Dengan bantuan ilmuwan warga, para peneliti mendokumentasikan sejarah invasif hama pertanian – Sains Terkini


Bentuk ulat dari kupu-kupu putih kecil yang sederhana adalah salah satu hama paling invasif di dunia yang mempengaruhi tanaman pertanian, dan sebuah makalah yang baru diterbitkan oleh konsorsium ilmuwan mendokumentasikan bagaimana manusia telah membantu penyebarannya selama ribuan tahun.

Melalui penelitian yang cermat terhadap variasi genetik dan kesamaan antara populasi yang ada, dan perbandingan data historis mengenai infestasi Pieris rapae pada tanaman Brassicaceae – seperti kol, kanola, bok choy dan lobak – para peneliti mendokumentasikan bagaimana manusia membantu penyebaran kupu-kupu putih kubis kecil dari Eropa di seluruh dunia. Dipimpin oleh Sean Ryan, sebelumnya seorang peneliti postdoctoral di Departemen Entomologi dan Patologi Tanaman di Institut Pertanian Universitas Tennessee, tim ilmuwan dari delapan institusi bermitra dengan lebih dari 150 ilmuwan warga sukarelawan dari 32 negara untuk merinci jangkauan hama dan keragaman genetik saat ini.

Diterbitkan online pada 10 September 2019, di Prosiding Akademi Sains Nasional (PNAS), makalah ini mengkorelasikan penyebaran invasif hama ke seluruh dunia melalui perjalanan manusia dan perdagangan dimulai dengan rute-rute Jalur Sutra kuno dari Eropa ke Asia, diikuti oleh kapal-kapal tinggi yang menempuh Rute Perdagangan Sutra yang lebih modern, ke "kuda-kuda besi" yang melintasi Amerika Utara dimulai pada paruh kedua abad ke-19.

"Keberhasilan kupu-kupu putih kubis kecil adalah konsekuensi dari aktivitas manusia. Melalui perdagangan dan migrasi manusia membantu manusia secara tidak sengaja menyebarkan hama di luar jangkauan alami, dan melalui domestikasi dan diversifikasi tanaman sawi, seperti kol, kangkung dan brokoli, manusia menyediakannya dengan makanan yang dibutuhkan ulatnya untuk berkembang, "kata Ryan.

Sebelum penelitian, catatan sejarah memberikan beberapa indikasi kapan hama pertanian ini tiba di setiap benua baru yang diserang. Namun, waktu, sumber, dan rute tetap belum terpecahkan. Terlebih lagi, pengetahuan terperinci semacam itu sangat penting dalam mengembangkan program pengendalian biologis yang efektif serta untuk menjawab pertanyaan dasar yang terkait dengan proses invasi, seperti perubahan genetik dan bagaimana spesies beradaptasi dengan lingkungan baru.

Tim peneliti turun ke media sosial untuk meminta bantuan publik. Pendekatannya mirip dengan bagaimana para peneliti telah memperluas pemahaman kita tentang leluhur manusia melalui perangkat pengambilan sampel DNA di rumah. Alih-alih meminta orang untuk mengusap pipi mereka, tim peneliti kupu-kupu meminta ilmuwan warga untuk mengambil jaring kupu-kupu, lalu menangkap dan mengirim kupu-kupu putih kubis kecil ke tim untuk pengujian genetik. Ryan, saat ini bersama Exponent, Inc., di Menlo Park, California, kemudian menggunakan DNA dari spesimen yang dikirimkan untuk menganalisis data genetik dan menentukan bagaimana kubis putih putih menyebar ke seluruh dunia. Lebih dari 3.000 kupu-kupu telah diserahkan. Sampel mencakup hampir seluruh jajaran kupu-kupu asli dan menyerbu dan terdiri dari 293 daerah.

Para peneliti menemukan bahwa kupu-kupu putih kol kecil kemungkinan berasal dari Eropa timur dan kemudian menyebar ke Asia dan Siberia ketika perdagangan meningkat di sepanjang Jalur Sutra. Para peneliti juga menemukan bahwa, seperti yang diharapkan, Eropa bertanggung jawab atas pengenalan kubis putih putih ke Amerika Utara. Anehnya, pengenalan ke Selandia Baru datang dari San Francisco, California. Selain itu, kupu-kupu yang hidup di California tengah dan daerah sekitarnya secara genetik berbeda dari semua kupu-kupu lainnya di Amerika Utara dan tampaknya merupakan konsekuensi dari beberapa kupu-kupu yang menumpang naik kereta dari AS timur ke San Francisco. Meskipun setiap invasi ke daerah atau negara baru menyebabkan hilangnya keragaman genetik yang signifikan, invasi berhasil, karena itu berlimpahnya kupu-kupu putih kol kecil hari ini.

Ilmu Citizen – penelitian di mana anggota masyarakat memainkan peran dalam pengembangan proyek, pengumpulan data atau penemuan – tunduk pada sistem peer review yang sama dengan ilmu konvensional. Kekuatannya terletak pada kemampuannya untuk membantu studi konvensional mengatasi tantangan yang melibatkan skala spasial dan temporal yang besar. Media sosial dan internet adalah alat utama yang memungkinkan ilmuwan warga negara, yang sering berbagi minat yang sama melalui keanggotaan dalam kelompok berbasis alam atau masyarakat profesional, meningkatkan skala dan ruang lingkup proyek tertentu dan dampaknya terhadap masyarakat.

"Proyek sains warga telah tumbuh secara eksponensial selama dekade terakhir, membuka pintu ke batas ilmiah baru dan memperluas batas dari apa yang sebelumnya layak," kata DeWayne Shoemaker, profesor dan kepala Departemen Entomologi UT dan Patologi Tanaman, dan salah satu dari rekan penulis makalah ini. "Pendekatan yang relatif unik yang kami ambil adalah meminta masyarakat untuk membantu mengumpulkan – tidak hanya mengamati – hama pertanian ini, dan dengan demikian kami dapat mengekstraksi informasi yang direkam dalam DNA setiap kupu-kupu individu. Informasi itu, ketika dikumpulkan, bercerita tentang masa lalu kolektif dari kupu-kupu putih kol kecil. "

"Keberhasilan internasional proyek sains warga negara kami – Proyek Pieris – menunjukkan kekuatan masyarakat untuk membantu para ilmuwan dalam penelitian berbasis koleksi yang menjawab pertanyaan-pertanyaan penting dalam biologi invasi, dan ekologi dan biologi evolusi secara lebih luas," kata Ryan. Dia percaya penggunaan proyek-proyek sains warga berbasis koleksi akan membantu masyarakat lebih akurat mendokumentasikan perubahan ekologis dan evolusi, yang dapat mengarah pada perbaikan dalam manajemen dan keberhasilan tanaman serta kontrol lingkungan yang lebih baik untuk spesies invasif.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.