang diharapkan. Semut neraka berusia 113 juta tahun yang pernah dihuni Brasil timur laut sekarang diakui sebagai spesimen semut tertua yang pernah ditemukan, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Current Biology. Diawetkan di batu kapur, semut (…)

RisalahPos.com Network

Eksperimen Weizmann Institute menemukan bahwa kerja sama terbukti lebih efektif bagi semut dibandingkan manusia. Siapa pun yang pernah berurusan dengan semut di dapur tahu bahwa mereka adalah makhluk yang sangat sosial; jarang sekali melihatnya sendiri. Demikian pula, manusia adalah makhluk sosial, meskipun sebagian dari kita menikmati kesendirian. Semut dan manusia adalah (…)

RisalahPos.com Network

Related

Kawanan robot mikro yang dikembangkan di Korea Selatan melakukan tugas-tugas seperti mengangkut benda dan membuka sumbatan tabung menggunakan medan magnet. Terinspirasi oleh semut, robot-robot ini menjanjikan aplikasi medis namun memerlukan kemajuan otonomi lebih lanjut. Para ilmuwan di Korea Selatan telah mengembangkan sekumpulan robot magnetis kecil yang bekerja sama seperti semut untuk mencapai prestasi yang sangat besar, termasuk melintasi dan mengambil (…)

RisalahPos.com Network

Related

Sebuah studi baru menemukan bahwa semut attine mengembangkan adaptasi struktural terhadap bakteri inang, khususnya Pseudonocardia, yang membantu budidaya jamur mereka. Sebuah penelitian mengeksplorasi evolusi bakteri menguntungkan yang berada di dalam dan di permukaan semut peternakan. Semut Attine terlibat dalam hubungan mutualistik dengan membudidayakan jamur, salah satu simbiosis yang paling banyak dipelajari di (…)

RisalahPos.com Network

Related

Semut telah membudidayakan jamur segera setelah asteroid memicu kepunahan massal 66 juta tahun yang lalu, menurut sebuah penelitian yang menganalisis data genetik untuk mengeksplorasi pertanian kuno ini, yang berpotensi memberikan pelajaran untuk praktik berkelanjutan. Manusia mulai bertani ribuan tahun yang lalu, namun sebuah studi baru yang ditulis bersama oleh dua profesor LSU mengungkapkan bahwa (…)

RisalahPos.com Network

Related