Mengapakah Semut Pemotong Daun Menanam Kulat?

Di kawasan tropika benua Amerika, terdapat semut yang membawa cebisan daun sepanjang laluan menuju sarang. Kadangkala cebisan itu jauh lebih besar daripada tubuh semut yang mengangkatnya. Semut ini dikenali sebagai semut pemotong daun. Walaupun seperti mengumpulkan makanan tumbuhan, sebahagian besar daun yang dibawa digunakan untuk memelihara kulat di dalam sarang. Kulat itu menjadi sumber nutrien penting bagi koloni, dan hubungan ini ialah contoh simbiosis mutualisme, iaitu hubungan yang menguntungkan kedua-dua pihak.

Apakah yang dilakukan oleh semut terhadap daun?

Semut pemotong daun hidup dalam koloni yang membahagikan tugas antara pekerja. Sebahagian pekerja keluar memotong daun dan mengangkutnya ke sarang, manakala pekerja lain memprosesnya dalam ruang khas yang menempatkan kebun kulat. Daun dipotong atau dikunyah menjadi cebisan lebih kecil, kemudian semut menambah titisan cecair najis yang mengandungi enzim sebelum meletakkan bahan itu pada kebun. Cebisan hifa kulat yang sudah tumbuh dipindahkan ke bahan tumbuhan baharu, dan dengan cara ini semut menyediakan kawasan pertumbuhan baharu untuk kulat.

Perbuatan ini menyerupai pertanian manusia, tetapi semut tidak mempunyai pengetahuan pertanian seperti manusia. Tingkah laku itu sebahagian daripada sistem biologi yang terbentuk melalui hubungan jangka panjang antara semut dengan kulat.

Bagaimanakah kulat menukarkan daun menjadi sumber nutrien?

Daun mengandungi kanji, protein dan komponen dinding sel tumbuhan, dan sebahagiannya sukar dimanfaatkan terus oleh semut dalam jumlah yang diperlukan koloni. Kulat yang dipelihara menghasilkan enzim yang memecahkan bahan tumbuhan kepada molekul lebih kecil. Antaranya pektinase, yang menguraikan pektin, salah satu komponen dinding sel tumbuhan, supaya akses kepada kandungan sel menjadi lebih mudah. Namun tidak semua komponen diuraikan dengan kecekapan sama. Kajian terhadap kebun kulat Acromyrmex echinatior menunjukkan pektin dan sebahagian hemiselulosa diuraikan, manakala sebahagian selulosa masih terdapat dalam bahan buangan. Maka kebun kulat tidak menukarkan seluruh daun menjadi makanan.

Apakah yang dimakan oleh semut?

Kulat yang dipelihara menghasilkan gongylidia, iaitu hujung hifa yang membengkak dan mengandungi bahan bernutrien. Gongylidia ialah makanan penting, khususnya bagi larva dan juga semut dewasa. Pekerja dewasa boleh memperoleh nutrien daripada sumber lain seperti cecair tumbuhan, jadi tidak tepat berkata setiap semut hanya memakan kulat sepanjang hayatnya.

Kajian 2021 menunjukkan lipid dalam gongylidia berbeza komposisinya daripada lipid dalam daun yang digunakan sebagai bahan kebun, dan lipid yang mengandungi asid linoleik banyak terdapat dalam gongylidia. Dalam eksperimen tingkah laku, semut Atta tertarik kepada asid linoleik, manakala gerak balas terhadap asid alfa-linolenik berbeza. Ini menunjukkan kulat bukan sekadar menguraikan bahan tumbuhan, tetapi turut mengubah komposisi bahan bernutrien yang tersedia kepada semut.

Mengapakah semut meletakkan cecair najis pada kebun kulat?

Salah satu ciri menarik ialah penggunaan semula enzim pencernaan. Dalam Acromyrmex echinatior, kulat menghasilkan enzim tertentu yang dimakan semut bersama bahan kulat. Sebahagian enzim itu tidak dimusnahkan dalam saluran pencernaan semut dan masih aktif apabila dikeluarkan dalam titisan cecair najis. Apabila titisan diletakkan pada cebisan daun baharu, enzim membantu memulakan penguraian bahan tumbuhan. Maka bahan yang dihasilkan kulat boleh digunakan semula untuk membantu kulat tumbuh pada bahagian kebun yang baharu.

Bagaimanakah semut menjaga kebun kulat?

Kebun kulat boleh menjadi tempat pertumbuhan pelbagai mikroorganisma. Sesetengahnya tidak mengganggu, tetapi ada yang menjadi parasit kepada kulat, seperti kulat genus Escovopsis yang boleh menyerang kebun. Semut menjaga kebun dengan membersihkan bahan yang tidak sesuai dan mengeluarkan sebahagian bahan buangan. Dalam sesetengah hubungan semut dan kulat, bakteria pada tubuh semut menghasilkan bahan antimikrob yang membantu menghalang kulat parasit. Eksperimen pada Acromyrmex octospinosus menunjukkan jangkitan Escovopsis menjadi lebih teruk apabila bakteria pelindung dikeluarkan daripada semut pekerja. Namun perlindungan kebun tidak bergantung pada satu bakteria atau satu mekanisme sahaja, dan berbeza mengikut spesies serta persekitaran.

Mengapakah hubungan ini penting kepada ekosistem?

Semut pemotong daun memindahkan sejumlah besar bahan tumbuhan ke dalam sarang. Sebahagian diuraikan dalam kebun kulat, manakala bahan yang tidak digunakan dibawa ke kawasan pembuangan, jadi aktiviti ini mempengaruhi pergerakan bahan organik dan nutrien dalam ekosistem. Semut juga boleh mengurangkan daun pada tumbuhan sumber, dan kesannya bergantung pada spesies semut, jenis tumbuhan dan habitat. Hubungan ini menunjukkan bahawa pemakanan sesuatu haiwan tidak semestinya melalui makanan secara langsung, kerana dalam sesetengah sistem organisma lain menyediakan nutrien yang boleh dimanfaatkan.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?