

Pekerja budidaya jamur tingkat rendah dari spesies semut budidaya jamur langka Mycetophylax asper, dikumpulkan di Santa Catarina, Brasil, pada tahun 2014, di kebun jamurnya. (Kredit: Don Parsons)
WASHINGTON — Asteroid yang memusnahkan dinosaurus juga membawa peluang munculnya kehidupan baru. Para ilmuwan telah menemukan bahwa setelah asteroid memusnahkan banyak tanaman, semut mulai menanam jamur untuk membantu mereka bertahan hidup dan mendapatkan makanan yang mereka butuhkan di masa-masa sulit.
Tabrakan meteor 66 juta tahun yang lalu menciptakan lingkungan dengan cahaya redup yang memungkinkan jamur pemakan bahan organik untuk bertahan hidup, seiring dengan kematian banyak tumbuhan dan hewan. Selain itu, debu di langit menyulitkan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis – mengubah energi cahaya untuk membuat makanan. Dengan tersebarnya jamur, para peneliti menemukan bahwa semut yang memelihara jamur dapat berkembang biak di masa-masa sulit ini. Temuan ini meninjau awal dari hubungan mutualistik antara beberapa spesies jamur dan semut.
“Asal usul semut yang membudidayakan jamur relatif telah dipahami dengan baik, namun garis waktu yang lebih tepat untuk mikroorganisme ini masih belum diketahui. Penelitian ini memberikan margin kesalahan terkecil hingga saat ini untuk kemunculan strain jamur ini, yang sebelumnya dianggap lebih baru,” kata rekan penulis studi André Rodrigues, seorang profesor di Institute of Biosciences di São Paulo State University (IB). -UNESP) di Brazil, dalam rilis media. Studi ini dipublikasikan di jurnal Sains.
Para peneliti mempelajari sisa-sisa genetik dari 475 spesies jamur yang dibudidayakan semut dari seluruh Amerika. Mereka mempersempit fokus mereka pada elemen genom jamur yang sangat dilestarikan. Daerah-daerah ini tetap berada dalam genom melalui evolusi suatu kelompok, bukti genetik yang menghubungkan kembali dengan nenek moyang paling kuno.
“Dalam hal ini kami tertarik pada daerah yang dekat dengan unsur tersebut. Mereka menunjukkan perbedaan terkini antar spesies dan memungkinkan kita menelusuri garis evolusi yang cukup akurat,” kata rekan penulis studi Pepijn Wilhelmus Kooij, peneliti di IB-UNESP yang didukung oleh FAPESP.
Bukti genetik pada spesies jamur memungkinkan para peneliti melacak dua garis keturunan jamur berbeda dari nenek moyang semut pemotong daun masa kini yang sama, 66 juta tahun lalu. Studi tersebut juga menunjukkan kemunculan nenek moyang jamur karang yang dibudidayakan oleh semut 21 juta tahun lalu.


Dalam studi saat ini, para peneliti menduga nenek moyang semut pemotong daun hidup dekat dengan jamur. Jamur mungkin berada di dalam koloni mana pun atau kadang-kadang dikumpulkan untuk dimakan.
Mutualisme – hubungan yang menguntungkan kedua belah pihak – dipaksakan pada beberapa spesies jamur dan nenek moyang semut pemotong daun. Para peneliti menjelaskan bahwa dampak asteroid membuat hubungan tersebut diperlukan untuk kelangsungan hidup, karena jamur membutuhkan semut untuk makanan dan reproduksi. Semut juga menggunakan jamur sebagai sumber makanan penting.
Saat ini, empat kelompok semut berbeda membudidayakan empat jenis jamur. Beberapa serangga bahkan mempengaruhi cara jamur tumbuh sehingga dapat menghasilkan nutrisi tertentu.
“Saat kami membudidayakannya di laboratorium, jamur tersebut berbentuk hifa. Namun, di dalam koloni, salah satu jenis hifa ini menjadi bengkak dan membentuk struktur mirip tandan anggur, kaya akan gula. Kami masih belum tahu bagaimana semut melakukan hal ini,” jelas Kooij.
Para penulis berpendapat bahwa membudidayakan jamur kemungkinan merupakan cara bagi semut untuk beradaptasi terhadap kekurangan nutrisi yang dihadapi semut setelah dampak asteroid. Jamur, sebaliknya, merasa lebih terbantu jika dibudidayakan oleh semut, sehingga menciptakan hubungan mutualistik. Prosesnya berjalan dengan cara jamur memecah bahan organik yang terbawa semut. Setelah itu, semut memakan produk yang terbuat dari jamur yang tidak ditemukan pada sumber makanan lain pada saat itu.
Peristiwa besar lainnya berdampak pada masa depan semut pembudidaya jamur. Semut sebelumnya hidup di hutan lembab. Namun, 27 juta tahun yang lalu perubahan lingkungan mengubah wilayah tersebut menjadi wilayah yang lebih mirip sabana. Daerah yang kering dan luas ini membuka lebih banyak tempat bagi semut pembudidaya jamur untuk berkeliaran dan akhirnya melakukan diversifikasi ke semut pemotong daun yang ada saat ini.
Diversifikasi semut juga memberikan peluang bagi jamur untuk melakukan diversifikasi. Hal ini membuat mereka lebih baik dalam membuat makanan untuk semut dan menguraikan bahan organik. Cara jamur berevolusi untuk menguraikan bahan organik secara efisien kini sedang dipelajari sebagai cara potensial untuk menguraikan bahan lain seperti plastik.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menggunakan metode yang disebut “analisis filogenomik” untuk mempelajari hubungan antara semut dan jamur yang mereka budidayakan. Mereka mengumpulkan DNA dari lebih dari 2000 gen dari 475 jenis jamur dan 276 spesies semut. Dengan membandingkan gen-gen ini, mereka menciptakan pohon evolusi (seperti pohon keluarga) yang menunjukkan bagaimana semut dan jamur berevolusi bersama selama jutaan tahun.
Mereka juga menggunakan catatan fosil untuk membantu mengetahui kapan spesies semut dan jamur pertama kali muncul. Pohon-pohon ini mengungkapkan bahwa semut mulai membudidayakan jamur sekitar 66 juta tahun yang lalu, setelah dampak asteroid yang besar memusnahkan banyak spesies, namun membantu jamur berkembang.
Hasil Utama
Studi tersebut menemukan bahwa semut telah membudidayakan jamur selama sekitar 66 juta tahun. Pada awalnya, semut hanya menumbuhkan jamur secara tidak sengaja, namun seiring berjalannya waktu, beberapa jamur menjadi sepenuhnya bergantung pada semut untuk bertahan hidup, sehingga mereka tidak dapat hidup tanpa semut. Para peneliti menemukan bahwa terdapat berbagai jenis peternakan semut: beberapa semut menumbuhkan jamur yang berfungsi lebih seperti ragi, sementara semut lainnya menumbuhkan kebun jamur yang luas.
Penemuan terbesarnya adalah jenis jamur tertentu mulai bergantung sepenuhnya pada semut sekitar 27 juta tahun yang lalu, ketika semut menyebar ke daerah yang lebih kering. Hal ini menciptakan hubungan yang sangat kuat antara semut dan jamur, dimana keduanya saling membutuhkan untuk bertahan hidup.
Keterbatasan Studi
Salah satu keterbatasan penelitian ini adalah meskipun para peneliti telah memetakan sejarah evolusi semut dan jamur, masih banyak spesies jamur yang belum dipelajari. Artinya, masih banyak lagi yang bisa dipelajari tentang betapa beragamnya sistem pertanian ini.
Tantangan lainnya adalah sulitnya mengetahui secara pasti kapan beberapa spesies berevolusi, karena catatan fosil tidak selalu lengkap, dan bukti DNA hanya menceritakan sebagian dari cerita tersebut. Selain itu, penelitian ini sebagian besar berfokus pada jamur yang diternak semut, namun hanya sedikit yang mengetahui jenis organisme lain di ekosistem ini yang mungkin juga memainkan peran penting.
Diskusi & Kesimpulan
Kesimpulan utama dari penelitian ini adalah bahwa hubungan antara semut dan jamur yang mereka budidayakan sudah sangat tua dan kompleks. Koevolusi ini—dimana dua spesies saling memengaruhi evolusi satu sama lain—dibentuk oleh peristiwa-peristiwa besar dalam sejarah bumi, seperti dampak asteroid dan perubahan iklim.
Penelitian ini menunjukkan bagaimana semut yang membudidayakan jamur telah menjadi ahli di bidang pertanian, bahkan lebih terspesialisasi dibandingkan manusia dalam beberapa hal, karena beberapa jamur tidak dapat lagi bertahan hidup tanpa peternak semutnya. Studi ini membantu kita memahami lebih jauh tentang bagaimana spesies berevolusi bersama dan betapa pentingnya hubungan simbiosis (di mana dua spesies hidup berdekatan dan bergantung satu sama lain) di alam.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh US National Science Foundation; Smithsonian; Universitas Maryland; Dewan Bupati Negara Bagian Louisiana; Sistem Investigasi Nasional; Yayasan Klub Cosmos; Klub Penjelajah di Washington, DC; Yayasan Penelitian São Paulo; Dewan Penelitian dan Pengembangan Ilmiah Brasil; Badan Federal Brasil untuk Dukungan dan Evaluasi Pendidikan Pascasarjana; Kebun Raya Kerajaan, Kew; dan Yayasan Carl Zeiss.