Dampak Isolasi Sosial Terhadap Aktivitas Lokomotor Lalat Rumah (Musca domestica)

PENDAHULUAN

Perilaku sosial dapat didefinisikan secara luas sebagai interaksi antara individu-individu dari spesies yang sama yang mengubah perilaku mereka selanjutnya dan dapat memengaruhi sifat-sifat seperti kawin, kawin, agresi, indukan, mencari makan, belajar, dan ingatan serta fenotipe non-perilaku seperti perkembangan dan mortalitas. 

Pada Drosophila, isolasi sosial menyebabkan penurunan masa hidup, peningkatan agresi, penurunan kebutuhan tidur, dan penurunan jumlah serat di tubuh buah. Efek-efek perilaku ini terkait dengan perkembangan terhambat dari sistem saraf pusat. Penelitian pada kecoa gregarious menunjukkan bahwa isolasi memiliki dampak signifikan pada fisiologi mereka, misalnya dengan mengurangi tingkat perkembangan dan produksi telur.

Pada Blattella germanica, individu yang diisolasi menunjukkan kemauan yang berkurang untuk berinteraksi dengan yang lain, kemampuan yang berkurang untuk menilai kualitas pasangan kawin, dan aktivitas mencari makan yang berkurang, yang secara kolektif dijelaskan sebagai “sindrom isolasi.”

Dikemukakan bahwa semua spesies rumah tangga menderita dampak isolasi yang memiliki dampak signifikan pada tingkat kematangan dan kemampuan reproduksi mereka. Mengingat kerapatan populasi lalat rumah yang dapat mencapai tingkat tinggi, interaksi sosial dapat memiliki konsekuensi yang kuat terhadap ekspresi perilaku individu. Studi ini mengeksplorasi efek isolasi terhadap aktivitas bergerak lalat rumah, karena pergerakan merupakan bagian integral dari banyak perilaku, dan aktivitas bergerak basal tinggi telah terbukti berkorelasi dengan kebugaran. 

Para peneliti menghipotesiskan bahwa lalat rumah yang kekurangan interaksi sosial akan menunjukkan aktivitas bergerak yang berkurang, seperti yang ditemukan pada perilaku eksplorasi dan mencari makan pada spesies lain. Diakui bahwa betina cenderung lebih kurang aktif dibandingkan jantan dan telah terbukti memiliki tingkat aktivitas bergerak basal yang lebih rendah, sehingga efek observasional isolasi mungkin kurang jelas pada betina dibandingkan dengan jantan.

METODE

Pemeliharaan

Lalat rumah yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari populasi lapangan Spanyol yang dikumpulkan pada tahun 2011 di Centre de Recerca en Sanitat Animal, Barcelona. Populasi tersebut ditempatkan dalam kandang pemeliharaan (30×30×30 cm) dengan ukuran populasi sekitar 1000 individu selama 10 generasi dan dipelihara pada suhu 25 °C sebelum digunakan. Larva dipelihara dalam medium larva yang terdiri dari dedak gandum (24,6%), alfalfa (12,3%), ragi (0,6%), gula malto (0,9%), dan air keran (61,6%) hingga mencapai 75% dalam bentuk puparia.

Puparia yang digunakan dalam eksperimen dipisahkan dari medium dan ditempatkan dalam labu kaca berukuran 250 ml dengan penutup busa, dengan satu individu per labu untuk memastikan bahwa semua lalat yang digunakan adalah virgin. Dewasa yang baru muncul diberi makan larutan gula (sukrosa) 8% dalam tabung Eppendorf berukuran 2 ml yang disegel dengan kapas. Lalat mengalami fotoperiode 16:8 jam cahaya:gelap (L:D) dan dipisahkan dalam labu terpisah sebelum diidentifikasi jenis kelamin dan diasingkan ke dalam kelompok perlakuan.

Desain Eksperimental

Efek isolasi perilaku pada jantan dan betina dilakukan dalam dua percobaan independen. Dalam kedua percobaan tersebut, lalat perawan diurutkan menjadi dua kelompok 24 jam setelah muncul – 16 labu dengan satu lalat jantan atau betina masing-masing (diisolasi secara sosial), dan 16 labu lainnya dengan dua lalat jantan atau dua lalat betina bersama-sama (dijaga secara sosial). Karena perkawinan dapat memiliki efek bingung pada aktivitas bergerak, tidak ada perlakuan dengan campuran jenis kelamin. Selama perlakuan, semua lalat diberi makan secara bebas pada larutan gula 8% dan dipelihara pada suhu 25 °C dengan fotoperiode 16:8 jam (L:D). Perlakuan berlangsung selama 8 hari.

Setelah mengakhiri perlakuan isolasi, aktivitas bergerak, yang terutama melibatkan berjalan tetapi juga melompat dan penerbangan singkat di dalam labu, diukur dalam monitor aktivitas bergerak (LAM, TriKinetics). Aktivitas diestimasi sebagai jumlah kali dalam interval 5 detik bahwa fotoseLl di tengah labu dilintasi, dengan demikian memantau frekuensi lalat melintasi sensor di dalam labu.

Satu lalat ditempatkan dalam setiap labu – 16 labu dengan jantan atau betina dari perlakuan isolasi dan 16 labu dengan satu jantan atau betina dari perlakuan sosialisasi. Lalat dianestesi menggunakan paparan karbon dioksida singkat dua kali selama eksperimen – untuk memisahkan lalat ke dalam labu untuk perlakuan pemeliharaan sosial dan untuk menempatkan lalat dalam labu sebelum eksperimen di LAM.

Labu ditempatkan secara horizontal ke dalam LAM secara acak ke salah satu dari 32 slot. Makanan dalam bentuk larutan gula seperti yang dijelaskan di atas ditempatkan di kedua ujung labu dalam tabung Eppendorf berukuran 1.5 mL tanpa penutup yang ditempatkan di dalam penutup busa. Sebuah potongan kapas mencegah larutan tumpah dan memberikan substrat lembab di mana lalat dapat makan.

Lalat menghabiskan 3 hari dalam mesin tersebut. 24 jam pertama dari perekaman tidak dimasukkan dalam analisis karena potensi efek penanganan lalat. Dua hari dan malam penuh perekaman dikumpulkan dan digunakan untuk analisis. Program pencahayaan mengikuti fotoperiode 16:8 jam (L:D) (16 jam cahaya dari pukul 07.00 pagi hingga 11.00 malam dan 8 jam kegelapan total (0 lux) dari pukul 11.00 malam hingga 07.00 pagi).

HASIL

Aktivitas siang hari pada lalat jantan yang dijaga secara sosial secara signifikan lebih tinggi daripada pada lalat jantan yang diisolasi hanya pada hari pertama ketika dianalisis secara terpisah. Perbedaan tersebut berkurang pada hari kedua, memberikan efek signifikan dari hari dan interaksi perlakuan pada hari tersebut. Aktivitas siang hari pada lalat betina menunjukkan pola yang berbeda.

Efek isolasi tidak secara signifikan mengurangi aktivitas dibandingkan dengan lalat betina yang dijaga secara sosial. Terdapat efek signifikan dari hari dan waktu hari, tetapi tidak ada interaksi signifikan. Aktivitas malam hari tidak berbeda antara perlakuan untuk kedua jenis kelamin, meskipun terdapat efek signifikan dari malam hari pada aktivitas lalat betina yang kurang aktif pada malam kedua.

Hal ini sebagian besar disebabkan oleh aktivitas yang lebih rendah pada lalat betina dari perlakuan isolasi yang memberikan interaksi yang sedikit tidak signifikan.

PEMBAHASAN

Lalat rumah jantan yang diisolasi selama 8 hari tanpa rangsangan dari individu sejenis lain menunjukkan penurunan aktivitas bergerak sepanjang siang hari pada hari pertama, namun tidak pada malam hari (Gambar 1a). Efek isolasi paling terlihat pada hari pertama di mana lalat yang diisolasi kurang aktif dibandingkan dengan lalat yang dijaga secara sosial. Seiring waktu, aktivitas pada kelompok kontrol menurun menuju tingkat isolasi pada lalat jantan. Di sisi lain, betina tidak menunjukkan efek isolasi pada aktivitas bergerak pada hari 1 atau 2 dan tampaknya kurang aktif dalam 2 jam pertama pada hari pertama. Hasil serupa telah diperoleh pada tikus, di mana jantan lebih mudah terpengaruh oleh isolasi (Guo et al. 2004). Pada penelitian Drosophila, pola perilaku agresif yang selektif terhadap jenis kelamin telah ditunjukkan (Nilsen et al. 2004), dan isolasi dapat memengaruhi agresi (Ueda dan Kidokoro 2002).

Lalat rumah jantan M. domestica berbeda secara signifikan dari lalat betina dalam hal perilaku, menunjukkan aktivitas yang lebih tinggi dan pola ritme sirkadian yang berbeda (Buchan dan Sohal 1981; Bahrndorff et al. 2012). Dimorfisme seksual dalam pola aktivitas perilaku ini dapat menjelaskan mengapa kita hanya mengamati efek isolasi pada lalat jantan. Lalat rumah jantan mengoptimalkan kebugaran dengan membuahi sebanyak mungkin telur (Hosken et al. 2009), dan dalam kehadiran lalat jantan lain, mereka masih akan mencoba melakukan serangan kawin (Murvosh et al. 1964). Oleh karena itu, selain cahaya dan makanan, kawin dapat dianggap sebagai motivator utama untuk aktivitas lalat jantan, dan rangsangan seperti individu sejenis yang mungkin memicu serangan kawin akan menghasilkan aktivitas yang lebih tinggi.

Betina cenderung bersifat monogami dan biasanya hanya melakukan kawin sekali (Riemann et al. 1967), serta tidak pernah teramati memulai kawin (Murvosh et al. 1964). Tingkat aktivitas yang tinggi pada betina dapat menarik perhatian jantan yang tidak diinginkan, yang mungkin dapat menjelaskan mengapa isolasi tidak berpengaruh pada aktivitas bergerak betina. Betina juga menginvestasikan banyak energi dalam produksi telur, yang dapat mengakibatkan adanya trade-off dengan tingkat aktivitas untuk menghemat energi. Namun, dalam eksperimen ini, lalat memiliki akses tak terbatas ke makanan, sehingga perbedaan aktivitas seks yang diamati mungkin tidak mencerminkan kebutuhan atau persyaratan fisiologis, sejalan dengan penelitian sebelumnya (Schou et al. 2013).

Perbedaan perilaku mungkin lebih ditentukan secara genetik. Gen-gen pada neuron yang mengontrol perilaku seksual dimorfik baru-baru ini telah dipetakan, dan telah ditunjukkan bahwa jantan yang mengekspresikan transgen feminisasi dominan pada sekelompok kecil neuron di pars intercerebralis memiliki pola aktivitas bergerak yang mirip dengan betina (Gatti et al. 2000). Pada waktu malam, tidak ada perbedaan antara lalat yang diisolasi atau dijaga secara sosial untuk kedua jenis kelamin. Pada Drosophila, isolasi menyebabkan penurunan kebutuhan tidur (Ganguly-Fitzgerald et al. 2006; Donlea et al. 2009). Namun, pada lalat rumah, isolasi tidak tampak mempengaruhi aktivitas malam hari, karena tingkat aktivitas pada kedua perlakuan cukup tumpang tindih untuk kedua jenis kelamin.

Lalat rumah jantan tampaknya mengantisipasi kegelapan karena terdapat penurunan aktivitas yang jelas dalam jam-jam menjelang interval malam dan penurunan aktivitas yang lebih cepat dalam 2 jam pertama kegelapan. Perubahan ini tidak sejelas pada betina. Belum jelas apakah perbedaan perilaku yang terlihat antara perlakuan pada lalat jantan dalam eksperimen ini disebabkan oleh neurodevelopmen ontogenetik awal yang disebabkan oleh kurangnya stimulus sosial atau apakah itu disebabkan oleh plastisitas perilaku. Ketidakresponsifan atau ketidakreaktifan lalat jantan yang diisolasi terhadap lingkungan uji (yaitu, aktivitas yang lebih rendah pada hari pertama dibandingkan dengan kontrol) menunjukkan bahwa hal tersebut mungkin terjadi secara perkembangan yang tidak dapat diubah.

Di sisi lain, penurunan aktivitas lalat jantan sosial menuju aktivitas lalat jantan yang diisolasi pada hari kedua menunjukkan bahwa ini mungkin merupakan plastisitas perilaku yang dapat diubah, menunjukkan awal efek isolasi atau aklimatisasi terhadap pengaturan uji dari lalat yang sebelumnya dijaga secara sosial. Untuk memahami hal ini lebih lanjut, tes kedua dapat dilakukan pada lalat yang sama dengan membalikkan perlakuan, meskipun ini akan memerlukan penandaan pada lalat yang awalnya dijaga secara sosial yang kemudian diisolasi. Pada Apis mellifera, ukuran tubuh jamur pada lebah dewasa telah terbukti sangat plastis sebagai respons terhadap pengalaman sosial (Maleszka et al. 2009), menunjukkan bahwa efek isolasi dapat diatasi oleh sosialisasi berikutnya.

KESIMPULAN

Individu yang dijaga dalam isolasi mungkin tidak mencerminkan kondisi alami, yang dapat menjadi masalah tergantung pada konteks eksperimen. Efek isolasi yang diamati pada perilaku lalat rumah menunjukkan bahwa organisme ini dapat menjadi kandidat yang baik untuk penelitian lebih lanjut yang menyelidiki efek isolasi.

Apakah anda produsen produk pengusir lalat? Belum melakukan pengujian produk terhadap produk anda?

IML Research hadir untuk membantu anda !

Segera konsultasikan produk anda dengan para tim peneliti kami yang kompeten dan berpengalaman dibidangnya selama 25 tahun. Segera hubungi untuk mendapatkan KONSULTASI GRATIS, kunjungi instagram kami di imlresearch !

REFERENSI

Mccarthy, Kayla & Kjaersgaard, Anders & Bahrndorff, Simon & Toke, & Munk Schou, Toke & Manenti, Tommaso & Loeschcke, Volker. (2015). The Effect of Social Isolation on Locomotor Activity in the Houseflies (Musca Domestica). Journal of Insect Behavior. 28. 10.1007/s10905-015-9501-9.