Dampak Densitas Populasi Larva Dan Tipe Makanan Pada Siklus Hidup Musca domestica (Diptera: Muscidae)

Di alam, larva serangga sering berbagi sumber daya makanan yang sama. Keramaian larva dapat menyebabkan persaingan dan memengaruhi akses terhadap sumber daya makanan. Selain itu, kepadatan larva secara signifikan memengaruhi banyak ciri kehidupan serangga. Misalnya, ketika larva dibesarkan dalam lingkungan makanan yang ramai, hal ini umumnya menyebabkan peningkatan risiko kematian, keturunan dewasa dengan daya reproduksi rendah, ukuran dewasa yang lebih kecil, umur panjang yang berkurang, laju pertumbuhan individu, dan keterlambatan perkembangan. Kepadatan larva yang lebih rendah dapat mempromosikan pertumbuhan dan perkembangan yang lebih baik.

Dalam beberapa kasus, kepadatan tinggi larva dapat menghasilkan peningkatan suhu lokal yang mungkin meningkatkan asimilasi pakan dan melindungi terhadap suhu lingkungan rendah. Selain itu, kerumunan larva dapat mengakibatkan penurunan kualitas substrat karena akumulasi produk limbah larva dan berdampak buruk pada kehidupan serangga. Oleh karena itu, mengoptimalkan kondisi kepadatan dapat melayani produktivitas pemeliharaan serangga.

Di alam, M. domestica diberi makan pada substrat ephemeral yang berbeda seperti sampah membusuk, makanan manusia, makanan hewan, kotoran hewan, dan sampah. Makanan mengatur persaingan dan merupakan penentu utama umur. Kualitas atau kuantitas sumber daya memengaruhi ciri kehidupan seperti perilaku, performa, dan dinamika populasi. Nutrisi yang tidak mencukupi dapat menghasilkan larva, pupa, dan dewasa yang lebih kecil. Kualitas pakan yang tinggi mengubah waktu pengembangan, pertumbuhan, dan kelangsungan hidup pada beberapa spesies serangga.

Oleh karena itu, mengetahui mekanisme persaingan yang terjadi di alam penting untuk mengurangi populasi hama dan meningkatkan pengelolaan hama ini. Pengaruh kepadatan larva dan konsentrasi nutrisi pakan pada ciri kehidupan belum pernah diselidiki secara sistematis sebelumnya. Penelitian terbatas telah dilakukan tentang penggunaan lalat rumah untuk kepadatan larva. Oleh karena itu, penelitian ini dirancang untuk menyelidiki pengaruh kerumunan larva dan konsentrasi nutrisi pakan pada ciri larva dan dewasa dari M. domestica.

METODE

Koloni Musca domestica

Lalat rumah dewasa ditangkap dari fasilitas peternakan susu di sekitar kampus Universitas Ondokuz Mayıs, Samsun, Turki (Mei-Sept) 2017. Sekitar 500 lalat rumah disimpan dalam kandang berukuran 50 × 40 × 50 cm dengan kelembapan relatif 62%, suhu 25,2 ± 0,5°C, dan fotoperiode 12:12 (L:D)-jam siklus cahaya. Jantan dan betina ditempatkan bersama dalam kandang yang sama. Telur yang dikumpulkan digunakan untuk menjaga koloni. Gula batu dan air disediakan ad libitum. Kami menggunakan lalat dari generasi yang sama dari koloni pada semua replik untuk mengurangi variabilitas genetik di antara sampel.

Siklus Hidup Musca domestica dan Produksi Telur

Larva yang menetas dari telur dipelihara di bawah kondisi lingkungan yang sama dengan dewasa. Variabel berikut diukur: berat dewasa dan pupa, rasio jenis kelamin, dan durasi tahap perkembangan (dalam jam; instar larva [I, II, dan III], pupa, dan dewasa). Ukuran setiap dewasa (lebar dan panjang) diukur di bawah stereomikroskop dengan perbesaran 10×. Lalat diberi kesempatan untuk bertelur selama 6 jam setiap 72 jam selama 4 minggu. Telur dipindahkan secara aseptis ke cawan Petri steril dan dipelihara dalam ruang pertumbuhan Sanyo 36VL pada suhu 25,2 ± 0,5°C, kelembapan 62%, dan fotoperiode 12:12 (L:D)-siklus cahaya. Telur diamati setiap jam untuk mengetahui saat menetas. Larva yang dihasilkan digunakan dalam eksperimen selanjutnya.

Desain Eksperimental

Untuk menentukan efek kerumunan larva pada beberapa sifat kehidupan M. domestica, larva yang baru menetas dibagi menjadi kelompok dengan empat kerapatan yang berbeda (yaitu, 25, 100, 200, dan 400 larva yang baru menetas). Tiga perlakuan diet dengan rasio P:C yang berbeda digunakan. Diet-diet ini adalah dedak gandum (21,8 protein, 75% karbohidrat; rasio P:C = 1:3,4; diet 1 = D1), tepung kedelai (44% protein, 24,4% karbohidrat; rasio P:C = 1:0,5; diet 2 = D2), dan tepung unggas (19% protein, 54% karbohidrat; rasio P:C = 1:2,8; diet 3 = D3) (Tabel 1).

Substrat diet disiapkan dengan mencampurkan pakan kering dan susu (berat/berat) untuk menghasilkan tingkat kelembaban sebesar 62% dari substrat dan ditempatkan dalam cangkir plastik polipropilena berkapasitas 500 ml.

Sebanyak 25, 100, 200, dan 400 larva M. domestica yang baru menetas diperkenalkan ke dalam cangkir plastik dengan tutup plastik yang memiliki enam lubang udara kecil, berisi 25 g tiga jenis diet yang berbeda (dedak gandum, tepung kedelai, dan tepung unggas), dan dipelihara pada suhu 25°C, kelembapan 62%, dan fotoperiode 12:12 (L:D)-jam siklus cahaya.

Lima replikat dari setiap diet dengan kepadatan larva yang berbeda digunakan dalam setiap percobaan. Mereka diperiksa setiap 12 jam dan waktu perkembangan larva di setiap cangkir dicatat. Ketika larva selesai makan dan mencapai fase berkelana, mereka meninggalkan makanan.

Pada tahap itu, cangkir plastik yang berisi larva yang tidak makan dan sisa makanan dihapus dari wadah dan larva yang tidak makan dipindahkan ke dalam botol kaca berkapasitas 1.000 ml yang berisi sekitar 15 g serbuk gergaji kering untuk pupasi. Botol ditutup dengan penutup jala halus dan dipelihara pada suhu 25°C, kelembapan 62%, dan fotoperiode 12:12 (L:D)-jam siklus cahaya, dan dipantau setiap 12 jam untuk kemunculan lalat dewasa.

Lalat dewasa yang muncul dibunuh dalam freezer pada suhu -4°C selama 24 jam; setelah dicairkan, dewasa ditempatkan pada suhu ruangan selama 1 jam dan jenis kelaminnya ditentukan.

Evaluasi

Pupa diambil setiap hari dari setiap wadah, kemudian ditempatkan dalam cangkir plastik berlabel 1.000 ml yang sesuai, berisi sekitar 15 g serbuk gergaji kering, ditutupi dengan penutup bernapas, diberi label, dikembalikan ke ruang pertumbuhan yang sesuai, dan dipantau setiap 12 jam untuk kemunculan lalat dewasa. Tanggal pupariasi dan kemunculan dewasa dicatat untuk setiap replikasi. Dewasa dan pupa dikumpulkan secara individu dengan timbangan analitik elektronik dengan akurasi 0,1 mg. Kematian tahap perkembangan terus dicatat hingga semua individu entah muncul sebagai dewasa atau mati. Jumlah total pupa yang ada yang memungkinkan untuk pupasi dicatat sebagai ukuran kelangsungan hidup larva. Jumlah total dewasa yang muncul sepenuhnya digunakan sebagai ukuran kelangsungan hidup pupa. Waktu dari penetasan telur hingga munculnya dewasa dicatat sebagai waktu perkembangan. Dewasa dihitung dan jenis kelaminnya dicatat. Jenis kelamin lalat rumah dewasa diukur berdasarkan adanya atau tidak adanya celah antara mata mereka.

HASIL

Waktu Perkembangan Larva dan Pupa

Waktu perkembangan larva dan pupa rata-rata (Tabel 1) disajikan melintasi diet dan kepadatan larva. Waktu perkembangan larva terpanjang tercatat pada kepadatan 400 (10,7 hari) yang dibesarkan dengan D3, dan waktu perkembangan terpendek terjadi pada kepadatan 200 (4 hari) saat dibesarkan dengan D1 (Tabel 1). Waktu perkembangan larva berbeda secara signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan antara efek kepadatan dan substrat pemeliharaan pada waktu perkembangan larva. Diet dan kepadatan larva memiliki korelasi positif pada waktu perkembangan larva. Waktu perkembangan pupa terpanjang tercatat pada kepadatan 200 (8,3 hari) untuk D3, sedangkan waktu perkembangan paling pendek terjadi pada kepadatan 200 (4,42 hari) untuk D1. Waktu perkembangan pupa berbeda secara signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan antara efek kepadatan dan substrat pemeliharaan pada waktu perkembangan pupa. Diet dan kepadatan larva memiliki korelasi positif pada waktu perkembangan pupa.

Kesintasan

Persentase kelangsungan hidup larva dan rasio jenis kelamin dewasa disajikan dalam Tabel 2. Kelangsungan hidup larva berkurang pada kepadatan tinggi untuk semua diet.

Persentase kelangsungan hidup larva tertinggi tercatat pada kepadatan 25 (94,4%) untuk D1 dan yang terendah tercatat pada kepadatan 400 (4,15%) untuk D3. Kelangsungan hidup larva berbeda secara signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan antara kepadatan dan substrat pemeliharaan. Diet dan kepadatan larva memiliki korelasi negatif pada kelangsungan hidup larva. Persentase kelangsungan hidup pupa tertinggi tercatat pada kepadatan 25 (94,8%) untuk D2 dan yang terendah tercatat pada kepadatan 400 (21,9%) untuk D1. Kelangsungan hidup pupa berbeda secara signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Diet dan kepadatan larva memiliki korelasi positif pada kelangsungan hidup pupa.

Persentase kelangsungan hidup betina tertinggi tercatat pada kepadatan 25 (60,4%) untuk D3 dan yang terendah tercatat pada kepadatan 400 (37,4%) untuk D1. Persentase kelangsungan hidup jantan tertinggi tercatat pada kepadatan 400 (62,6%) untuk D1 dan yang terendah tercatat pada kepadatan 25 (39,6%) untuk D3. Rasio jenis kelamin betina rata-rata berkisar antara 37 hingga 60% dan rasio jenis kelamin jantan berkisar antara 40 hingga 63%. Perbedaan rasio jenis kelamin dewasa rata-rata terdeteksi antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan (F = 32,936; df = 6,22; P = 0,0001) antara kepadatan dan substrat pemeliharaan. Diet dan kepadatan larva memiliki korelasi negatif pada jumlah jantan dan betina.

Berat Pupa dan Dewasa

Berat pupa rata-rata tertinggi (17,88 mg) tercatat pada kepadatan 25 dan terendah (3,83 mg) pada kepadatan 400 saat dibesarkan dengan D1, disajikan dalam Tabel 3.

Berat pupa berbeda secara signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan antara efek kepadatan larva dan diet pemeliharaan. Diet memiliki korelasi positif pada berat pupa. Tidak ada korelasi antara kepadatan larva dan berat pupa. Berat dewasa berbeda secara signifikan antara kepadatan larva dan substrat pemeliharaan. Terdapat interaksi yang signifikan antara efek kepadatan dan diet pemeliharaan. Berat betina tertinggi tercatat pada kepadatan 25 untuk D1 (2,78 mg), sedangkan berat terendah tercatat pada kepadatan 400 untuk D3 (0,78 mg) atau D2 (0,8 mg). Berat jantan tertinggi tercatat pada kepadatan 25 untuk D1 (2,94 mg), sedangkan berat terendah tercatat pada kepadatan 400 untuk D2 (0,8 mg). Tidak ada korelasi antara diet dan berat dewasa serta tidak ada korelasi signifikan antara kepadatan larva dengan berat dewasa.

PEMBAHASAN

Parameter sejarah hidup larva M. domestica dipengaruhi oleh kandungan diet dan kepadatan pemeliharaan. Waktu perkembangan mirip pada semua kepadatan ketika larva diberi makan dengan tepung kedelai. Waktu perkembangan total terpanjang tercatat pada D3 (pakan ayam). Hasil ini sejalan dengan Diener et al. (2009) yang mengamati bahwa periode waktu yang lebih lama untuk lalat prajurit hitam yang dibesarkan dengan pakan ayam. Waktu perkembangan berhubungan positif dengan kepadatan pemeliharaan dan diet dalam penelitian ini. Kepadatan larva yang tinggi bertindak dengan mengurangi aksesibilitas larva ke pakan dan larva membutuhkan lebih banyak waktu untuk memperoleh nutrisi yang cukup untuk tahap pupa. Selama proses ini, beberapa penghambat metabolisme dapat menghambat pertumbuhan larva dengan menyerap asam amino yang dihasilkan dan mengganggu pencernaan protein. Larva membutuhkan lebih banyak waktu untuk mengonsumsi makanan dan meningkatkan waktu perkembangan.

Kenaikan periode perkembangan dapat dijelaskan oleh penundaan dalam memperoleh berat minimum yang diperlukan untuk proses pupasi, karena larva belum matang tinggal lebih lama di substrat untuk memperoleh massa yang cukup. Secara keseluruhan, data ini menunjukkan bahwa penumpukan larva mempengaruhi perkembangan tahap tidak matang serangga dengan cara yang berbeda. Di sisi lain, beberapa penelitian sebelumnya melaporkan bahwa durasi perkembangan pada tahap tidak matang lalat berkurang saat kepadatan larva meningkat. Hasil kami menunjukkan bahwa hubungan antara kelangsungan hidup larva dan diet erat kaitannya. Kami mencatat tingkat kelangsungan hidup tertinggi saat larva dibesarkan dengan diet D2 dan D1. Kelangsungan hidup larva berkurang pada kepadatan tinggi untuk semua diet. Penumpukan larva memiliki efek negatif yang kuat pada munculnya dewasa dalam penelitian ini.

Beberapa hipotesis menyatakan efek penumpukan pada perkembangan larva serangga termasuk peningkatan pembagian makanan, gangguan taktil, toksin limbah. Akumulasi amonia akibat limbah larva dapat melambatkan pertumbuhan dan mengurangi kelangsungan hidup, karena amonia dapat menjadi pemicu stres bagi larva yang sedang berkembang dan memengaruhi mikrobiota makanan larva. Sementara itu, faktor penghambat pertumbuhan diproduksi oleh larva yang penuh sesak dan diyakini memperpanjang masa perkembangan. Ketika larva bersaing untuk mendapatkan jumlah makanan yang sama, larva terpaksa berhenti makan, mereka yang mencapai berat larva minimum untuk pupasi mengakibatkan persentase pupasi dan munculnya dewasa yang berkurang dan kehilangan berat badan pupa dan dewasa. Hasil kami menunjukkan bahwa berat pupa dan dewasa dipengaruhi oleh kepadatan pemeliharaan dan jenis makanan. Berkurangnya kompetisi di antara larva M. domestica merangsang asupan makanan larva dan menyebabkan peningkatan berat larva.

KESIMPULAN

Secara kesimpulan, hasil kami menunjukkan bahwa sifat-sifat sejarah hidup M. domestica dipengaruhi oleh kepadatan larva dan kandungan diet. Waktu perkembangan berhubungan positif dengan kepadatan pemeliharaan dan diet dalam penelitian ini. Selain itu, persentase kelangsungan hidup tahap tidak matang, berat pupa, dan dewasa M. domestica berkorelasi negatif dengan peningkatan kepadatan larva pada tiga diet berbeda. Hal ini dapat menjelaskan persentase eklosi yang lebih rendah yang terkait dengan pemeliharaan kepadatan tinggi. Efek buruk dari penumpukan larva ini mungkin disebabkan oleh perbedaan dalam ketersediaan makanan dan ruang hidup yang berkurang pada tahap tidak matang. Mungkin juga terjadi akumulasi metabolik yang bersifat toksik. Diet tepung gandum (D1) adalah yang paling efisien untuk perkembangan larva di antara tiga diet yang diteliti.

REFERENSI

Meltem Kökdener, Filiz Kiper, Effects of Larval Population Density and Food Type on the Life Cycle of Musca domestica (Diptera: Muscidae), Environmental Entomology, Volume 50, Issue 2, April 2021, Pages 324–329, https://doi.org/10.1093/ee/nvaa165