September 29, 2022

Kapan Lagria kumbang, genus serangga berbulu halus berwarna kuningan yang hidup di tanaman kedelai, bertelur, mereka melindunginya dengan jus khusus. Seperangkat kelenjar oleh organ reproduksi ibu mengolesi kopling dengan bakteri simbiosis. Saat telur tumbuh, bakteri menguntungkan menghasilkan bahan kimia yang melawan jamur dan mikroba berbahaya lainnya, seperti krim antijamur buatan sendiri.

Ketika bayi-bayi itu menetas menjadi larva, mereka akan membawa bakteri itu selama sisa hidup mereka, dan betina akan meneruskannya ke telur mereka sendiri. Tetapi kumbang Lagria mengalami metamorfosis: Mereka akan menghilang menjadi kepompong, dan muncul dengan tubuh yang sama sekali baru. Jadi bagaimana mereka mempertahankan pasangan bakteri mereka selama transformasi? Menurut sebuah penelitian yang diterbitkan minggu ini di jurnal Perbatasan dalam Fisiologidua spesies Lagria larva telah mengembangkan “kantong” di punggung mereka, yang menyimpan bakteri melalui kerusakan metamorfosis.

Video milik LV Flórez, RS Janke, S Moog, B Weiss, M Kaltenpoth

Banyak serangga bergantung pada mikroba untuk pertahanan, atau bahkan untuk mengatur perilaku mereka. Jadi mereka telah berulang kali mengembangkan alat untuk membawa pasangan itu melalui kehidupan. “Ada banyak struktur unik [for carrying symbionts],” kata Rebekka Janke, penulis utama studi tersebut, dan seorang mahasiswa doktoral bidang ekologi di Johannes Gutenberg University of Mainz di Jerman. Spesies tawon pemangsa, yang disebut beewolf, menginokulasi keturunannya dengan bakteri yang tersimpan di antenanya. Kumbang penggulung daun menyelipkan bakteri ke dalam kantong di perut mereka. “Tapi ini selalu dalam tahap dewasa,” kata Janke. Pada serangga lain, larva bahkan menyimpan bakteri mereka di lingkungan, dan mengambilnya lagi nanti saat dewasa. “Tapi kumbang Lagria tidak membutuhkan tempat berlindung, atau di mana pun untuk menyimpannya. Mereka selalu memilikinya bersama mereka.”

See also  Dapatkan pelatihan keamanan siber yang mengubah hidup seharga $69

[Related: Bees make more friends when they’re full of healthy gut bacteria.]

“Ini adalah contoh yang bagus tentang bagaimana inang berinovasi untuk mendukung mitra mikroba mereka,” kata Tobin Hammer, yang meneliti simbiosis di University of California di Irvine dan tidak terlibat dalam makalah ini. “Simbion seperti ini dapat memberikan layanan yang berguna bagi host, tetapi mereka juga cenderung rapuh.”

Mempelajari bakteri kumbang Lagria, yang disebut Burkholderia, sangat menantang, karena para peneliti tidak dapat menumbuhkan bakteri di laboratorium. “Pengawas saya mencoba berkultivasi [the symbiont], saya mencoba berkultivasi, dan kemudian dua siswa lainnya mencoba berkultivasi, dan kami memiliki gelar Ph.D. siapa yang mencoba sekarang,” kata Janke. Jadi, sebagai gantinya, mereka menempatkan manik-manik mikroskopis bercahaya di dalam kantong yang bisa mereka amati sepanjang siklus hidup serangga.

Saat akan bermetamorfosis, larva kumbang Lagria bersembunyi di serasah daun di bawah tanaman kedelai. Selama sekitar enam hari, “mereka hanya berbaring, dan mereka masih relatif keputihan,” kata Janke. “Mereka tidak memiliki kepompong, hanya sedikit licin.” Di dalam, mereka menumbuhkan kaki, alat kelamin, dan sayap. Tetapi ketika transformasi itu terjadi, kantong-kantong tetap ada di bagian luar kepompong, melindungi pasangan bakteri. Ketika kumbang dewasa berbentuk penuh, bagian belakang kepompong terbelah, tepat di sepanjang garis yang membawa bakteri. “Kumbang kemudian merangkak keluar, dan simbion kemudian dipindahkan ke seluruh tubuh.”

Janke mengatakan tidak jelas bagaimana bakteri, yang tidak memiliki cara yang jelas untuk bergerak sendiri, kemudian akhirnya menjajah kelenjar betina dewasa. Tetapi fakta bahwa mikroba sangat tidak bergerak, dan sangat menantang untuk berkembang biak di mana saja kecuali di dalam kumbang, menunjukkan bahwa sementara kumbang telah membentuk tubuh mereka untuk membawa bakteri, sahabat kecil ini tumbuh sepenuhnya bergantung pada habitat yang disediakan kumbang. “Eksperimen penulis menggunakan manik-manik lateks menunjukkan seberapa besar tuan rumah bertanggung jawab atas ke mana simbion pergi, dan kapan,” catat Hammer.

See also  Mengapa China sepertinya tidak bisa berhenti dari batu bara

Jenis bakteri serupa lainnya tidak begitu terspesialisasi. Janke mengatakan tim telah berhasil membudidayakan strain terkait yang terkadang muncul pada kumbang, tetapi lebih sering ditemukan sebagai patogen pada tanaman kedelai itu sendiri. Dan Janke mengatakan bahwa ada kemungkinan bahwa kumbang dewasa juga mengambil beberapa simbion saat mereka makan. “Akan menarik juga untuk mengetahui apakah kantong-kantong itu datang dengan biaya ekologis,” catat Hammer. “Misalnya, di alam liar, mungkin mereka dapat dibajak oleh parasit atau patogen untuk melanjutkan transmisi mereka sendiri.”

Mungkin begitulah cara kemitraan berkembang di tempat pertama: Setelah menggosok bahu sambil memakan tanaman kedelai, kumbang mungkin mengadopsi anjing penjaga, sementara bakteri berpindah dari tanaman ke tanaman. Sejauh mana serangga akan melindungi bakterinya, Janke mengatakan, “bagaimana simbion mendapat manfaat dari inangnya selalu agak tidak jelas.”