Temuan baru yang dipublikasikan di jurnal Nature Communications mengungkapkan bahwa gelombang panas telah merusak sperma pada serangga – dengan dampak negatif bagi kesuburan lintas generasi.
Tim peneliti mengatakan bahwa infertilitas pejantan selama gelombang panas dapat membantu menjelaskan mengapa perubahan iklim memiliki dampak terhada populasi spesies, termasuk kepunahan terkait iklim dalam beberapa tahun terakhir ini.
Pemimpin kelompok penelitian Prof Matt Gage, dari University of East Anglia, mengatakan: “Kita tahu bahwa keanekaragaman hayati menderita akibat perubahan iklim, tetapi penyebab dan kepekaan secara spesifik sulit untuk dijabarkan.
“Kami telah menunjukkan dalam karya ini bahwa fungsi sperma memiliki sifat yang sangat sensitif ketika lingkungan memanas, dan begitupun dalam sebuah sistem model yang mewakili sejumlah besar keanekaragaman hayati global.
“Karena fungsi sperma sangat penting untuk reproduksi dan kelangsungan hidup populasi, temuan ini dapat memberikan satu penjelasan mengapa keanekaragaman hayati menderita saat terkena dampak perubahan iklim.
“Atmosfer yang lebih hangat akan lebih mudah menguap dan berbahaya, dengan kondisi ekstrim seperti gelombang panas menjadi semakin sering terjadi, intens dan meluas.
“Gelombang panas sangat merusak keadaan cuaca ekstrim. Kepunahan lokal diketahui terjadi ketika perubahan suhu menjadi terlalu kuat. Kami ingin tahu mengapa ini terjadi. Dan sebuah jawaban bisa dikaitkan dengan sperma.”
Tim peneliti menyelidiki kumbang tepung merah ( Tribolium castaneum ) untuk mengeksplorasi efek dari simulasi gelombang panas terhadap reproduksi hewan pejantannya.
Kumbang-kumbang itu terpapar pada kondisi kontrol standar, sementara yang lainnya terkena suhu gelombang panas selama lima hari, yaitu 5 °C hingga 7 °C di atas panas optimum mereka.
Setelah itu, berbagai eksperimen menilai potensi kerusakan pada keberhasilan reproduksi, fungsi sperma dan kualitas keturunan.
Gelombang panas membunuh sperma
Tim menemukan bahwa gelombang panas telah mengurangi separuh jumlah keturunan yang dapat dihasilkan oleh para pejantan, dan gelombang panas kedua hampir mensterilkan pejantannya.
Betina, sebaliknya, tidak terpengaruh oleh kondisi gelombang panas. Namun, reproduksi wanita terpengaruh secara tidak langsung karena pada percobaan menunjukkan bahwa gelombang panas merusak sperma yang diinseminasi dalam saluran reproduksi wanita.
Berdasarkan eksperimental gelombang panas, pejantan berkurang produksi spermanya sebanyak tiga perempat, dan setiap sperma yang dihasilkan selanjutnya akan berjuang untuk dapat bermigrasi menuju saluran betina. Namun, lebih mungkin mati sebelum terjadi pembuahan.
Kirs Sales, yang memimpin penelitian mengatakan: “Penelitian kami menunjukkan bahwa gelombang panas mengurangi kebugaran reproduksi laki-laki, dan itu mengejutkan seberapa konsisten efeknya.”
Kelompok ini juga mengeksplorasi penyebab mendasar dari kerentanan para pejantan. Gelombang panas menyebabkan beberapa dampak pada perilaku seksual pejantan, di mana mereka kawin setengah dari jumlah yang dilakukan oleh pejantan kontrol – yang tidak terkena dampak gelombang panas.
Gelombang panas menyebabkan kerusakan lintas generasi
“Dua hasil mengkhawatirkan adalah dampak dari gelombang panas berturut-turut pada para pejantan, dan dampak gelombang panas pada generasi selanjutnya,” kata Sales.
“Ketika pejantan terkena dua keadaan gelombang panas 10 hari terpisah, produksi keturunannya kurang dari 1 persen dibandingkan kelompok kontrol. Serangga di alam cenderung mengalami beberapa peristiwa gelombang panas, yang bisa menjadi masalah bagi produktivitas populasi jika reproduksi pejantannya tidak dapat beradaptasi atau pulih. ”
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa keturunan yang dibesarkan oleh ayah yang terkena dampak suhu panas – atau sperma mereka – hidup lebih pendek beberapa bulan.
Dan kinerja reproduksi pejantan muda yang dihasilkan oleh ayah – atau sperma – terkena kondisi gelombang panas juga terkena dampaknya. Serangga yang masih muda ini ditemukan kurang mampu menyuburkan serangkaian calon pasangan, dan menghasilkan lebih sedikit keturunan.
Para peneliti memperingatkan bahwa ini dapat menambah tekanan ekstra untuk populasi yang sudah menderita melalui perubahan iklim dari waktu ke waktu.
“Kumbang dianggap merupakan seperempat keanekaragaman hayati, jadi hasil ini sangat penting untuk memahami bagaimana spesies bereaksi terhadap perubahan iklim. Penelitian juga menunjukkan bahwa kejutan panas dapat merusak reproduksi pejantan pada hewan berdarah hangat juga, dan pekerjaan yang lalu telah menunjukkan bahwa ini menyebabkan infertilitas pada mamalia,” tambah Sales.
Para peneliti berharap bahwa efek dapat dimasukkan ke dalam model yang dapat memprediksi kerentanan spesies, dan pada akhirnya membantu menginformasikan pemahaman masyarakat dan tindakan konservasi.
