Respon Kecoa Amerika Terhadap Suhu Dingin

Pendahuluan

Di zona beriklim sedang, serangga melewati musim dingin dengan dua strategi: penghindaran beku dengan memproduksi senyawa yang memungkinkan terjadinya pendinginan berlebih, dan toleransi terhadap pembekuan dengan mengendalikan pembentukan es di tubuh mereka (Sinclair dkk. 2003). Dengan menggunakan strategi ketiga, serangga lain bertahan hidup dengan mencari lingkungan yang menguntungkan termasuk tempat tinggal manusia di mana mereka dapat tetap aktif, atau diapause selama musim dingin. Banyak kecoa hama, termasuk kecoa Amerika, tampaknya menggunakan strategi ketiga, terutama di daerah beriklim sedang walaupun data umumnya kurang mengenai ambang batas suhu untuk bertahan hidup (Hamman dan Turney 1987). Kecoa Amerika telah dipelajari sebagai organisme model untuk fisiologi serangga (Bell 1981) dan untuk mendokumentasikan sejarah hidupnya dan metode pengendalian kimia (Cochran 1999).

Beberapa penulis secara anekdot melaporkan bahwa kecoa Amerika mati bila terkena suhu dingin. Reseptor dingin pada antenanya telah diidentifikasi (Loftus 1966). Ketika tidak mampu menghindari suhu dingin, serangga menjadi tidak bergerak pada ambang suhu spesifik spesies yang disebut sebagai ‘suhu koma dingin’ (Mellanby 1939). Kecoa Amerika dengan cepat menjadi tidak bergerak ketika terkena suhu yang sangat dingin. Namun, Staszak dan Mutchmor (1973) melaporkan pemulihan dari koma akibat dingin setelah 1 jam pada suhu di bawah nol. Toleransi dingin, kelangsungan hidup, dan respons terhadap penurunan suhu dievaluasi pada kecoa Amerika di laboratorium. Dua kecoak asli, Parcoblatta fulvescens Saussure dan Zehntner serta P. virginica von Wattenwyl juga diuji responsnya terhadap kondisi dingin.

Metode

Kondisi eksperimental

Kecoa Amerika diperoleh dari Kansas State University, Manhattan. Dengan menggunakan rumah kaca kosong dengan jendela dan pintu terbuka, kelangsungan hidup kecoa Amerika diuji di lingkungan semi-terlindung. Kecoa dewasa ditempatkan satu per satu ke dalam wadah plastik berukuran 1.000 ml yang diisi mulsa kayu lembab sebagai tempat berteduh, diberi bola kapas lembab untuk air, dan makanan anjing kering. Total ada 85 kecoa dewasa yang ditempatkan di rumah kaca. Suhu dicatat dengan data logger Hobo® (Bourne, MA) dan kecoak dievaluasi setelah 10 hari. Periksa kecoak dipelihara pada suhu sekitar 20°C dan kelembapan relatif 50% di lingkungan terkendali, fasilitas pemeliharaan serangga dalam ruangan.

Tes Pendahuluan

Tes pendahuluan dilakukan pada suhu -4 hingga 27°C untuk menentukan kelangsungan hidup kecoa Amerika pada berbagai suhu. Kelompok kecoa dipaparkan pada suhu konstan selama 12 jam dan mobilitas serta mortalitasnya dicatat. Hampir semua kecoa mati pada suhu ≤5°C, sedangkan suhu 8 dan 10°C memungkinkan mereka bertahan hidup namun menyebabkan hilangnya mobilitas. Oleh karena itu, perilaku diuji pada suhu ini.

Tes Ruang Pertumbuhan

Tiga ruang pertumbuhan yang diatur pada suhu 8, 9, atau 10°C digunakan. Kecoa (N = 12) ditempatkan satu per satu dengan selembar tisu basah dan makanan anjing kering ke dalam wadah kaca. Kelompok kecoa (N = 12) dievaluasi pada 24, 48, dan 72 jam, dan perilakunya diukur. Setelah 72 jam di ruang pertumbuhan, semua individu dipindahkan ke suhu kamar untuk menentukan kelangsungan hidup. Periksa kecoa disimpan pada suhu 20°C. Sebagai perbandingan, kecoa kayu asli, P. virginica dan P. fulvescens, diuji kelangsungan hidupnya pada suhu 4°C dan mobilitas pada suhu 8, 9, dan 10°C. Periksa kecoak Amerika disimpan pada suhu 20°C.

Hasil

Kondisi rumah kaca

Dalam kondisi rumah kaca dengan jendela dan pintu terbuka, kecoa Amerika dievaluasi setelah 10 hari. Selama periode ini, 100% kecoa rumah kaca mati, sementara semua kecoa yang dilindungi dan dipelihara di dalam ruangan pada suhu ~23° C tetap bertahan. Suhu udara di rumah kaca terbuka antara 20 November dan 6 Desember 2014 ditunjukkan pada Gambar 1. Suhu berkisar antara -4 hingga 41°C.

Ruang pertumbuhan

Dalam kondisi ruang pertumbuhan, 10 hingga 40% kecoa Amerika mati dalam waktu 72 jam. Tidak ada perbedaan signifikan dalam kelangsungan hidup kecoa yang diamati di antara tiga suhu yang diuji meskipun 40% mati setelah 3 hari pada suhu 8°C. Semua kecoa kayu pembanding dan pembanding selamat. Kecoa dicirikan sebagai makhluk yang normal dan tegak, telentang (terbalik) tetapi responsif, atau terbalik dan mati. Paparan suhu dingin selama 24 dan 48 jam menyebabkan sebagian besar kecoak Amerika kehilangan kemampuannya untuk mempertahankan postur tegak. Persentase yang meningkat menjadi terbalik seiring berjalannya waktu. 

Kecoa yang kehilangan kemampuan untuk mempertahankan postur tegak atau terbalik tidak pulih jika dipantau selama 24 jam setelah terpapar. P. virginica dan P. fulvescens diuji dalam kondisi ruang pertumbuhan yang sama dengan kecoa Amerika. Setelah 2 minggu, mereka tidak terlihat terpengaruh oleh suhu dingin karena mereka tetap melakukan aktivitas normal termasuk berjalan, respons terhadap rangsangan, makan, dan pembersihan antena serupa dengan yang diamati pada suhu kamar.

Diskusi

Data menunjukkan bahwa kecoa Amerika berjuang untuk bertahan hidup pada suhu yang cukup dingin (≤10°C) dan menunjukkan bahwa kecoa ini bergantung pada bangunan yang dipanaskan di sebagian besar wilayah penyebarannya di seluruh Amerika Serikat. Temuan ini menyarankan penggunaan suhu dingin sebagai strategi pengelolaan. Bangunan tak berpenghuni dapat dibiarkan mencapai suhu dingin selama musim dingin sebagai metode potensial untuk mengurangi populasi. Penelitian di masa depan harus menentukan suhu yang tepat dan lamanya waktu yang diperlukan untuk memfasilitasi kematian kecoa. Imobilitas sebagai respons terhadap dingin juga telah diamati pada serangga seperti Drosophila. Sebelum koma dingin terjadi, Drosophila spp. kehilangan kemampuan untuk memperbaiki diri (Block 1990; David et al. 1998). Demikian pula, kecoa Amerika kehilangan mobilitas dan berguling ke belakang ketika terkena suhu dingin hingga 9,3°C (Anderson dan Mutchmor 1968).

Kriteria koma dingin diukur berdasarkan respon serangga saat ditusuk atau tidak. Chill-coma adalah metode yang sudah ada untuk melumpuhkan, memanipulasi dengan mudah, dan mengangkut kecoa (Cornwell 1976) dan bersifat reversible jika serangga tidak menderita chilling-injury (Gibert dan Huey 2001). Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kecoa Amerika dapat pulih setelah dibiarkan dalam keadaan koma akibat suhu dingin selama 1 jam (Staszak dan Mutchmor 1973). Penelitian ini hanya menilai kelangsungan hidup kecoak Amerika dewasa. Kecoa Amerika oöthecae yang disimpan di lemari es memerlukan waktu lebih lama untuk menetas dibandingkan kecoa yang disimpan pada suhu ruangan (Tee dan Lee 2013). Hal ini menunjukkan bahwa telur kecoa Amerika dapat bertahan hidup pada suhu musim dingin yang sejuk. Namun, studi tambahan diperlukan untuk mengetahui lamanya waktu dan dampak suhu dingin. Periplaneta japonica bertahan pada suhu beku selama beberapa hari termasuk berjalan tanpa cedera di atas salju (Tanaka dan Tanaka 1997). Penelitian selanjutnya harus membandingkan toleransi suhu dengan P. americana. Hal ini juga dapat ditentukan apakah kecoa Jepang mencari perlindungan di gedung atau bertahan hidup di lingkungan yang lebih alami dan terbuka.

Untuk menerapkan strategi suhu dingin dalam mengendalikan kecoak Amerika, penelitian tambahan pada bangunan tidak berpenghuni yang mengevaluasi perlindungan termal akan sangat membantu. Penelitian serupa terhadap Gromphadorhina portensa (Schaum), kecoa tropis lainnya, menemukan bahwa sebagai respons terhadap stres dingin, ia meningkatkan jumlah protein dalam tubuh lemaknya, sebuah contoh dari “pengerasan dingin” yang meningkatkan kelangsungan hidup (Chowanski et al. 2015). Mengingat hasil percobaan bangunan terbuka dan studi ruang pertumbuhan, ada kemungkinan untuk menginduksi pengerasan suhu dingin pada kecoak Amerika, mungkin dengan menggunakan periode pemaparan yang lebih pendek dibandingkan yang diuji di sini. Namun, cedera koma dingin permanen mencapai 100% setelah 72 jam pada suhu 8 hingga 10°C. Penelitian di masa depan dapat mengevaluasi pengaruh sifat tahan banting terhadap kecoak Amerika.

Kesimpulan

Kesimpulannya, kecoak Amerika berjuang untuk bertahan hidup pada suhu yang cukup dingin (≤10°C) ) dengan cedera koma dingin permanen sebesar 100% setelah 72 jam pada suhu 8 hingga 10°C dan menunjukkan bahwa kecoa ini bergantung pada bangunan yang dipanaskan di sebagian besar wilayah yang diperkenalkan. berkisar di seluruh Amerika Serikat.

REFERENSI

David L. Bradt III, W. Wyatt Hoback and B. M. Kard. 2018. American Cockroach Response to Cold Temperatures. Southwestern Entomologist. Hal. 43(2):335-342