Di sebuah peternakan kopi Puerto Rico, para peneliti menemukan jaringan kekacauan yang mengejutkan di antara semut dan lalat predator.
Tiga semut jenis Bersaing dalam pergeseran siklus dominasi, tetapi ketika lalat menargetkan spesies terkuat, keseimbangan terbalik secara tidak terduga. Ayunan ini menciptakan osilasi liar di mana setiap spesies dapat naik ke atas.
Memahami ekologi untuk pertanian bebas pestisida
Untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan penggunaan pestisida, para peneliti Universitas Michigan menekankan pentingnya memahami bagaimana fungsi sistem ekologis di dalam lahan pertanian.
John Vandermeer dan Ivette Perfecto dari UM telah menerapkan dua teori ekologis untuk menjelaskan hubungan kompleks antara tiga spesies semut dan lalat yang baru diperkenalkan yang memangsa salah satu dari mereka. Di sebuah peternakan kopi di Puerto Riko, mereka menemukan bahwa semut dan predator terbang menciptakan apa yang oleh para ilmuwan menyebut pola kacau – chaos dalam pengertian klasik, di mana populasi alami naik dan turun berdasarkan interaksi bergeser dari berbagai organisme dalam sistem.
Ketidakstabilan ini berarti bahwa salah satu dari empat spesies serangga yang terlibat dapat menjadi dominan pada waktu yang berbeda. Jika petani dapat mengantisipasi semut mana yang akan memimpin, mereka mungkin dapat menggunakannya sebagai manajer hama alami. Studi ini, didukung oleh National Science Foundation, muncul di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Memprediksi dominasi semut itu rumit
“Dua dari tiga spesies semut yang kami pelajari adalah agen yang sangat penting dari kontrol biologis dari dua hama penting dalam kopi,” kata Vandermeer, Profesor Ekologi dan Biologi Evolusi. “Kami ingin, atau petani ingin, untuk dapat memprediksi kapan semut akan ada di sana, dan kapan mereka tidak akan berada di sana. Dan ternyata prediksi semacam itu akan sangat sulit.”
Selama lebih dari tiga puluh tahun, Vandermeer dan Perfecto, seorang profesor di Sekolah U-M untuk Lingkungan dan Keberlanjutan, telah menyelidiki bagaimana semut berinteraksi dalam ekosistem pertanian. Tujuan jangka panjang mereka adalah untuk membentuk kembali praktik pertanian, tetapi mereka berpendapat bahwa ini hanya mungkin setelah aturan ekologis yang mengatur sistem ini dipahami.
“Kami percaya bahwa sistem pertanian internasional saat ini dengan penggunaan pestisida dan bahan kimia tidak berkontribusi terhadap kesejahteraan siapa pun, terutama petani, dan sebenarnya berkontribusi cukup sedikit terhadap perubahan iklim global,” kata Vandermeer. “Kami mengambil posisi bahwa untuk memasukkan aturan ekologi ke dalam pengembangan bentuk -bentuk baru pertanian, kami perlu memahami apa aturan itu dan bagaimana aturan itu bekerja.”
Semut sebagai pengontrol hama utama di daerah tropis
Di daerah tropis, semut dominan, kata Vandermeer, dan sering terlibat dalam pertanian sebagai agen mengendalikan hama. Tetapi menggunakan spesies semut untuk mengendalikan hama bisa rumit: dominasi semut yang digunakan sebagai kontrol biologis tergantung pada spesies semut lain – serta jenis serangga lainnya – ada dalam sistem.
Dalam sistem ini, Vandermeer dan Perfecto memeriksa dua jenis perilaku ekologis: perilaku siklik loop intransitif dan koeksistensi yang dimediasi predator. Perilaku siklik loop intransitif berarti bahwa jika ada sekelompok tiga spesies semut, semut mungkin dominan di atas semut B, semut B mungkin mendominasi semut C, tetapi semut C dapat mendominasi semut A.
Predator Fly mengguncang sistem
Ketika predator dilemparkan ke dalam campuran, dinamika ini menjadi lebih rumit. Di antara tiga spesies semut yang dipelajari Vandermeer dan Perfecto, satu spesies dominan. Tetapi fly yang baru -baru ini diperkenalkan memangsa semut dominan. Hubungan predator-mangsa ini tidak hanya mempengaruhi semut dominan, tetapi juga memiliki efek hilir pada dua spesies semut lainnya, memungkinkan salah satu dari empat spesies menjadi spesies dominan pada titik waktu yang berbeda. Ini adalah contoh koeksistensi yang dimediasi predator.
Lilin dan berkurang dari lalat predator dan target semutnya, serta perubahan dominasi pada spesies semut, disebut osilasi. Dengan tumpang tindih dan memodelkan kedua prinsip ekologis yang berosilasi ini, para peneliti dapat memeriksa bagaimana prinsip -prinsip tersebut memperkenalkan kekacauan ke dalam sistem.
Memetakan kekacauan
Hasilnya … kacau. Tetapi dengan merencanakan kedua perilaku berosilasi ini, para peneliti dapat melihat bahwa pada waktu-waktu tertentu, seluruh sistem tampak seperti siklus pemangsa predator, dan di waktu lain, sistem tampak seperti osilasi loop intransitif.
Ini bisa berarti – dalam teori – para peneliti bisa mendapatkan jendela ketika setiap spesies serangga akan menjadi spesies dominan.
Komplikasi dalam Menerapkan Ekologi untuk Pertanian
“Berita baiknya adalah bahwa pola -pola kacau serangga benar -benar sangat menarik dari pengertian intelektual yang melekat. Kabar buruknya adalah bahwa itu tidak sesederhana mungkin yang tampaknya mendasarkan praktik pertanian pada prinsip -prinsip ekologis karena prinsip -prinsip ekologis itu sendiri jauh lebih rumit daripada sekadar menemukan racun yang membunuh penipis,” kata Vandermeer.
“Apa yang kami pikirkan, kami pikir, selama sekitar 30 tahun terakhir adalah beberapa dari komplikasi yang keluar jika Anda serius tentang menempatkan ekologi ke dalam operasi dasar sistem pertanian.”
Referensi: “Keystone Predator dan Keystone Intransitivity dan Penyelamatan Spesies Subdominant yang Kompetitif” oleh John Vandermeer dan Ivette Perfecto, 11 Agustus 2025, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2421005122
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
RisalahPos.com Network
