Para ilmuwan telah mengidentifikasi sirkuit otak yang membantu menentukan tugas apa yang dilakukan pekerja dalam suatu koloni. Ahli biologi dari Universitas Heinrich Heine Düsseldorf (HHU) dan universitas di Cologne dan Frankfurt am Main telah menemukan bahwa mereka dapat mengubah perilaku lebah dengan memanipulasi gen tertentu dan secara selektif mengurangi aktivitas sirkuit saraf tertentu.
Hasilnya dipublikasikan di jurnal ilmiah Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional (PNAS), menawarkan wawasan baru tentang bagaimana sebuah koloni mengatur tenaga kerjanya tanpa seorang pemimpin yang memberikan tugas.
Bagaimana lebah membagi pekerjaan tanpa pemimpin
Komunitas yang sukses bergantung pada anggotanya yang melakukan tugas yang tepat pada waktu yang tepat. Manusia dapat mendiskusikan tanggung jawab dan menugaskannya dengan sengaja, namun koloni lebah tidak memiliki perencana utama. Terlepas dari segalanya, lebah (Apis mellifera) mendistribusikan pekerjaan mereka dengan efisiensi yang luar biasa.
Tanggung jawab lebah pekerja umumnya berubah seiring pertumbuhannya. Pekerja muda merawat ratu dan mengembangkan larva. Kemudian, mereka membantu membangun dan memelihara sarang serta mempertahankannya dari ancaman. Hanya pada tahap terakhir kehidupannya mereka meninggalkan koloni untuk mencari makanan.
Perubahan perilaku ini didorong oleh interaksi antara sekitar satu juta neuron di otak lebah. Namun hingga saat ini, para ilmuwan belum memahami bagaimana sistem saraf menghasilkan perkembangan dari satu tugas ke tugas lainnya seiring dengan bertambahnya usia.
Sebuah gen yang terkait dengan perilaku lebah pekerja
Petunjuk penting muncul dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh tim HHU yang dipimpin oleh Profesor Dr Martin Beye dari Institute of Evolutionary Genetics. Para ilmuwan sedang mempelajari gen yang dikenal sebagai seks ganda ketika mereka mengamati perubahan perilaku yang tidak biasa.
Ketika gen tersebut dimatikan pada pekerja yang lebih tua, serangga tersebut mulai merawat ratunya lagi. Tanggung jawab ini biasanya hanya diemban oleh lebah yang lebih muda, sehingga menunjukkan bahwa jenis kelamin ganda memainkan peran penting dalam mengendalikan perilaku kerja yang berkaitan dengan usia.
Karena gen berjenis kelamin ganda hanya beroperasi di sirkuit saraf tertentu, penemuan ini memberi tim Profesor Beye, bekerja sama dengan peneliti dari Universitas Cologne dan Frankfurt/Main, sebuah cara untuk mempelajari bagaimana bagian tertentu dari otak lebah mempengaruhi perilaku sosial.
Para ilmuwan menonaktifkan sirkuit saraf tertentu
Para peneliti secara selektif membungkam neuron yang terkait dengan seks ganda. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan gen tersebut untuk menghasilkan protein yang menekan aktivitas saraf. Mereka kemudian mengaktifkan protein ini dengan memberi makan lebah zat tertentu, sehingga mereka dapat mengurangi aktivitasnya hanya di sirkuit yang ditargetkan.
Ketika sirkuit ini dihambat, para pekerja yang lebih tua kembali merawat ratu daripada melakukan tugas-tugas yang diharapkan pada usia mereka.
Dr Jana Seiler, penulis utama PNAS Menurut penelitian tersebut, “pekerja yang lebih tua kemudian mulai merawat ratunya lagi, sesuatu yang hanya dilakukan oleh lebah yang lebih muda. Ketika sirkuit tidak dihambat, lebah menunjukkan perilaku normal mereka yang bergantung pada usia. Dengan cara ini, kami dapat mengontrol tugas yang dilakukan oleh para pekerja.”
Komunikasi saraf dapat mengatur sarangnya
Hasilnya menunjukkan bahwa pengorganisasian tugas dalam koloni lebah memiliki dasar saraf. Ketika aktivitas di area tertentu di otak berkurang, sirkuit saraf lain mungkin menjadi aktif dan memicu serangkaian perilaku berbeda.
Hasilnya memberikan bukti awal bahwa komunikasi antar sirkuit saraf membantu menentukan apakah lebah pekerja sedang merawat ratunya, membangun atau menjaga sarang, atau mencari makan.
Profesor Beye menyimpulkan: “Kemampuan untuk mengendalikan perilaku sosial lebah memberi kita peluang baru untuk mengeksplorasi prinsip-prinsip dasar keragaman perilaku bawaan dan kerja sama sosial. Solusi terhadap rahasia bagaimana lebah dan hewan lain bekerja sama dengan baik tanpa rencana kemungkinan besar tersembunyi di sirkuit saraf otak.”
