sarang semut, simulasi 3D
.Simulasi tiga dimensi konstruksi sarang semut.Credit: © CRCA / CNRS (Toulouse)

Bhataramedia.com – Semut secara kolektif membangun sarang yang ukurannya dapat mencapai beberapa ribu kali ukuran mereka dan arsitekturnya kadang-kadang sangat kompleks. Namun, kemampuan mereka untuk mengkoordinasikan beberapa ribu individu ketika membangun sarang tetap menjadi misteri.

Agar dapat memahami mekanisme yang terlibat dalam proses tersebut, peneliti dari CNRS, Université Toulouse III – Paul Sabatier dan Université de Nantes, mengkombinasikan analisis perilaku, pencitraan 3D dan teknik pemodelan komputasional.

Dilansir CNRS (18/01/2016), pekerjaan mereka menunjukkan bahwa semut mengorganisir diri dengan berinteraksi dengan struktur yang mereka bangun, hal ini berkat penambahan feromon untuk bahan bangunan mereka. Sinyal kimia ini mengontrol aktivitas bangunan mereka secara lokal dan menentukan bentuk sarang. Runtuhnya sarang dari waktu ke waktu dan karena kondisi lingkungan juga memungkinkan semut untuk menyesuaikan bentuk sarang mereka. Karya ini diterbitkan di jurnak PNAS tanggal 18 Januari 2016.

Sarang semut taman hitam, Lasius niger, terdiri dari bagian bawah tanah berupa jaringan dan gundukan tanah yang terdiri dari sejumlah besar ruang berbentuk gelembung yang saling erat berhubungan satu sama lain. Menggunakan teknik pencitraan 3D seperti X-ray tomography [2] dan scanner 3D, para peneliti menandai struktur 3D yang dibuat oleh semut serta dinamika pembangunan. Selain itu, mereka menganalisis perilaku individu semut pada saat membangun sarangnya.

Pada bagian yang terletak di atas tanah, semut menumpuk bahan bangunan mereka membentuk pilar yang mengelilingi bilik. Semut secara istimewa menyimpan pelet tanah mereka di daerah di mana kelompok pelet lainnya telah dibuat. Mereka menambahkan feromon untuk materi mereka, yang merangsang semut lain untuk membangun di tempat yang sama, yang mengarah pada pembentukan pilar dengan jarak teratur. Ketika kolom mencapai ketinggian sama dengan rata-rata panjang tubuh semut, para pekerja membangun penutup di atas pilar. Mereka menggunakan ukuran tubuh mereka sebagai pedoman untuk menentukan kapan mereka harus berhenti membangun secara vertikal dan mulai untuk mendepositkan pelet secara lateral. Semut menggunakan dua jenis interaksi langsung dalam rangka membangun arsitektur kompleks.

Selain itu, feromon rusak dari waktu ke waktu pada tingkat yang tergantung pada kondisi iklim, yang memungkinkan konstruksi untuk beradaptasi dengan lingkungan. Misalnya, pada saat lingkungan kering jumlah feromon cepat menurun dan pilar sedikit dibangun. Oleh karena itu ukuran bilik akan lebih besar, yang memungkinkan semut mengelompok untuk menjaga sedikit kelembaban yang ada. Di sisi lain, pada lingkungan yang lembab, feromon akan bertahan untuk waktu yang lama, yang mengarah pada pembangunan lebih banyak pilar dan ruang yang lebih kecil.

Para peneliti kemudian mengembangkan sebuah model matematika 3D dari konstruksi sarang, yang diperoleh dengan menganalisis perilaku individu semut. Model ini menunjukkan bahwa dua jenis interaksi langsung digunakan oleh semut untuk mengkoordinasikan kegiatan mereka yang menghasilkan dinamika konstruksi dan struktur yang dibangun selama percobaan. Hal ini juga menyoroti peran kunci yang dimainkan oleh feromon pada dinamika pertumbuhan dan bentuk dari sarang.

[1] at the Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CNRS/Université Toulouse III — Paul Sabatier) and the Laboratoire d’Informatique de Nantes Atlantique (CNRS/Université de Nantes/Ecole des Mines de Nantes).

[2] X-ray tomography adalah teknik pencitraan non-destruktif yang dapat digunakan untuk merekonstruksi bentuk obyek 3D dengan merakit ptongan-potongan virtual.

Referensi Jurnal :

Anaïs Khuong, Jacques Gautrais, Andrea Perna, Chaker Sbaï, Maud Combe, Pascale Kuntz, Christian Jost & Guy Theraulaz. Stigmergic construction and topochemical information shape ant nest architecture. PNAS, 18 January 2016 DOI: 10.1073/pnas.1509829113.