Ilmuan Ungkap Bagaimana Sejarah Evolusi Dapat Memprediksi Dampak Penyerang Serangga

Ilmuan Ungkap Bagaimana Sejarah Evolusi Dapat Memprediksi Dampak Penyerang Serangga

Trubus.id -- Sekitar 450 spesies serangga pemakan tanaman non-asli hidup di hutan Amerika Utara. Sebagian besar makhluk-makhluk ini tidak berbahaya, tetapi sejumlah kecil kerusakan pada lingkungan baru mereka, menyerang pohon dan setiap tahun menyebabkan lebih dari $ 70 miliar kerusakan.

Masalahnya adalah, para ilmuwan sering tidak tahu serangga mana yang akan muncul sebagai penyerbu berbahaya berikutnya.

Sebuah tim yang dipimpin oleh University of Washington, yang mengambil sebagian besar sejarah evolusi interaksi serangga-tanaman, telah mengembangkan cara untuk memahami bagaimana serangga non-asli mungkin berperilaku di lingkungan baru mereka. Model tim, dijelaskan dalam sebuah makalah yang muncul 17 Oktober di jurnal Ecology and Evolution, dapat membantu rimbawan memprediksi invasi serangga mana yang akan bermasalah, dan membantu manajer memutuskan di mana mengalokasikan sumber daya untuk menghindari kematian pohon yang meluas.

"Apa yang membuat penjajah jahat begitu istimewa? Itu telah menjadi pertanyaan jutaan dolar, selama beberapa dekade," kata Patrick Tobin, seorang profesor di Sekolah Ilmu Lingkungan dan Hutan UW dan salah satu pemimpin proyek.

"Ini memiliki potensi untuk mengubah secara mendalam bagaimana kami memperkirakan dampak spesies non-asli dan memprioritaskan sumber daya terbatas yang digunakan untuk mengurangi dampak ini." terangnya lagi.

Model baru dapat dengan cepat mengevaluasi apakah serangga pendatang baru, bahkan sebelum tiba di sini, memiliki kemungkinan tinggi untuk membunuh populasi pohon Amerika Utara. Untuk menggunakan model, semua yang diperlukan adalah informasi tentang metode pemberian makan serangga (kayu, getah atau pengumpan daun, misalnya) dan pohon apa yang dimakannya di daerah asalnya. Model tersebut kemudian akan menentukan apakah ada pohon di Amerika Utara yang berisiko mati karenanya.

Tim peneliti fokus pada serangga non-asli yang memanfaatkan tumbuhan runjung Amerika Utara — pohon penghasil kerucut seperti pinus, cedar, cemara, dan cemara. Mereka mengidentifikasi hampir 60 serangga spesialis konifer ini, kemudian membangun basis data lengkap tentang masing-masing serangga, termasuk ciri-ciri sejarah kehidupan dan karakteristik pohon yang mereka serang. Enam serangga muncul sebagai "dampak tinggi," yang berarti mereka telah membunuh banyak pohon asli yang sehat.

Sebagai contoh, adelgid wol balsam — serangga tanpa sayap yang menyedot getah dari Eropa yang merundung dan membunuh pohon api — telah meninggalkan lebih dari 100.000 hektar pohon mati di Pasifik Barat Laut. Yang lain, skala pinus merah dari Asia, telah menghancurkan hutan-hutan New England dengan menghisap kulit pohon bagian dalam yang tipis.

Jadi apa yang menyebabkan beberapa serangga non-asli terpilih menjadi penyerbu paling merusak?

"Di masa lalu, penelitian telah berfokus pada aspek serangga itu sendiri, tetapi kami menyadari bahwa itu tidak terjadi sama sekali," kata pemimpin penulis Angela Mech, yang menyelesaikan pekerjaan ini sebagai peneliti postdoctoral di UW.

Apakah serangga non-asli memegang dan menjadi destruktif lebih berkaitan dengan sejarah evolusi antara pohon inang baru (Amerika Utara) dan pohon inang asli serangga dari daerah asalnya, Mech menjelaskan. Alat molekuler yang memungkinkan para ilmuwan untuk membangun filogeni (atau peta) komprehensif tentang bagaimana spesies pohon berevolusi adalah kunci terobosan tim.

Sebagai contoh, jika pohon pinus di Asia dan lainnya di Amerika Utara berbeda puluhan juta tahun yang lalu, pinus Amerika Utara kemungkinan tidak akan mempertahankan pertahanan terhadap serangga yang hanya hidup dengan pinus di Asia. Sebagai alternatif, dua pinus di kedua benua yang memiliki sejarah evolusi lebih dan berbeda belakangan ini mungkin masih memiliki pertahanan yang sama.

Model baru ini membantu mengidentifikasi "badai sempurna" evolusi untuk tumbuhan runjung, di mana serangga invasif masih mengakui pohon baru sebagai sumber makanan, tetapi pohon itu tidak memiliki pertahanan yang memadai untuk menjaga penyerang tetap terkendali.

"Apa yang kami lakukan hanya dalam dua tahun adalah apa yang bisa mengambil satu orang karir mereka untuk menjawab, tetapi untuk memiliki 15 orang dengan wawasan dan berbagi keahlian, itulah yang benar-benar mengarah pada apa yang dapat kami capai," kata Mech, yang akan melanjutkan pekerjaan ini sebagai asisten profesor di Universitas Maine.

Para peneliti sedang membangun basis data dan model serupa untuk serangga non-asli yang memanfaatkan pohon kayu keras, seperti maple, oak, dan abu. Database pohon konifer dan pohon kayu keras akan tersedia untuk umum bagi para ilmuwan lain untuk digunakan.

Mereka juga bermitra dengan Davey Tree Expert Company untuk mengembangkan aplikasi seluler yang dapat digunakan oleh seorang rimbawan untuk menentukan potensi ancaman serangga jika spesies pohon ditanam di lokasi tertentu. [RN]