- Matabele ants, yang sering terluka saat berburu rayap, dapat membedakan luka rekan sarangnya yang terinfeksi dan mengobatinya dengan zat antibiotik mereka sendiri, sehingga meningkatkan peluang bertahan hidup
- Saat infeksi terjadi, profil hidrokarbon pada kutikula semut berubah, dan semut lain mendeteksi perubahan kimia ini untuk menentukan apakah ada infeksi
- Zat pengobatan berasal dari metapleural gland di sisi toraks; dari 112 komponennya, setengahnya memiliki efek antibakteri atau penyembuhan luka
- Para peneliti memastikan bahwa pengobatan ini menurunkan tingkat kematian sebesar 90% pada individu yang terinfeksi, dan makalahnya diterbitkan secara akses terbuka di Nature Communications pada 29 Desember 2023
- Patogen utama, Pseudomonas aeruginosa, juga terkait dengan infeksi pada manusia, sehingga analisis zat antibiotik semut dapat mengarah pada pencarian antibiotik baru
Perburuan berbahaya Matabele ants dan infeksi luka
- Matabele ants(Megaponera analis) tersebar luas di wilayah sub-Sahara dan hanya memangsa rayap
- Karena prajurit rayap mempertahankan koloninya dengan rahang besar yang kuat, Matabele ants yang berburu sering mengalami cedera
- Jika luka terinfeksi, risiko terhadap kelangsungan hidup meningkat, tetapi semut-semut ini dapat membedakan luka yang terinfeksi dari luka yang tidak terinfeksi dan mengobatinya
Cara mereka mendeteksi dan mengobati infeksi
- Infeksi mengubah profil hidrokarbon pada kutikula semut, dan semut lain mendeteksi perubahan ini untuk menilai status infeksi luka
- Pada luka yang terinfeksi, mereka mengoleskan senyawa antimikroba dan protein
- Zat ini berasal dari metapleural gland di sisi toraks
- Sekresinya terdiri dari 112 komponen
- Setengah di antaranya memiliki efek antibakteri atau penyembuhan luka
- Para peneliti memastikan bahwa pengobatan ini mengurangi tingkat kematian sebesar 90% pada individu yang terinfeksi
Para peneliti dan makalah
- Penelitian ini dilakukan oleh tim yang dipimpin Erik Frank dari Julius-Maximilians-Universität Würzburg dan Laurent Keller dari University of Lausanne
- Makalahnya diterbitkan secara akses terbuka di Nature Communications pada 29 Desember 2023
- Judul makalahnya adalah “Targeted treatment of injured nestmates with antimicrobial compounds in an ant society”
Kemungkinan kaitannya dengan kedokteran manusia
- Erik Frank berpendapat bahwa selain manusia, ia tidak mengetahui makhluk hidup lain yang melakukan perawatan luka medis secanggih ini
- Laurent Keller menjelaskan bahwa Pseudomonas aeruginosa, patogen utama pada luka semut, juga merupakan penyebab utama infeksi pada manusia, dan beberapa strain memiliki resistensi terhadap antibiotik
- Para peneliti ingin mengidentifikasi dan menganalisis zat antibiotik yang digunakan Matabele ants bersama kelompok riset kimia
- Analisis ini dapat mengarah pada penemuan antibiotik baru yang juga bisa digunakan pada manusia
Arah penelitian berikutnya dan materi observasi
- Erik Frank juga ingin meneliti perilaku perawatan luka pada spesies semut lain dan hewan sosial lain untuk memastikan apakah Matabele ants benar-benar unik dalam hal ini
- Dalam video yang dipublikasikan, terlihat seekor Matabele ant lain merawat semut yang terluka, yang ditandai dengan titik putih
- Semut yang merawat memegang metapleural gland dengan kaki depannya
- Dari sana, ia mengumpulkan zat antibiotik dan memindahkannya ke luka
Dokumenter Netflix dan materi terkait
- Penelitian Erik Frank tentang Matabele ants menarik perhatian tim produksi dokumenter alam Netflix “Life on Our Planet”
- Dokumenter 8 episode ini membahas evolusi kehidupan selama 500 juta tahun terakhir, disutradarai oleh Steven Spielberg, dan versi bahasa Inggrisnya dinarasikan oleh Morgan Freeman
- Matabele ants muncul dalam episode kelima berdurasi 51 menit, “In the Shadow of Giants”
- Adegan tersebut direkam pada April 2021 di laboratorium Comoé milik University of Würzburg di Côte d'Ivoire
- Pengambilan gambar berlangsung selama 3 minggu
- Perekaman dilakukan di habitat alami dan sarang buatan di laboratorium
- Tautan Netflix: Life on Our Planet
Buku Erik Frank
- Edisi paperback buku autobiografis Erik Frank, “Une Histoire de Fourmis”, mulai dijual sejak Oktober 2023
- Buku ini membahas penelitiannya, pengalamannya di laboratorium Comoé, dan masa studi doktoralnya di University of Würzburg
- Di Prancis, buku ini dinominasikan sebagai salah satu dari 6 buku terbaik di bidang komunikasi sains pada 2022
- Tautan penerbit: Une Histoire de Fourmis
1 komentar
Pendapat di Hacker News
Menakjubkan. Berkat temuan ini, keren juga bahwa kita mungkin bisa menjadi lebih baik dalam mengobati infeksi pada manusia
"Erik Frank. Laurent Keller also adds that these findings 'have medical implications because the primary pathogen in ant’s wounds, Pseudomonas aeruginosa, is also a leading cause of infection in humans, with several strains being resistant to antibiotics'."
Menyenangkan membayangkan para ilmuwan terdepan di perusahaan farmasi besar bergegas meneliti koktail senyawa yang dipakai semut untuk membuat obat blockbuster berikutnya
Kalau ini obat kanker atau terapi untuk penyakit langka yang serius, sejak kemarin mereka mungkin sudah menggiling semut ember demi ember
Tingkat adaptasi dan perilaku cerdas semut benar-benar sangat mengesankan, bahkan nyaris menakutkan
Rasanya lebih seperti sesuatu yang akan dibaca dalam karya Adrian Czajkowski/Tchaikovsky daripada kenyataan
Semut membudidayakan kutu daun. Mereka bukan sekadar menemukan kutu daun lalu mengumpulkan embun madu, tetapi membawa kutu daun ke tanaman dan merawatnya
Biji bunga matahari di rumah saya juga dipanen oleh semut. Bukan cuma mengambil sedikit biji; kalau terlambat panen satu hari saja, semuanya mereka ambil. Sebagian semut mencabut biji di atas bunga, sementara semut lain di bawah mengumpulkan biji yang jatuh ke tanah—kolaborasi yang luar biasa
Ini makin sulit dipercaya karena mereka bukan semut raksasa, melainkan semut yang sangat kecil. Jujur saja, mengherankan mereka tidak membangun struktur megalitik, tetapi koloni bawah tanah mereka, menurut standar semut, sudah berskala megalitik
Mungkin kita perlu menyelidiki semut sebagai pembangun piramida yang sebenarnya, alih-alih alien kuno
Untuk sementara, saya menyambut para penguasa semut kita
Yang benar-benar menakutkan dan menakjubkan adalah bahwa tingkat adaptasi seperti ini dalam sistem biologis bukan pengecualian, melainkan aturan
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9881685/#:~:tex...
“Untuk pengobatan, mereka mengoleskan senyawa antimikroba dan protein pada luka yang terinfeksi. Antibiotik ini diambil dari kelenjar metapleural yang berada di sisi dada. Sekresinya mengandung 112 komponen, dan setengahnya memiliki efek antimikroba atau penyembuhan luka”
Karena penasaran dengan kelenjar metapleural ini, saya mencari tulisan tentang kegunaannya: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21504532/#:~:text=The%20meta...
“Jika luka terinfeksi, itu menjadi risiko besar bagi kelangsungan hidup. Namun semut Matabele telah mengembangkan sistem medis yang canggih. Mereka dapat membedakan luka yang tidak terinfeksi dan luka yang terinfeksi, lalu secara efisien mengobati yang terakhir dengan antibiotik yang mereka produksi sendiri”
Dulu saya pernah menonton video di YouTube tentang semut, ada adegan mereka berhadapan dengan rayap dan terlibat perang total
Para prajurit rayap sekali menggigit benar-benar memotong anggota tubuh semut
Dalam video itu disebutkan bahwa berkat antibiotik, semut dapat memulihkan fungsi dasar dalam sehari. Artinya, meski kehilangan lengan pada pukul 9 pagi, hanya dengan seseorang mengoleskan antibiotik selama beberapa detik atau sekitar satu menit, sekitar pukul 3 sore mereka sudah bisa berguna lagi
Ini bukan soal regenerasi, melainkan bahwa mereka bisa berjalan dan bertindak senormal mungkin meski tanpa anggota tubuh
Apa bedanya antibiotik yang dibuat sendiri dengan sel T atau antibodi?
Antibiotik adalah molekul yang dimasukkan ke tubuh untuk membunuh hanya patogen
Jadi istilah-istilah itu berbeda. Dilihat dari sudut lain, jika molekul-molekul itu digunakan sebagai obat, mungkin kita akan menyebutnya antibiotik
“Semut mendapatkan antibiotik ini dari kelenjar metapleural”
Sungguh menakjubkan bahwa melalui seleksi alam, suatu kelenjar bisa muncul, dan kelenjar itu menghasilkan lebih dari 112 komponen, dari antibiotik hingga bahan kimia
Teori dasar bahwa “mutasi acak” dan kesalahan replikasi DNA semut menciptakan kantong sekresi terasa sangat aneh bagi saya. Saya membayangkan semut pertama seperti “Mule” dalam Foundation, yang bisa memperkenalkan bahan kimia untuk “mengendalikan dan menaklukkan”
Rasanya bahkan di dalam “mutasi acak” ada semacam mekanisme pembelajaran bawaan
Semut, seperti manusia, memiliki mikrobioma, dan tampaknya sudah lama diketahui bahwa mikrobioma tersebut menghasilkan beragam senyawa antimikroba/antibiotik serta molekul bioaktif lain yang bisa dimanfaatkan semut [1]. Dalam makalah ini, kelenjar-kelenjar lain juga tampak menyimpan dan mengeluarkan senyawa antimikroba semacam itu
Jadi, kemungkinan besar senyawa antimikroba dari mikrobioma, serta mekanisme untuk menyimpan dan mengeluarkannya di kelenjar, sudah ada sebelum kelenjar metapleural yang terspesialisasi ini berkembang
Kelenjar khusus ini sangat sering digunakan dalam perilaku grooming. Saat semut merawat diri sendiri, individu lain, ratu, larva, bahkan koloni jamur dalam kasus semut pemotong daun, mereka dapat menggosok kelenjar metapleural sebelum merawat, mengoleskan antimikroba/antibiotik dan mengurangi risiko infeksi
Mungkin perilaku grooming juga sudah ada sebelum kelenjar ini, dan hampir pasti sekresi dari kelenjar lain juga terlibat. Yang terlintas khususnya adalah air liur atau sekresi padanan pada semut untuk “membersihkan” sisa-sisa feromon lama atau sinyal kimia yang mengganggu
Jadi bisa dibilang bahan-bahan untuk membentuk organ dan perilaku yang cukup terspesialisasi ini sudah tersedia hampir secara independen. Namun, ini hanya narasi yang saya susun dari bacaan dan dugaan sebagai non-ahli, bukan sesuatu yang ingin saya sajikan sebagai fakta ilmiah
Selain itu, meski saya bukan ahli biologi maupun pakar evolusi/genetika, setahu saya evolusi tidak lagi diyakini secara ketat hanya terjadi berdasarkan mutasi acak semata. Misalnya, ada banyak bukti bahwa dalam kasus-kasus tertentu perubahan epigenetik dapat terjadi sebagai respons terhadap lingkungan dan proses internal, bahwa perubahan ini dapat diwariskan, dan melalui berbagai mekanisme yang diusulkan dapat menjadi bagian permanen dari genom
“Kini ada bukti yang baik bahwa pewarisan epigenetik bersifat luas dan terlibat dalam evolusi adaptif serta makroevolusi. Banyak konsekuensi evolusioner dari pewarisan epigenetik membuka bidang penelitian baru, dan menurut kami perlu memperluas sintesis evolusi melampaui model neo-Darwinian saat ini.”
Abstrak dari makalah lain membahas lebih detail bagaimana epigenetika dapat memengaruhi evolusi secara langsung maupun tidak langsung. Selain garis besarnya, sebagian besar berada di luar jangkauan pemahaman saya [3]
[1] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1634922/
[2] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5566804/
[3] - https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2020.011...
Saya terus berperang melawan semut di dapur, mereka benar-benar gigih, dan satu-satunya cara yang benar-benar berhasil adalah menjaga dapur sepenuhnya bersih
Letakkan campuran berikut di tutup dangkal atau piring kecil di dekat titik masuk semut
boraks sabun cuci piring 1
gula 3
air hangat 15
Jika cukup encer, semut akan memakan campuran itu dan membawanya kembali ke koloni. Beberapa hari kemudian, racun yang bekerja lambat akan mulai mengurangi kawanan
Dalam praktiknya, begitu suatu jalur sudah ditandai secara kimiawi, sangat sulit menghentikan semut, dan jika tempat sampah tidak dibersihkan, mereka akan tertarik kembali
Menangani struktur luar di sekeliling dengan tanah diatom terkalsinasi yang dicampur air juga membantu mengurangi makhluk bercangkang luar kitin. Ini bisa efektif jika koloni terhubung ke sistem terowongan
Semoga berhasil
Mereka masuk ke tangki toilet, mangkuk air kucing, vas bunga, bahkan gelas saya, dan hanya mencari air. Saya belum pernah sekalipun melihat semut di rumah membawa makanan apa pun, dan mereka tampaknya tidak tertarik pada makanan kucing, tetapi mereka selalu menemukan air. Saya penasaran bagaimana mereka bisa bertahan dengan diet serendah kalori itu
Saya cukup bersusah payah menutup semua pintu masuk dengan silikon, dan sejauh ini itu tampaknya menjadi langkah paling efektif
Saya hanya menaruh beberapa wadah umpan di ruangan yang ada semutnya, dan keesokan harinya mereka hilang; sudah hampir 3 tahun tetap begitu
Mungkin jelas tidak terkait, tapi ini mengingatkan saya pada anjing saya. Kalau tangan saya teriris kertas atau kulit tangan mengering karena eksim, begitu ia mencium luka atau kulit yang rusak, ia terus berusaha menjilatnya. Seolah-olah sedang membersihkannya? Ini anjing pertama saya, jadi saya belum benar-benar mencari tahu kenapa begitu
Tentu saja mulut anjing penuh bakteri, jadi setelah itu saya mencuci tangan sangat bersih dengan sabun
Saya hanya merasa itu cukup menarik
Tapi kalau lukanya ada padamu, itu bisa menjadi cara yang bagus untuk terkena infeksi sampai harus mengamputasi anggota tubuh
https://people.com/human-interest/man-who-lost-arms-legs-nos...
conspecific berarti individu dari spesies yang sama