Polusi Ozon Mengganggu Komunikasi Pheromon dan Meningkatkan Hibridisasi pada Lalat Buah

Pheromon serangga adalah molekul bau yang digunakan untuk berkomunikasi antar sesama spesies. Pheromon seks sangat penting untuk perkawinan banyak serangga. Bau spesifik ini menarik jantan dan betina dari spesies yang sama dan membantu menjaga batas alami antar spesies.

blank

Pheromon serangga adalah molekul bau yang digunakan untuk berkomunikasi antar sesama spesies. Pheromon seks sangat penting untuk perkawinan banyak serangga. Bau spesifik ini menarik jantan dan betina dari spesies yang sama dan membantu menjaga batas alami antar spesies.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Nanji Jiang, Bill Hansson, dan Markus Knaden dari Max Planck Institute for Chemical Ecology menemukan bahwa kadar ozon yang tinggi mengganggu komunikasi kimia dalam spesies lalat. Ozon memecah ikatan kimia dalam pheromon serangga. Akibatnya, lalat jantan tidak dapat lagi membedakan antara betina dan jantan lainnya dan merayu kedua jenis kelamin.

Dalam studi terbaru mereka, para peneliti menyelidiki apakah kerusakan pheromon seks oleh ozon juga mempengaruhi batas perkawinan antar spesies yang berbeda. Mereka ingin tahu apakah kadar ozon yang tinggi menghilangkan batas perkawinan antar spesies dan apa konsekuensi dari hibridisasi (perkawinan silang) yang mungkin terjadi. Mereka menemukan bahwa bahkan kadar ozon yang sedikit tinggi, yang sering terjadi pada hari-hari musim panas, menyebabkan lalat lebih sering kawin silang dengan spesies yang terkait erat, yang dapat menyebabkan penurunan populasi serangga karena ketidaksuburan keturunan hibrida.

Perkawinan antar spesies terjadi di bawah kadar ozon yang tinggi. Para ilmuwan memilih empat spesies lalat dari genus Drosophila untuk eksperimen mereka. Drosophila melanogaster dan Drosophila simulans ditemukan di seluruh dunia, sementara Drosophila sechellia dan Drosophila mauritiana hanya ditemukan di Seychelles dan Mauritius. Keempat spesies ini menggunakan pheromon yang sangat mirip tetapi dicampur dengan cara yang spesifik untuk masing-masing spesies. Oleh karena itu, penting bagi tim peneliti untuk mengukur perubahan dalam campuran pheromon setelah terpapar ozon.

blank
Garis waktu eksperimen. Lalat yang terkena ozon dan kontrol dipaparkan selama 2 jam pada konsentrasi ozon masing-masing 100 ppb dan 5 ppb. Setelah itu, lalat betina individu dihadapkan dengan satu jantan intraspesifik dan satu jantan interspesifik selama enam jam. Keberadaan atau ketiadaan keturunan hibrida menunjukkan jantan mana yang berhasil kawin. Plot donat menunjukkan tingkat keberhasilan jantan konspecifik dan allospecifik yang terkena ozon (atas) dan kontrol (bawah) yang merayu betina D. melanogaster (b), D. mauritiana (c), D. simulans (d), atau D. sechellia (e). Ukuran sampel diberikan di tengah plot donat. Angka dalam segmen menunjukkan jumlah jantan yang berhasil. Segmen putih menunjukkan tidak ada jantan yang kawin dengan betina. Donat merah menunjukkan peningkatan signifikan dalam hibridisasi setelah paparan tingkat ozon yang tinggi. Uji Fisher dua ekor, *p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001.

Dalam eksperimen perkawinan, lalat-lalat tersebut dipaparkan selama dua jam pada konsentrasi ozon yang sering terjadi pada hari-hari panas di kota-kota. Para ilmuwan memberi kesempatan kepada betina yang siap kawin untuk memilih antara jantan dari spesies yang sama dan jantan dari spesies yang berbeda. Setelah beberapa jam, mereka memisahkan betina dari jantan dan membiarkan mereka bertelur. Untuk menentukan apakah betina telah kawin dengan jantan dari spesiesnya sendiri atau spesies lain, para peneliti menganalisis organ seksual keturunan jantan, karena spesies dan hibrida dapat dibedakan berdasarkan bentuk mereka. Hasil tes ini menunjukkan bahwa hibridisasi lebih sering terjadi di bawah pengaruh ozon, sementara hanya sedikit hibrida ditemukan ketika lalat hanya terpapar udara sekitar.

Lalat buah tidak hanya mengandalkan sinyal kimia untuk kawin, tetapi juga nyanyian spesifik spesies, yang mereka hasilkan dengan menggetarkan sayap mereka. Banyak spesies juga menggunakan sinyal visual untuk menarik pasangan kawin. Meskipun ada bantuan tambahan ini, kadar ozon yang tinggi tampaknya membuat beberapa lalat betina dalam studi ini tidak dapat membedakan antara sesama spesies dan jantan dari spesies lain.

Hibrida adalah jalan buntu dalam evolusi. Hibrida jantan pada lalat biasanya steril atau kurang subur dibandingkan non-hibrida. Keturunan hibrida jantan adalah investasi yang sia-sia bagi lalat dan dapat berkontribusi pada kepunahan populasi. Tidak seperti hibrida jantan, hibrida betina biasanya subur dan dalam beberapa kasus lebih disukai oleh jantan. Hibrida betina bisa menjadi sumber aliran gen yang berkelanjutan, yang dalam jangka panjang bisa menyebabkan munculnya spesies hibrida.

Genus Drosophila terdiri dari lebih dari 1500 spesies, dan diketahui bahwa lebih dari 100 pasang spesies yang terkait erat berpotensi hibridisasi. Oleh karena itu, tidak mustahil bahwa hibridisasi yang disebabkan oleh polutan pada beberapa pasangan spesies ini dapat menyebabkan spesiasi hibrida.

Referensi :

[1] https://www.ice.mpg.de/471225/PR_Jiang diakses pada 28 Juni 2024

[2] Nan-Ji Jiang, Xinqi Dong, Daniel Veit, Bill S. Hansson, Markus Knaden. Elevated ozone disrupts mating boundaries in drosophilid fliesNature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-47117-7

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *