Semut (Cataglyphis) menghabiskan minggu-minggu pertama kehidupan mereka secara eksklusif di sarang. Selama sekitar empat minggu, mereka merawat ratu dan anak-anak, menggali terowongan, membangun ruang atau merapikan. Pada titik tertentu, mereka meninggalkan sarang untuk memulai karir mereka di luar, bekerja sebagai pengumpul sampai mati.
Pirouettes memimpin jalannya
Sebelum semut mulai mencari makan, ia harus mengkalibrasi sistem navigasinya. Untuk tujuan ini, serangga menunjukkan perilaku aneh yang berlangsung dua hingga tiga hari: Mereka melakukan apa yang disebut “belajar berjalan” untuk menjelajahi sekitar pintu masuk sarang dan sering memutar sumbu tubuh [rangka aksial] mereka secara vertikal saat melakukannya. Rekaman video berkecepatan tinggi menunjukkan bahwa semut berhenti berulang kali selama gerakan memutar ini. Yang istimewa dari fase-fase penghentian ini adalah bahwa pada saat ini, semut selalu melihat kembali ke arah pintu masuk sarang, meskipun mereka tidak dapat melihat lubang kecil di tanah.
Peneliti dari Biocenter dari Universitas Würzburg sekarang telah membuat penemuan mengejutkan bahwa semut gurun menggunakan medan magnet bumi sebagai isyarat orientasi selama perjalanan kalibrasi ini. Kemampuan ini sebelumnya tidak diketahui dimiliki oleh semut gurun .
Pauline Fleischmann dan Robin Grob, asisten peneliti Profesor Wolfgang Rössler, yang menjabat sebagai Ketua Zoologi II di Biocentre dari Universitas Würzburg, melakukan tes pada musim panas 2017. Para ilmuwan merancang eksperimen bersama dengan Profesor Rüdiger Wehner dari Institut Penelitian Otak Universitas Zurich dan fisikawan Valentin Müller dari Universitas Würzburg. Mereka menyajikan hasil penelitian mereka dalam edisi terbaru jurnal Current Biology .
“Saat mereka mencari makan, semut gurun berani bepergian hingga beberapa ratus meter dari sarang mereka, mengejar jalur sinusoidal yang mencakup loop yang lebih besar. Begitu mereka menemukan makanan, mereka kembali ke pintu masuk sarang dalam garis lurus,” kata Wolfgang Rössler, menggambarkan kemampuan navigasi yang menakjubkan dari semut. Para peneliti sebelumnya telah mengetahui bahwa semut bergantung pada posisi matahari dan tanda-tanda sebagai isyarat orientasional dan mengintegrasikan informasi ini dengan langkah-langkah yang dilalui.
Mencari pintu masuk sarang, Semut Gurun menggunakan bidang geomagnetik untuk orientasi (hitam). Ini dapat disimpulkan dari percobaan, di mana bidang geomagnetik diputar secara artifisial (merah) [Current Biology].
Hasil penelitian terbaru menunjukkan, bagaimanapun, semut gurun juga terlihat kembali ke pintu masuk sarang selama pembelajaran berjalan tanpa adanya informasi matahari atau isyarat lanskap. “Ini memicu gagasan bahwa semut mungkin menavigasi menggunakan medan magnet Bumi sebagai isyarat, seperti yang dilakukan oleh beberapa burung,” kata Pauline Fleischmann.
Untuk mengkonfirmasi hipotesis mereka, para peneliti melakukan perjalanan ke selatan Yunani, di mana semut Cataglyphis sebagai pribumi. Mereka menggunakan kumparan Helmholtz setinggi 1,5 m. Arus terdefinisi melewati kumparan menciptakan medan magnet yang hampir homogen dan dikenal tepat di antara kumparan. Ini memungkinkan para peneliti untuk mempelajari perilaku semut gurun selama mereka berjalan di habitat alami mereka di bawah kondisi yang terkendali.
Hasil yang mengejutkan
Hasilnya tidak ambigu: Ketika para ilmuwan mengubah orientasi medan magnet, semut gurun tidak lagi melihat ke arah pintu masuk sarang sebenarnya tetapi menuju lokasi baru yang dapat diprediksi — pintu masuk sarang fiktif. “Integrasi jalan mereka memberi mereka vektor baru ke sarang berdasarkan informasi dari medan magnet,” Wolfgang Rössler menjelaskan. Para ilmuwan mengakui bahwa mereka terkejut dengan temuan ini. Mereka mengatakan bahwa meskipun spesies semut individu dikenal dapat merespon perubahan medan magnet dalam kondisi tertentu, kebutuhan dan pengaruh yang berbeda pada navigasi semut Cataglyphis tidak terduga.
Dengan hasil ini, para peneliti mengajukan pertanyaan lebih lanjut. Misalnya, kapan semut gurun menggunakan indra magnetiknya? Mungkin mereka mengandalkannya selama minggu-minggu pertama kehidupan mereka di bawah tanah. Lagi pula, bantuan navigasi bisa sangat berguna dalam kegelapan total. Tapi ini hanya hipotesis pada saat ini.
Pertanyaan kedua yang ingin ditangani oleh para ilmuwan adalah bagaimana dan apakah semut beralih antara isyarat navigasi yang berbeda dari posisi matahari, tengara dan medan magnet. Semut pengumpul yang sudah berpengalaman sudah mengetahui untuk melakukan kembali belajar berjalan ketika mereka terpaksa harus melakukannya, misalnya, dengan mengubah lingkungan di pintu masuk sarang . Tidak jelas, apakah mereka juga bergantung pada isyarat medan magnet dalam kasus ini atau apakah mereka menggunakan kompas matahari mereka selama perjalanan mencari makan.
Dan akhirnya, ada pertanyaan menyeluruh tentang di mana letak sensor medan magnet dan bagaimana cara kerjanya. Menurut Wolfgang Rössler, pertanyaan ini membawa Anda jauh ke dalam bidang penelitian orientasi dan navigasi pada serangga. Bagaimana otak semut yang relatif kecil itu dapat menyimpan informasi navigasi pada posisi matahari, medan magnet dan tengara, dan mengintegrasikan informasi ini dengan data jarak dari penghitung langkah mereka? Rössler percaya bahwa pertanyaan ini jauh melampaui bidang penelitian perilaku dan ilmu syaraf dan sangat menarik bagi ilmu komputer dan robotika juga.
