Skip to main content

Air Liur Manduca Sexta Alarm Kimia Daun Tembakau Memanggil Geocoris

(KeSimpulan) Panggilan bagi predator, Saliva Caterpillar dan komponen alarm kimia tanaman. Pesta hama pada tanaman tembakau akan mengubah volatile kimia yang dipancarkan oleh daun, sehingga mengusir musuh alami dari lokasi tersebut.

Tanaman telah berevolusi untuk pertahanan langsung terhadap banyak herbivora seperti duri, daun licin, racun mematikan atau resin yang menjengkelkan. Tetapi beberapa tanaman juga menggunakan pertahanan tidak langsung dengan mengeluarkan bahan kimia untuk mendatangkan musuh alami herbivora.

Ketika ulat mulai berpesta pada tanaman tembakau, senyawa daun atsiri menghembus sehingga menarik beberapa serangga predator dan parasitoid. Mereka berburu predator ulat bulu dan telur sehingga menguntungkan tanaman dengan mengurangi jumlah penyerang tersebut.

Sekarang, peneliti telah menemukan rahasia mengejutkan kimia tanaman: 'teriakan minta tolong' yang akan menghasilkan cara-cara baru untuk memerangi hama tanaman. Mempelajari dua jenis alarm panggilan kimia terbaik yang dikenal sebagai herbivore-induced plant volatiles (HIPVs) yaitu terpenoid dan green leaf volatiles (GLVs).

Terpenoid dilepaskan dari seluruh bagian dan bukan hanya daun rusak, namun sering terlambat satu hari setelah serangan. Peneliti tahu bahwa terpenoid tertentu menarik parasitoid khusus untuk host yang mereka sukai. Dengan kata lain, bahan kimia ini mengirim pesan yang sangat jelas bagi parasitoid: 'Hei, ada herbivora lezat di sini!' Sebaliknya, GLVs akan segera dilepaskan dari daun yang terluka oleh sebab apapun. Volatiles ini bertanggung jawab untuk aroma khas dari sebuah bagian yang baru saja terpangkas.

Para peneliti tidak pernah mengerti bagaimana parasitoid dan predator serangga mendeteksi perbedaan antara rilis GLVs oleh daun yang hanya menderita kerusakan mekanik dan GLVs yang dipancarkan dari daun karena dikepung oleh suatu herbivora.

Sebuah studi baru dilaporkan 26 Agustus di Science menunjukkan bahwa daun terluka oleh herbivora merilis buket GLVs berbeda dibanding kerusakan yang disebabkan secara mekanis. Selanjutnya, temuan menunjukkan bahwa tanaman tidak langsung mengubah alarm panggilan dimana cairan herbivora yang lapar menyebabkan perubahan kimia. Herbivora mengkhianati dirinya sendiri begitu mulai mengunyah yaitu mengungkapkan lokasi mereka kepada predator di daerah tersebut.

"Selalu ada saran GLVs diproduksi pabrik untuk menarik predator. Tapi tidak jelas bagaimana predator akan mampu membedakan antara luka mekanik dan luka akibat dimakan herbivora, dan laporan ini memberi konfirmasi yang benar-benar elegan," kata Andre Kessler, peneliti volatile tanaman dari Cornell University yang tidak terlibat dalam studi tersebut.

Silke Allmann dari Max Planck Institute for Chemical Ecology di Jena, Jerman, dan koleganya meneliti tanaman tembakau (Nicotiana attenuata) dan ulat tembakau hornworms (Manduca Sexta). Pertama, para peneliti membuat lubang-lubang di dalam daun tanaman tembakau dan menganalisis senyawa atsiri yang dipancarkan. Sebagai respon terhadap kerusakan mekanik, daun tembakau secara konsisten memberi buket karakteristik GLVs: Secara khusus, merilis lebih dari satu jenis GLV (Z-GLVs) dari yang lain (E-GLVs).

Dalam pengujian mekanis daun terluka, para peneliti menemukan bahwa air ludah ulat secara signifikan meningkatkan level E-GLVs. Selanjutnya, ketika para peneliti mamasang ulat hidup untuk makan daun tanaman tembakau, mereka mengukur juga peningkatan E-GLVS yang sama. Artinya, daun tanaman tembakau menyemburkan parfum berbeda baik ketika daun terluka oleh ulat atau terkena ludahnya dengan daun yang rusak karena sebab mekanis.

Untuk menguji apakah serangga predator benar-benar datang karena perbedaan yang halus ini, para peneliti pergi ke gurun Great Basin di barat daya Utah di mana mereka menanam telur hornworm tembakau di bagian bawah daun pada tanaman tembakau liar. Di dalam tanah di bawah dedaunan tersebut, peneliti menempatkan kapas-kapas yang sebelumnya di benamkan dalam resapan pasta lanolin dengan proporsi yang berbeda dari setiap jenis GLV. Beberapa kapas memancarkan lebih banyak E-GLVs (menirukan daun yang rusak oleh ulat), sedangkan yang lain lebih banyak Z-GLVs (replikasi sinyal kerusakan mekanik).

Kemudian para peneliti menunggu serangga predator yang dikenal sebagai big-eyed bugs (Geocoris). Setelah beberapa hari menunggu para peneliti menemukan bahwa bug Geocoris telah menyerang 24 persen telur pada daun terutama di dekat kapas-kapan yang memancarkan E-GLVs, tetapi hanya 8 persen telur di dekat kapas Z-GLV. "Ini memberitahu kita bahwa bug bermata besar mampu membedakan antara Z-GLVs dan E-GLVs, mereka lebih memilih yang menunjukkan ada ulat," kata Allmann.

Sebuah pertanyaan terakhir yang disampaikan dari penelitian ini adalah bagaimana air liur ulat memicu tanaman untuk memancarkan lebih banyak E-GLVs. Ludah ulat muncul dengan sendirinya mengubah Z-GLVs ke E-GLVs, dimana para peneliti mengidentifikasi melalui uji laboratorium. Selanjutnya, ludah ulat yang dipanaskan tidak mampu melakukan konversi ini, mengusulkan semacam protein (kemungkinan sebuah enzim) sebagai penyebabnya.

"Hasil yang menarik tetapi yang tidak terduga adalah perubahan GLVs tidak diaktifkan oleh tanaman tetapi oleh air liur serangga itu sendiri. Seperti desingan sayap nyamuk yang mengkhianati dirinya sendiri dengan memanggil polisi," kata, Allmann yang berspekulasi bahwa hornworm tembakau dapat mengkonversi Z-GLVs ke E-GLVs saat mereka makan karena beberapa bentuk E-GLVs bertindak sebagai agen antimikroba yang akan melindungi usus ulat bulu dari patogen daun. Tapi sejauh ini Allmann tidak memiliki bukti langsung untuk mendukung hipotesis ini.

Allmann juga berpikir pemahaman yang lebih tepat dari hubungan antara GLVs dan perilaku serangga bisa bermanfaat bagi tanaman. "Pabrik GLVs dimiliki oleh hampir semua jenis tanaman. Harus ada cara bagi para insinyur tentang panggilan alarm ke semua tanaman, termasuk tanaman-tanaman untuk menelepon polisi ketika mereka diserang," kata Allmann.

Silke Allmann (Department of Molecular Ecology, Max Planck Institute for Chemical Ecology, Hans-Knöll-Str. 8, DE-07745 Jena, Germany; Department of Plant Physiology, Swammerdam Institute for Life Sciences, Science Park 904, 1098 XH Amsterdam, Netherlands. and Ian T. Baldwin (Department of Plant Physiology, Swammerdam Institute for Life Sciences, Science Park 904, 1098 XH Amsterdam, Netherlands). Insects Betray Themselves in Nature to Predators by Rapid Isomerization of Green Leaf Volatiles. Science 27 August 2010: Vol. 329. no. 5995, pp. 1075-1078. DOI: 10.1126/science.1191634

Personal pages
  1. Silke Allmann: http://www.ice.mpg.de/dbs-staff/hopa/sial3374/web/main_en.htm
  2. Andre Kessler: http://www.eeb.cornell.edu/kessler/html/andrekessler.htm
Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian. Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.

Comments