September 26, 2022

Rayap sering dianggap sebagai hama, menggerogoti fondasi rumah dan bangunan. Namun di hutan tropis, ahli pemahat kayu ini sebenarnya adalah pengurai penting. Rayap membantu memecah kayu yang membusuk, melepaskan nutrisi dan karbon kembali ke tanah dan atmosfer. Dan sekarang temuan baru dari upaya internasional besar yang mencakup enam benua menunjukkan bahwa semakin panas, rayap semakin cepat menggerogoti kayu yang membusuk.

Tingkat dekomposisi dan konsumsi kayu rayap meningkat lebih dari 6,8 kali dengan setiap kenaikan suhu 10 ° C (50 ° F), sebuah studi baru yang diterbitkan Kamis di Sains mengungkapkan. Sebagai perbandingan, pembusukan kayu mikroba hanya dua kali lipat di bawah kenaikan suhu yang sama. “Ini seperti jika Anda pergi dari, katakanlah, Boston ke Miami, dan jika ada 10 derajat [Celcius] peningkatan suhu, rayap akan merespons dengan meningkatkan tingkat dekomposisi mereka tujuh kali lipat, ”kata Amy Zanne, penulis utama makalah baru dan profesor biologi di University of Miami. “Artinya, kayu didaur ulang lebih cepat—Anda melepaskan karbon lebih cepat.”

Pohon tumbang, tunggul, dahan, serasah daun, dan sisa tanaman lainnya adalah sumber utama karbon yang terkunci—secara total menyimpan sekitar 73 miliar ton. “Kayu mati” ini berkontribusi pada siklus karbon, di mana atom karbon yang tersimpan dilepaskan dan digunakan kembali ke lingkungan. Proses ini mendorong pertumbuhan tanaman baru dan mempengaruhi suhu dan iklim planet dengan memancarkan karbon dioksida dan metana ke atmosfer. Ada banyak faktor yang menyebabkan kayu membusuk, mulai dari kebakaran hutan, radiasi matahari, mikroba, hingga jamur. “Jika kita tidak memiliki pembusuk di dunia, dunia akan dipenuhi dengan tumbuhan dan hewan yang mati,” jelas Zanne, yang mengkhususkan diri dalam dekomposisi dan siklus karbon.

See also  Angsa hitam berkelompok? Ini lebih mungkin dari yang Anda pikirkan
Amy Zanne (kiri) dengan mahasiswa pascasarjana Mariana Nardi (tengah) dan rekan postdoctoral Paulo Negri (kanan) dari Universidade Estadual de Campinas dekat gundukan rayap di sabana tropis cerrado di Taman Nasional Chapada dos Veadieros, São Jorge, Alto Paraíso de Goiás, Goiás, Brazil. Rafael Oliveira

Tetapi serangga—seperti rayap—juga merupakan pemain penting dalam pembusukan kayu, kata Zanne. Rayap adalah makhluk yang peka terhadap suhu, meningkat dalam kelimpahan dan keragaman menuju khatulistiwa. Berbeda dengan hama yang menggerogoti rumah di daerah beriklim sedang, di daerah tropis, rayap lebih banyak dan beragam. Spesies tertentu mengkhususkan diri pada serasah daun, rumput, atau kotoran. Kelompok rayap lain yang ditemukan di Asia dan Afrika bertani “kebun” jamur pelapuk putih, Zanne menjelaskan. Kemampuan jamur untuk memineralisasi lignin kayu—salah satu bahan yang paling sulit diurai di dunia—dipasangkan dengan mandibula berlapis logam rayap dapat dengan mudah memusnahkan kayu busuk.

Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang serangga pemakan kayu ini, Zanne bekerja sama dengan 108 rekan penulis di 133 lokasi di seluruh dunia, termasuk representasi yang sama dari daerah beriklim sedang dan tropis di belahan bumi utara dan selatan. Para peneliti memilih satu jenis kayu, pinus radiata juga dikenal sebagai pinus Monterey, yang dapat ditemukan secara lokal dan dapat diakses di semua lokasi. Setiap kelompok yang berpartisipasi akan mengeringkan balok-balok kayu, menimbangnya, dan membungkusnya dengan jaring rapat yang hanya bisa dilewati oleh mikroba—setengahnya memiliki lubang yang dipotong di bagian bawah sehingga rayap dapat berkoloni. Para peneliti memantau blok tersebut hingga 48 bulan, mencari jamur dan terowongan rumit serta ngarai yang dibuat oleh rayap. (Beberapa makhluk eksotis — termasuk ular kecil berbisa dan laba-laba janda hitam — juga menyelinap ke balok pinus, kata Zanne.)

[Related: Termites are nature’s most amazing skyscraper engineers]

Membersihkan semua itu, tim mengeringkan kayu dan menimbangnya kembali untuk membandingkan berapa banyak yang telah terurai dari waktu ke waktu. Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa mikroba memiliki tingkat peluruhan kayu yang lebih cepat dalam kondisi yang lebih hangat, yang tercermin dalam data baru yang dikumpulkan dari balok kayu. Tetapi Zanne dan rekan-rekannya terkejut dengan betapa jauh lebih sensitifnya rayap terhadap suhu—rayap empat kali lebih responsif daripada mikroba.

See also  Lobster Amerika masuk 'daftar merah'

“Ini hanya angka astronomi,” kata Zanne. “Mereka sangat sensitif terhadap peningkatan suhu, yang berarti bahwa dengan sedikit peningkatan suhu, mereka akan benar-benar melompat seberapa cepat mereka mendaur ulang karbon dari kayu.”

balok kayu dengan banyak saluran dan terowongan yang dibuat oleh rayap
Sebuah balok kayu pinus radiata dari penelitian yang telah digali dan dimakan sebagian oleh rayap di Far North Queensland, Australia.

Rhiannon Dalrymple

Temuan baru ini sejalan dengan penelitian sebelumnya. Sebuah studi tahun 2021 di Alam menemukan bahwa tingkat peluruhan kayu mati serangga meningkat dengan meningkatnya suhu, terutama di daerah tropis dibandingkan dengan daerah yang lebih dingin. Tetapi Zanne dan penulis penelitian mencatat bahwa rayap juga sensitif terhadap curah hujan, tetapi dengan cara yang tidak terduga: Sementara pembusukan rayap diharapkan yang terbesar di lingkungan tropis, tim melihat mereka memiliki efek nyata pada dekomposisi di tempat-tempat yang lebih kering seperti sabana tropis. dan gurun subtropis.

Studi ini menyoroti tren penting tentang siklus karbon di bawah iklim yang berubah, kata Kenneth Noll, seorang profesor emeritus mikrobiologi di University of Connecticut yang tidak terlibat dalam penelitian. “Saya menemukan penelitian ini menarik karena bertujuan untuk menutup lubang yang cukup besar dalam pengetahuan kita tentang tingkat dekomposisi kayu mati,” tulis Noll kepada PopSci dalam sebuah email. “Tingkat pelepasan karbon yang tersimpan ini kembali ke atmosfer tidak diragukan lagi akan meningkat saat planet ini menghangat, jadi kita harus memiliki ukuran yang lebih baik untuk memiliki model iklim yang lebih baik.”

tiga baris foto rayap.  beberapa berwarna merah muda getar, biru, dan hijau untuk memamerkan rahang dan morfologi mereka yang luar biasa
Kompilasi artistik rayap pemakan kayu dari Far North Queensland, Australia. Foto asli oleh Rebecca Clement. Karya seni oleh Donna Davis

Karena perubahan iklim diperkirakan akan menggeser lingkungan ke kondisi yang lebih tropis, hal itu dapat menciptakan habitat yang lebih cocok untuk rayap dan menyebabkan populasi berkembang. Ini dapat meningkatkan peran mereka sebagai pengurai kayu dalam siklus karbon, Zanne dan penulis penelitian menyarankan. Namun, Noll mencatat bahwa tingkat suhu global umumnya diperkirakan hanya akan naik sekitar dua kali lipat, yang berarti bahwa peningkatan dekomposisi rayap secara global tidak akan naik hampir tujuh kali lipat sehingga “implikasinya bisa relatif kecil.” Yang masih harus dilihat, tambahnya, adalah bagaimana komunitas rayap di daerah beriklim sedang dan boreal akan merespons perubahan iklim, di mana kenaikan suhu akan lebih tinggi.

Dia juga mencatat bahwa akan bermanfaat untuk menyelidiki rayap sebagai sumber metana—gas rumah kaca yang kuat. Zanne setuju. “Rayap seperti sapi kecil, dan mereka melepaskan metana” melalui sistem pencernaan mereka, katanya. “Kami juga berpikir bahwa mereka memiliki potensi untuk mengubah berapa banyak yang naik sebagai metana versus terkunci di tanah. Jadi mereka mungkin mengubah cara karbon meninggalkan kayu.”

Sementara para ilmuwan sedang bekerja untuk membongkar bagaimana perubahan iklim akan menggantikan berbagai organisme di masa depan, Zanne mengatakan itu sama pentingnya untuk memahami bagaimana hal itu akan mempengaruhi siklus karbon.

Penting untuk mempertimbangkan “peran dari beberapa hal kecil ini di dunia, seperti mikroba dan rayap, yang sering tidak dapat kita lihat,” katanya. “Mereka sangat penting untuk menjaga dan mempengaruhi Bumi yang kita huni bersama mereka.”