September 29, 2022

Ambil pekerja lebah madu dari hampir semua tempat di Bumi, lihat ke dalam isi perutnya, dan kemungkinan besar Anda hanya akan menemukan sembilan jenis bakteri.

Konsistensi luar biasa dari paket mikroba ini di seluruh planet—mirip di seluruh spesies, termasuk lebah sosial—adalah tanda bahwa bakteri memainkan peran mendasar dalam kelangsungan hidup lebah madu. Penelitian yang diterbitkan awal pekan ini di jurnal Ekologi dan Evolusi Alam mungkin sebagian menjelaskan mengapa: Lebah dengan mitra mikroba yang sehat tumbuh untuk memiliki hubungan sosial yang lebih kompleks dan bahkan kimia otak yang berbeda dari lebah dengan usus steril.

Bioma usus—komunitas bakteri, jamur, dan mikroba lain yang hidup di dalam diri kita—memainkan peran yang berpotensi sangat besar, tetapi misterius, pada banyak hewan. Bahkan mungkin membentuk kognisi manusia. “Sumbu usus-otak sangat menarik dari perspektif evolusi, karena simbion usus kemungkinan ada ketika sistem saraf pertama berevolusi,” kata Joanito Liberti, penulis utama makalah, dan ahli biologi evolusi di Universitas Lausanne di Swiss. Ada beberapa tanda bahwa mikroba dapat memengaruhi perilaku kita—tetapi tidak seperti lebah madu, kita memiliki ratusan organisme di dalam diri kita, sehingga sulit untuk mencocokkan sebab akibat.

Dan dalam penelitian ini, peran bakteri usus sangat mencolok. “Ini [finding] benar-benar menunjukkan bahwa mikrobioma usus mungkin penting untuk fungsi sarang,” kata Liberti. Peran penting dari bakteri usus tersebut juga dapat membantu menjelaskan kerentanan lebah terhadap ancaman manusia—terutama bahan kimia pertanian.

Lebah madu sangat cocok untuk eksperimen mikroba karena mereka dilahirkan steril, tidak seperti bayi manusia. Lebah hanya mengambil paket mikroba mereka saat mereka mencapai usia dewasa dan mulai berinteraksi dengan anggota sarang lainnya. Dengan memetik belatung berumur beberapa hari dari sarang dan menginkubasinya dalam kondisi steril, para peneliti dapat menumbuhkan lebah batu tulis kosong tanpa setetes antibiotik. Dalam setengah, tim memperkenalkan kembali bakteri dari bank mikroba laboratorium. Sisanya tumbuh mandul.

See also  Gletser Thwaites berada di puncak keruntuhan

[Related: 5 ways to keep bees buzzing that don’t require a hive]

Lebah-lebah mandul itu tidak menunjukkan tanda-tanda kesusahan yang jelas, seperti terbang dengan buruk atau jatuh pingsan, setidaknya tidak selama masa studi 10 hari. Mereka hanya tidak mensosialisasikan seperti saudara mereka yang lengkap secara mikroba. Mereka jauh lebih kecil kemungkinannya untuk menyikat kepala dengan lebah lain—yang, dalam istilah lebah, berarti bertukar makanan atau informasi. “Mereka juga berinteraksi secara lebih acak, lebih setara, dengan anggota kelompok lainnya,” kata Liberti. “Sepertinya mikrobioma usus membuat lebah-lebah ini menjalin ‘persahabatan.’”

Mungkin terdengar seperti hal yang baik untuk memiliki lebah egaliter, tetapi Liberti mengatakan bahwa koloni dengan banyak hubungan khusus sebenarnya lebih baik dalam menavigasi kompleksitas dunia. “Tidak semua orang melakukan semuanya pada waktu yang sama,” katanya. “Jika Anda melakukan perawatan induk, Anda tidak peduli apakah pengumpul menemukan tempat makan—Anda menginginkan informasi tentang induknya.”

Ketika tim melihat ke dalam lebah, mereka menemukan perbedaan hingga fungsi DNA mereka. Dari 60 bahan kimia berbeda yang mereka ukur dalam otak lebah, sepertiganya kurang melimpah pada populasi steril. Empat asam amino spesifik yang jauh lebih umum pada bakteri-lebah secara khusus terlibat dalam neurotransmisi atau pasokan bahan bakar otak. Dalam jaringan otak itu sendiri, gen yang terlibat dalam memori, penglihatan, penciuman, dan rasa semuanya terpengaruh—pada dasarnya, mikrobioma mengutak-atik mesin penyalin yang menerjemahkan gen-gen itu menjadi bahan kimia.

“Mungkin mikrobioma tidak memiliki efek langsung pada kelangsungan hidup lebah,” kata Liberti. “Tetapi jika otak mereka tidak bekerja dengan baik, tentu saja mereka akan kurang efisien dalam menyimpan makanan yang mereka kumpulkan, menghasilkan madu yang mereka butuhkan, dan pada akhirnya akan berdampak pada kelangsungan hidup seluruh sarang.”

See also  Pemakaman Borneo adalah pasien amputasi paling awal yang diketahui

[Related: Do we still need to save the bees?]

Itu bisa membantu menjelaskan mengapa populasi lebah liar dan domestik berada di bawah tekanan seperti itu. Selama dekade terakhir, penelitian telah menunjukkan bahwa dosis tinggi herbisida umum mengganggu mikrobioma lebah madu. Pembunuh gulma dapat memengaruhi pembelajaran dan keterampilan sensorik tanpa membunuh lebah secara langsung.

Sementara beberapa paparan pertanian dapat mengubah serangga secara tidak langsung melalui mikrobioma, mereka juga dapat memiliki efek langsung tergantung pada dosisnya, kata Liberti. Penelitian yang dia tulis bersama awal tahun ini menemukan bahwa paparan kronis pestisida dan herbisida tingkat rendah—yang mungkin lebih dekat dengan dosis dunia nyata—mengacaukan metabolisme lebah madu tanpa mengubah mikrobioma mereka. Para ilmuwan telah menunjukkan bahwa banyak pestisida umum, herbisida, fungisida, dan bahkan antibiotik dapat secara langsung meracuni lebah madu.

Mungkin mikrobioma adalah fitur penting lain dari biologi lebah madu yang tanpa disadari telah kita ganggu.