Pengaruh Ekstrim Musim Terhadap Kegiatan Mencari Makan Dan Produktivitas Koloni LebahStingless/Tanpa Sengatan (Melipona Asilvai Moure, 1971) DiTimur Laut Brazil (terjemahan bebas dari artikel penelitian Daniela Lima do Nascimento and Fabio Santos Nascimento)

11 Jul

Hindawi Publishing Corporation

Psyche

Volume 2012, Article ID 267361, 6 pages

doi:10.1155/2012/267361

 

Artikel Penelitian

Pengaruh Ekstrim Musim Terhadap Kegiatan Mencari Makan Dan Produktivitas Koloni LebahStingless/Tanpa Sengatan (Melipona Asilvai Moure, 1971) DiTimur Laut Brazil

Daniela Lima do Nascimento and Fabio Santos Nascimento

Departamento de Biologia, Faculdade de Filosofia, Ciˆencias e Letras de Ribeir˜ao Preto, Universidade de S˜ao Paulo,

14040-901 Ribeir˜ao Preto, SP, Brazil

Correspondence should be addressed to Daniela Lima do Nascimento, daninascimento@usp.br

Received 5 March 2012; Revised 13 April 2012; Accepted 15 April 2012

Academic Editor: James Charles Nieh

Hak Cipta © 2012 DL do Nascimento dan FS Nascimento. Ini adalah sebuah artikel yang dapat diakses dan didistribusikan oleh Creative Lisensi Atribusi Commons, yang dapat digunaan, didistribusi, dan direproduksi tak terbatas dalam media apapun, dengan syarat
karya asli dikutip.

Penelitian ini melaporkan pengaruh musim terhadap kegiatan mencari makan dan parameter-parameter internal kolonial Melipona asilvai di kawasan hutan Atlantik dari timur laut Brazil.Kami menggunakan kamera video yang terhubung ke PC untuk memantau semua keberangkatan dan kembalinya lebah pekerja dan jenis bahan makanan yang mereka bawa. Kegiatan mencari makan menurun hampir 90% dari musim kemarau hingga musim hujan, namun suhu dan kelembabanbukanlah faktor utama yang mempengaruhi tingkat Keberangkatan mereka. Pengamatan yang dilakukan terhadap jumlah penyimpanan madu menunjukan tingkat penurunan yang ekstrim dalam kegiatan ini selama musim hujan sehingga dianggap telah terjadi diapause musiman dalam spesies ini.

1. Pengantar

Kegiatan mencari makan pada serangga sosial dipengaruhi oleh variabel lingkungan yang tak terduga dalam hal waktu dan lokasi makanan [1]. Menurut Biesmeijer dan de Vries [2], ada dua hal utama yang mempengaruhi kegiatan lebah mencari makan: (1) faktor internal, seperti memori individu dan batas ambang respon untuk bereaksi terhadap rangsangan keinginan mencari makan, dan (2) faktor eksternal, seperti lingkungan dan kondisi koloni yang menentukan tingkat eksposur terhadap rangsangan yang terkait dengan Keputusan mereka mencari makan [3-8]. Koloni lebah madu dan lebah stingless dapat mengalokasikan lebih banyak pekerja untuk mengumpulkan nektar dan serbuk sari sebagai respons terhadap jumlah makanan yang dimiliki dan ketersediaan sumber daya di lapangan [7,9-12].

Koloni Lebah stingless terdiri dari beberapa ratus hingga puluhan ribu individu, dan pertukaran informasi antara para pekerja adalah fitur kunci dalam menghasilkan efisiensi makan koloni dan secara tidak langsung terhadap pertumbuhan koloni dan keberhasilan reproduksi [13]. Pengaruh cuaca terhadap kegiatan mencari makan dalam beberapa spesies lebah eusocial telah dipelajari [14-25]. Studi ini melaporkan bahwa kondisi cuaca, intensitas cahaya, kelembaban, ketersediaan pangan, persaingan, keadaan koloni, dan keadaan fisiologis individu merupakan faktor pentingyang mempengaruhi kegiatan mencari makan dari spesies Melipona.

Dalam penelitian ini kami melaporkan efek ekstrim yang mempengaruhi aktivitas mencari makandan produksi koloni sebagai respons terhadap variabel-variabel lingkungan dalam koloni Melipona asilvai. Untuk tujuan ini, kami menggunakan pendekatan observasional terbaru untuk memantausemua kegiatan keberangkatan dan pintu masuk lebah mencari makan setiap hari.

  1. Bahan dan Metode

2.1. Lokasi Penelitian.Penelitian dilakukan di Campus of Universidade Federal de Sergipe (UFS), S˜ao

Crist ´ ov˜ao (1055_S, 3703_W, altitude 2m). Area penelitian dikarakterisasi sebagai area subhumid di Atlantic Rain Forest atau “Zona da Mata.” Menurut Amˆancio [26], dua musim berbeda ditemukan pada daerah ini: musim hujan berlangsung dari April hingga Agustus (curah hujan antara 1.100mm and 1.500mm) dan musim kemarau dari September hingga Maret. Siklus suhu udara berlangsung terus menerus tanpa terjadi variasi panas yang signifikan.

 

2.2. Spesies. Tiga koloni Melipona asilvai dengan ratunya dipelihara untuk penelitian ini. Koloninya berasal dari Nossa Senhora da Gl´ oria, Provinsi Sergipe, yang dibawa ke the UFS Entomology Laboratory. Masing-masing koloni ditempatkan dalam sebuah kotak kayu yang ditutupi dengan kaca untuk keperluan pengamatan. Sebuah pipa plastik digunakan untuk menghubungkan koloni dengan lingkungan luarnya, sehingga memungkinkan lebah mencari makan dengan leluasa. Suhu lingkungan dikontrol pada 28oC menggunakan thermostat.

 

2.3. Pengambilan Data. Penelitian ini dilakukan pada 10-28 Maret 2009 (musim hujan) dan 10-28 Juni 2009 (musim kemarau). Kami menggunakan kamera pengaman mikro (model CCD Sony 480L Day 0.1 Lux Color) yang ditempatkan dalam kotak kaca (5.0 × 3.0 × 3.0 cm) yang dipasang pada setiap pintu masuk pipa. Rekaman video diatur sedemikian sehingga dimulai pada pukul 05:00, sebelum Keberangkatan lebah pekerja untuk mencari makan pertama kali, dan berakhir pada pukul 19:00, setelah aktivitas di luar koloni berakhir. Kamera-kamera tersebut dihubungkan dengan komputer menggunakan AVerMedia EZmaker frame grabber (Avermedia, Milpitas,CA) dan VirtualDub software, http://www.virtualdub.org/. Program ini memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi bahan yang diangkut lebah pekerja, misalnya mud (berbentuk tidak beraturan dan berwarna cokelat), resin(berwarna terang dan berbentuk bulat), pollen (berwarna putih hingga kuning), dan cairan (air dan nektar). Para lebah pekerja yang datang membawa beban muatan pada abdomen mereka dikelompokan. Nektar dan air yang dibawa tidak dihitung.

Untuk mengetahui bagaimana pengaruh musim terhadap kegiatan pengumpulan makanan dan kondisi koloni, setiap hari kami menghitung jumlah pot madu dan pollen, setup dalam kotak, serta jumlah relatif individu dalam koloni (lebah pekerja dalam sisiran). Semua parameter didata pada pukul 18:00 setelahperekaman dengan video. Data suhu dan kelembaban relatif diukur dengan termohigrometer digital yang dipasang di luar laboratorium.

 

2.4. Analisis data. Data dianalisis menggunakan general linear model (GLM),di mana koloni, musim, dan waktu per hari dimasukan sebagai variabel independen dan jumlah lebah yang masuk dan keluar sebagai variabel dependen dalam data[27]. Uji Kruskal-Wallis dan uji Mann-Whitney U digunakan untuk memastikan apakah tipe substansi yang diangkut lebah pekerja terjadi pada periode satu hari dan untuk membandingkan produktivitas koloni antara kedua musim.Korelasi uji Kendau Tau juga digunakan untuk memperkirakan hubungan antara faktor-faktor abiotik dengan frekuensi terbang lebah. Semua analisis menggunakan Statistica 7.0 (Statsoft inc.).

 

3. Hasil

3.1. Kegiatan mencari makan dan Pengaruh Musim. General linear mixed model menunjukkan bahwa kegiatan mencari makan secara signifikandipengaruhi oleh hampir semua parameter yang diuji (Tabel 1). Perbedaanantara koloni tidak signifikan, yang berarti bahwa jumlah keberangkatan lebah pekerja untuk mencari makan dan kembalinya dalamtiga koloni tidak berbeda. Rekaman analisis penerbangan kembali lebah 73375 menunjukkan perbedaan mencolok dalam kegiatantersebut antara musim hujan dan kemarau. Musim, waktu, dan waktu × musim menunjukkan efek yang signifikan pada frekuensi kegiatan mencari makan.

Tabel 1: Hasil GLM kegiatan mencari makan pada musim kemarau danmusim hujan, per hari, dan pada koloni yang diamati.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tidak ada korelasi yang kuat antara suhu udaradan kelembaban relatif dengan frekuensi keluarnya lebah pekerja'(Gambar 1, musim kemarau: suhu: τ = -0.20, P = 0,83 dankelembaban: τ = 0,34, P = 0,73; musim hujan: suhu: τ = 2.71, P <0,05 dan kelembaban: τ = -0.03, P = 0,37). Di sisi lain, perbandingan data yang dikumpulkan menunjukkankecenderungan positif antara suhu dengan jumlah lebahkeluar sarang (τ = 13,94, P <0,001).

 

3.2. Aktivitas mencari sumber makan, per hari, dan musim. Aktivitas keberangkatan lebah dari sarang selama musim kemarau terjadi sekitar pukul 05:30. Selama musim hujan, keberangkatan pertama dimulai pukul 6:00-9:00, dan pada saat-saat tertentu aktivitas keluar mencari makan awal terjadi pukul 13.00. Dalam kedua musim, aktivitas perjalanan mencari makan berakhir sekitar pukul 18.00. Selama musim kemarau, puncak aktivitas keberangkatan terjadi antara pukul 07:00 dan 08:00 ( rata-rata ± SD = 38,46 ± 30,64 lebah , Gambar 1 (a), sedangkan pengamatan yang dilakukan selama musim hujan tidak menghasilkan puncak yang jelas karena jumlah individu yang keluar sangat sedikit (Gambar 1 (b)). Aktivitas mencari makanan cair berubah secara intens sepanjang waktu hari selama musim kemarau tapi tidak di musim hujan, di mana jumlah individu yang keluar mencari makanan cair berkurang secara signifikan (musim kemarau : H12 = 195,17, P <0,001; musim hujan: H12=104,77, P<0,001; Angka 3 (a) dan 3 (b)). Aktivitas mencari makanan cair selama musim kemarau mulai sekitar pukul 06:00, dengan puncak kegiatan pada pukul 7:00 (rata-rata ± SD= 97,5 ± 12,4 lebah) dan menurun setelah pukul 11:00. Sebanyak 43.228 lebah diamati kembali dengan muatan cair. Selama musim hujan, aktivitas pengumpulan cairan tidak menunjukkan
puncak signifikan (Gambar 2 (b)). Dalam periode ini pengamatan terhadap 1.959 lebah dicatat.

Pengumpulan pollen, resin, dan mud juga berbeda antaramusim dan jam per hari (Gambar 3 (a) dan 3 (b)). Pengumpulan pollen menunjukkan variasi yang signifikan antara hubungan jam per hari di kedua musim (musim kemarau: H12= 225,26, P<0,001; musim hujan: H12 = 66,65, P <0,001; Angka 2 (a) dan2 (b)). 5,198 lebah diamati kembali dengan pollen selamamusim kemarau dan 340 lebah selama musim hujan. Pengumpulan resin memuncak pada pukul 7:00 di musim kemarau dan dari pukul 8:00sampai 10:00 selama musim hujan (musim kemarau: H12 = 80,07, P<0,001; musim hujan: H12 = 32.21, P <0,001). Selamamusim kemarau dan hujan, masing-masing 6.213 dan 118lebah yang diamatikembali dengan resin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pengumpulan mud dilakukan sepanjang hari dan tidak menunjukkan adanya aktivitas puncak yang spesifik (Gambar 3 (a) dan 3 (b)). Perbedaan ini signifikan dalam kedua periode penelitian (Musim kemarau: H12 = 86.19, P <0,001; musim hujan: H12 = 28.68, P = 0,004). Masing-masing 16.106 dan 213 lebah yang kembali diamati dengan mud di kedua musim.

 

3.3. Produktivitas koloni. Analisis terhadap produktivitas relatif kolonimenunjukkan bahwa semua parameter secara signifikan bervariasiantara musim kemarau dan hujan (Gambar 4). Lebih banyak pot nektaryang diamati selama musim hujan dibandingkan musim kemarau (Mann-Whitney U = 9,10, P <0,001). Sebaliknya, jumlah pot serbuk sari lebih kecil pada musim kemarau (Mann-Whitney U = 5.15, P <0,001). Produksi induk hampirditangguhkan selama musim hujan, sehingga jumlah selyang ditetapkan secara signifikan lebih kecil di musim ini(Mann-Whitney tes U = 2,67, P <0,05).

 

4. Pembahasan

4.1. Kegiatan mencari makan dan pengaruh musim. Hasil penelitian kami menunjukkanbahwa selama 19 hari penelitian di musim hujan, keberangkatan para lebah pekerja M. asilvai untuk mencari sumber makanan (cair dan serbuk sari) menurun lebih dari 20 kali. Pengumpulansumber makanan tampaknya tidak secara independen dipengaruhi olehfaktor tunggal seperti suhu atau kelembaban. Faktor lain yang juga dapat mempengaruhi aktivitas mencari makan dari lebah stinglessadalah variasi dalam kuantitas dan kualitas sumber makanan antara hari atau musim [10, 28]. Biesmeijer et al. [9] mengamati bahwa konsentrasi gula dari nektar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yang lebih tinggi dikumpulkan oleh lebah dalam lingkungan yang lebih kering. Memang, hubungan organisasi pencarian makanadalah hasil dari respons individu lebah pekerja terhadap perubahan lingkungan.

Penelitian sebelumnya yang dilakukan dengan spesies yang sama padadaerah yang lebih kering di timur laut Brasil mencatat hubungan yang sama antara faktor abiotik dengan kegiatan lebah mencari makan [29]. Penelitian lain yang dilakukan di lintang yang lebih tinggi memverifikasi bahwa suhu dan kelembaban relatif merupakan faktor pembatas yang paling mempengaruhi puncak aktivitas penerbangan lebah stingless [17, 21, 23].

4.2. Mencari sumber makanan, waktu per hari, dan musim. Penelitian kami menunjukkan bahwa pengumpulan serbuk sari oleh Melipona asilvaimemuncak pada jam-jam pertama di pagi hari dan menurun pada siang hari. Pola ini telah diamati pula padaspesies Melipona lain [30, 31]. Hil’ario et al. [21] mengamati bahwa dalam spesies M. bicolor bicolor intensitas pengumpulan polenterjadi di pagi hari, ketika kelembaban relatiflebih tinggi serta suhu dan intensitas cahaya lebihbanyak. Roubik [10] menyatakan bahwa pollen yang dipanen dijam-jam pertama setiap hari sebanding dengan ketersediaannya yang lebih tinggi pada bunga-bunga.

Pengumpulan cairan terjadi sepanjang periode aktivitaskoloni M. asilvai. Walaupun telah diamati terjadinya pengurangan 90% aktivitas penerbangan keberangkatan lebah selama musim hujan, ada distribusi reguler cairan yang masuk sepanjang hari pada kedua musim. Pierrot dan Schilindwein [31] merekamtingkat pengambilan nektar yang lebih tinggi pada sore hari dalam koloniM. scutellaris, yang dapat dikaitkan dengan peningkatan bertahapkonsentrasi gula dalam bunga yang terinsolasi [32]. Pola serupa juga ditemukan dalam percobaan yang dilakukan dengan M.rufiventris di tenggara Brazil [24].

Pengumpulan cairan terjadi secara luar biasa selama musim kemarau (lihat Gambar 3 (a)). Jumlah lebah yang kembali dengan beban cairan adalah sekitar 70% lebih tinggi dari beban lain. Hasil ini, jika dikaitkan dengan penurunan aktivitas penerbangan lebah pekerja danjumlah pot madu yang tercatat selama musim hujan, menunjukkan bahwa koloni M. asilvai mengalami semacam diapause musiman. Di negara-negara bagian selatan, di mana pergantian musim lebih pasti, aktivitas penerbangan spesies M. bicolor schencki dan M. Marginataobscurior lebih intens selama musim panas dan musim semi dibandingkanmusim gugur dan musim dingin [33, 34]. Diapause reproduktif telahdiamati pada spesies lebah selatan lainnya, seperti Plebeia Remota dan P. droryana [28, 32].

4.3. Produktivitas Koloni. Musim memiliki dampak signifikan terhadap parameter-parameter relatif dalam produksi koloni M. asilvai. Diketahui bahwa ketersediaan sumber makanan penting untuk produksi lebah pekerja, ratu, dan pejantan dalam koloni lebah stingless [35-37]. Meskipun kami tidak mencatat jumlah produksi induk lebah dalam penelitian ini, namun wajar untuk berspekulasi bahwa jumlah produksi dan penggabungan koloni spesies ini terjadi pada saat musim kemarau ketika
ritme kegiatan lebih tinggi.

5. Kesimpulan

Kami menyimpulkan bahwa variasi musiman kemarau-hujan sangatmempengaruhi parameter biologi eksternal dan internalMelipona asilvai. Kegiatan mencari makan menurun hampir
90% dari musim kemarau ke musim hujan, namun suhudan kelembaban bukanlah faktor utama yang mempengaruhi keberangkatan lebah pekerja. Penyimpanan madu dan penurunan tajam jumlah aktivitas lebahselama periode musim hujan memungkinkan terjadinya diapause musiman pada spesies ini.

%d bloggers like this: