PERTAMA KALINYA SATU TETES FEROMON SEMUT TERLIHAT

Ketika seekor semut Lasius niger menemukan makanan, ia pulang ke sarang sambil meninggalkan jejak bau di belakangnya. Ia menurunkan perutnya ke tanah dan meneteskan butiran kecil feromon, pesan kimia yang menuntun teman-teman sesarangnya ke sumber makanan. Jejak semacam ini sudah dideskripsikan sejak 1779. Jejak itu menjadi contoh baku pengorganisasian diri (self-organisation) dan mengilhami satu keluarga metode komputer, yaitu algoritma optimisasi koloni semut.

Tetesan yang belum pernah terlihat

Namun, satuan dasar jejak itu belum pernah diamati. Para peneliti menyimpulkan kekuatan sebuah jejak dari lalu lintas semut atau dari perilaku peletakannya, dan menganggap setiap tetes sama. Volume satu endapan, seberapa cepat ia menguap, konsentrasi sebenarnya dari jejak alami: semuanya tidak diketahui. Bahkan pelarut yang menyusun sebagian besar tetesan belum pernah diidentifikasi.

Laure-Anne Poissonnier, Pierre Bon, dan rekan-rekan mereka di institut XLIM (CNRS dan Universitas Limoges) berupaya melihat tetesan ini secara langsung.

Menimbang tetesan dengan cahaya

Semut Lasius niger yang dipakai berasal dari koloni yang didirikan oleh seekor ratu yang dikumpulkan di Toulouse pada 2020. Setelah beberapa hari tanpa makanan, para pekerja dilepas ke sebuah jembatan kaca gantung sepanjang 57 milimeter, dengan air gula di ujung yang lain.

Endapan itu bening, sehingga tim menggunakan pencitraan fase kuantitatif (quantitative phase imaging): teknik interferometri yang mengukur seberapa besar sebuah benda bening memperlambat cahaya yang melewatinya. Dengan mengasumsikan indeks bias tertentu, perlambatan itu memberikan ketebalan lokal, dengan ketelitian sekitar 20%. Tanpa pewarna, tanpa sentuhan. Kamera pertama merekam satu bagian tetap jembatan hingga 250 gambar per detik; kemudian mikroskop dengan meja bermotor memindai seluruh jembatan.

Cairan yang lenyap, padatan yang bertahan

Tetesan pertama tertangkap langsung, saat keluar dari perut semut. Tetesan itu cair. Satu tetes menyusut dari 0,4 menjadi 0,15 pikoliter dalam sekitar 120 milidetik. Tetes lain, empat kali lebih besar, menyusut dari 1,7 menjadi 0,4 pikoliter dengan konstanta waktu 11 detik. Satu pikoliter adalah sepertriliun liter.

Yang tersisa adalah bercak padat dan datar selebar sekitar 80 mikrometer dan tebalnya hanya puluhan hingga ratusan nanometer. Diamati di bawah mikroskop selama lebih dari satu jam, salah satu bercak itu perlahan kehilangan sekitar 10% volumenya, dengan konstanta waktu 63 menit — mendekati lamanya jejak Lasius niger diketahui tetap aktif. Sebuah residu padat masih ada 24 jam kemudian.

Para penulis menafsirkannya sebagai tiga bahan:

sebuah pelarut yang membentuk sebagian besar tetesan dan menguap dalam hitungan detik — luput dari analisis kimia biasa, yang mengumpulkan jejak setelahnya;
sebuah padatan yang perlahan menyublim, langsung berubah menjadi gas. Mereka menduga isokumarin, molekul yang diketahui membuat semut-semut ini mengikuti jejak;
sebuah residu stabil, yang mungkin berfungsi sebagai matriks penahan dan menjaga bau tetap di tempatnya.

Jika seluruh bahan yang menyublim dari satu endapan adalah isokumarin, jumlahnya sekitar 26 pikogram, atau 110 miliar molekul yang dilepaskan ke udara.

Mengamati semut saja tidak cukup

Peneliti biasanya menghitung tetesan dengan mengamati gerakan khas menekuk perut. Tim merekam semut dari atas dan dari samping, lalu memindai jembatan. Pada satu semut yang representatif, terlihat 7 postur peletakan: 6 cocok dengan endapan nyata, satu tidak cocok dengan apa pun, bahkan setelah dicari dengan kepekaan lebih tinggi. Perilaku itu adalah petunjuk yang berguna, tetapi tidak sempurna.

Tak ada dua tetes yang sama

Lalu datanglah kejutan terbesar. Pada lima semut, endapan-endapan itu berbeda bentuk, luas, dan volumenya:

luas median: 4.300 mikrometer persegi, dengan variasi sepuluh kali lipat;
volume median: 0,68 pikoliter, berkisar dari di bawah 0,2 hingga lebih dari 4 — lebih dari 20 kali lipat;
bulat atau berbentuk buah pir, tergantung cara semut menyeret perutnya.

Sebuah model statistik mengaitkan sekitar 90% variasi dengan perbedaan antarindividu semut. Anggapan umum bahwa semua endapan identik ternyata keliru, setidaknya pada spesies ini.

Spesialis jejak?

Jika perbedaan individual ini stabil dari waktu ke waktu, sebagian pekerja mungkin memainkan peran yang jauh lebih besar dalam membangun jejak. Para penulis ingin memasukkan nilai-nilai terukur ini ke dalam model perilaku kolektif dan algoritma optimisasi, serta mencari tahu jumlah terkecil yang dapat dideteksi seekor semut. Di luar biologi murni, mereka menunjuk manfaat praktis: umpan untuk semut invasif memanfaatkan perekrutan yang digerakkan oleh jejak, dan feromon makin banyak dipakai di pertanian sebagai alternatif yang tepat sasaran bagi pestisida.