Pada suatu pagi yang cerah di bulan September di Buffelsrivier, sudut terpencil Namaqualand, sekitar 530 km (329 mil) utara Cape Town, Universitas Stellenbosch ilmuwan tanah Cathy Clarke dan Michele Francis menyaksikan ekskavator raksasa Volvo menggali tanah oker yang kering. Selama lima jam berikutnya, ekskavator bekerja keras menggali parit sepanjang 60 m (197 kaki) dan kedalaman 3 m (10 kaki) melalui jantung gundukan raksasa yang tersampir rendah, yang dikenal secara lokal sebagai heuweltjie atau “kecil bukit”. Ini semua adalah bagian dari proyek universitas yang bertujuan untuk memahami mengapa air tanah di daerah tersebut sangat asin.
Setelah ekskavator kembali ke kota terdekat Springbok, yang berpenduduk 12.790 jiwa, Clarke, Francis, dan sekelompok mahasiswa pascasarjana mulai menjelajahi parit. Mereka mulai dari ujung tanah, yang disebut Paus Fransiskus sebagai “bagian yang membosankan”, menyentuh tanah dan mencari tanda-tanda kehidupan. Ketika mereka semakin dekat ke dalam, mereka mulai melihat sekelompok kecil rayap panen selatan (Microhodotermes viator) yang kebingungan berusaha keras memperbaiki kerusakan yang terjadi pada rumah mereka.
Di tengah parit, dua meter di bawah permukaan tanah, mereka menemukan “sarang besar yang terlihat seperti alien raksasa,” kata Paus Fransiskus kepada Al Jazeera. Clarke mengangguk setuju, “Saat saya melihatnya, saya tahu kita sedang menyaksikan sesuatu yang istimewa. Itu jelas sekali kuno… Dan hidup.
Setelah mereka meluangkan waktu untuk sekadar mengagumi pekerjaan yang dilakukan oleh makhluk sepanjang 1 cm (0,4 inci) ini, mereka beralih ke hal yang sebenarnya: mengumpulkan sampel tanah. “Saya menyerahkan pekerjaan itu kepada seorang pekerja magang muda yang membawa beliung,” Clarke tertawa. “Tapi dia gagal membuat bilah baja menembus sisi parit.” Menurut John Midgley – ahli entomologi di Museum KwaZulu-Natal yang tidak terlibat dalam proyek tersebut – tanah tersebut sangat keras karena merupakan bagian dari “gundukan kuno” yang dibentuk oleh rayap selama ribuan tahun. Akhirnya, setelah banyak terengah-engah, mahasiswa pascasarjana tersebut berhasil mendapatkan sampel seukuran sepak bola yang dikirim untuk pengujian.
Tantangan-tantangan seperti ini adalah bagian dari kehidupan sehari-hari para ilmuwan tanah, kata Clarke, yang menggambarkan disiplin ilmunya sebagai “perpaduan yang menyenangkan dari segala hal mulai dari ilmu pengetahuan hingga teknik sinar-X dengan presisi tinggi.”
Francis memberi tahu saya bahwa ketika mereka kembali ke hotel di Springbok pada penghujung hari, petugas kebersihan melaporkan mereka kepada manajer: “Dia mengira kami zama zamas [South African slang for illegal miners] karena kamar kami tertutup debu oranye,” katanya, seraya menambahkan: “Mungkin itu dia [the cleaner] “Dia benar.”
Berapa umurnya?
Para ilmuwan tanah secara naluriah mengetahui bahwa mereka telah menggali sarang rayap yang sangat tua. Tapi tak satu pun dari mereka yang siap untuk berapa tahun lagi hal itu akan terjadi. Mereka mengirimkan sampel penanggalan radiokarbon dari sarang dan tanah dari lokasi di sisi lain gundukan raksasa tersebut. Pengujian ini menganalisis karbon organik tanah (bahan organik terurai yang ditarik ke dalam sarang rayap) dan mineral kalsit (karbon anorganik dalam bentuk kalsium karbonat) untuk mendapatkan gambaran lengkap mengenai umur gundukan tersebut.
Penelitian telah menunjukkan bahwa bahan organik yang ditarik rayap ke dalam sarang telah ada di sana setidaknya selama 19.000 tahun. Mineral kalsit di dalam sarang, yang juga merupakan hasil aktivitas rayap, bahkan lebih tua lagi: sudah ada sekitar 34.000 tahun, atau sebelum zaman es terakhir.
Paus Fransiskus dengan cepat menunjukkan bahwa “ini tidak berarti bahwa rayap hidup di dalam es.” Seperti yang dia jelaskan, di bagian dunia yang gersang, zaman es sebenarnya merupakan masa kelimpahan: “Namaqualand mempunyai curah hujan yang melimpah dan merupakan magnet bagi semua jenis hewan.”
Meskipun ahli entomologi Midgley yakin bahwa rayap telah hidup di wilayah tersebut setidaknya selama 30.000 tahun (sarang fosil pertama ditemukan di wilayah tersebut pada tahun 1930-an), ia mengatakan tidak ada cara untuk membuktikan bahwa sarang tersebut telah lama ditempati. selama ini. “Ada kepadatan sarang yang tinggi di wilayah tersebut. “Rekolonisasi sepertinya tidak bisa dihindari, meski tidak disengaja,” jelas Midgley.
Apa pun yang terjadi, penelitian Clarke dan Francis menyoroti peran serangga yang disalahpahami ini sebagai insinyur ekosistem. Setidaknya 165 spesies rayap dari 54 genera terdapat di Afrika Selatan. Meskipun terdapat perbedaan besar antar genera, semua genera dicirikan oleh tingkat organisasi sosial yang tinggi, dan setiap spesies mencakup beberapa “kasta” yang berbeda. Tergantung pada kasta – reproduksi (raja i ratu), tentara atau pekerja – rayap dari spesies yang sama mungkin terlihat dan berperilaku sangat berbeda.
Rayap panen selatan terutama memakan batang dan ranting yang mereka bawa ke sarangnya: dalam bahasa Afrika mereka disebut rayap pembawa basil (operator klub) atau penebang (penebang pohon). Selain julukan tersebut, kebanyakan orang hanya tahu sedikit tentang mereka – mereka sering bingung membedakannya dengan semut. Rayap biasanya hanya disebutkan ketika petani mengeluhkan kerusakan yang mereka timbulkan di padang rumput mereka. Penggunaan pestisida untuk membunuh rayap masih menjadi praktik umum.
Rayap mungkin memiliki reputasi yang buruk, namun penelitian Clarke dan Francis menyoroti salah satu manfaat jangka panjang dari memakan batang kayu. Selama ribuan tahun, redistribusi bahan organik secara drastis mengubah komposisi tanah, sehingga secara efektif menciptakan dua habitat berbeda dalam bioma yang sama. Beberapa spesies tanaman menyukai tanah heuweltjies yang kaya mineral, sementara yang lain telah beradaptasi untuk tumbuh di tanah yang tidak dihuni rayap.
“Rayap adalah salah satu penyebab keanekaragaman hayati Namaqualand yang luar biasa,” kata Clarke. Bioma tersebut, yang secara resmi dikenal sebagai Karoo Succulent, dianggap “wilayah gurun yang paling beragam secara biologis di dunia“.
Tapi itu bukan satu-satunya cara mereka memberikan manfaat bagi planet ini.
Penemuan yang tidak disengaja
Heuweltjies yang dibentuk oleh rayap panen selatan sama sekali berbeda dengan puncak dramatis yang dibangun oleh spesies lain di Afrika, Australia, dan Amerika Selatan. Tapi itu tidak membuat mereka menjadi kurang menarik. Gundukan yang ditinggikan ini, berukuran diameter hingga 40 meter (132 kaki) dan berisi jaringan terowongan dan sarang rayap yang rumit, menutupi hingga 27 persen Namaqualand. Para ilmuwan berbeda pendapat mengenai apakah rayap benar-benar menghasilkan heuweltjies – namun bahkan skeptis Akui bahwa rayap memainkan peran penting dalam pembentukannya.
Rayap panen selatan mempunyai jangkauan yang luas, namun heuweltjies – yang dihasilkan dari akumulasi material tanah halus, karbon dan garam selama berabad-abad – hanya terbentuk di daerah semi-kering. Rayap panen selatan juga umum terjadi di sekitar Stellenbosch (kota universitas Winelands yang indah sekitar 50 km sebelah timur Cape Town, tempat Clarke bermarkas), namun hujan musim dingin yang deras dan vegetasi yang lebat mencegah terbentuknya gundukan. Di sini, keberadaan rayap terlihat jelas pada rumpun besar semak di fynbos yang lebat (vegetasi asli) dan di petak-petak kebun anggur dan kebun buah-buahan yang kaya nutrisi.
Buffelsrivier, yang menerima curah hujan empat kali lebih sedikit dibandingkan Stellenbosch, adalah cerita yang berbeda. Sejauh mata memandang, heuweltjies yang besar dan lebat menjulang di seluruh lanskap. Mereka sangat mudah dikenali di musim semi karena heuweltjies dikelilingi oleh lingkaran bunga.
Clarke dan Francis mulai menyelidiki heuweltjies di Buffelsrivier, mencoba memahami mengapa air tanah di daerah tersebut begitu asin – rayap hanyalah tambahan. “Tujuannya adalah untuk mengetahui umur air tanah,” jelas Francis. “Apakah itu sudah sangat tua? Atau apakah baterainya terisi setiap kali hujan?”
Dengan menentukan umur air, mereka dapat menentukan umur sedimen di sekitarnya. Proses ini tidak hanya mengarah pada penemuan beberapa sarang rayap yang sangat tua secara tidak sengaja. Hal ini juga menegaskan bahwa garam dan mineral lain di air tanah adalah akibat langsung dari aktivitas rayap. Saat hujan turun, Fransiskus menjelaskan: ” garam dikumpulkan di gundukan selama ribuan tahun mereka dibuang ke sistem air tanah melalui jalur aliran yang diciptakan oleh terowongan rayap, sehingga mendorong mineral terlarut semakin dalam.”
Penyerap karbon yang terabaikan
Meskipun hal ini memberikan penjelasan yang pasti mengenai air tanah yang sangat asin di wilayah tersebut, hal ini juga membuat para ilmuwan bertanya-tanya tentang peran rayap dalam memerangi perubahan iklim – sesuatu yang belum pernah dipertimbangkan untuk spesies ini.
Dengan menyeret batang dan ranting ke bawah tanah, rayap menambahkan simpanan karbon organik segar ke dalam tanah pada kedalaman lebih dari satu meter (tiga kaki). Penyimpanan karbon organik dalam jumlah besar ini, jelas Clarke, “mengurangi kemungkinan karbon dilepaskan kembali ke atmosfer dan berarti gundukan tersebut bertindak sebagai penyerap karbon jangka panjang.” Pengumpulan bahan tanaman secara terus menerus juga meningkatkan kesuburan gundukan tersebut. Oleh karena itu lingkaran cahaya bunga musim semi.
Namun kemampuan penyerapan rayap tidak berhenti sampai disitu saja. Penguraian biologis kotoran rayap (yang disebut frass) memicu serangkaian reaksi biologis yang menghasilkan pembentukan kalsium karbonat – bahan pembuat batu kapur. Kalsium karbonat adalah bentuk karbon yang sangat stabil yang telah terperangkap di dalam tanah selama ribuan tahun. Sebagian dari karbon ini larut ke dalam air tanah, dan dapat bertahan selama berabad-abad.
“Ini semacam penyimpanan karbon dioksida jangka panjang [14.6 metric tonnes] sebuah metode yang coba ditiru oleh perusahaan penyimpan karbon,” kata Clarke. “Tetapi rayap telah melakukan hal ini selama ribuan tahun.
“Sudah waktunya kita berhenti memandang rayap sebagai hama dan mulai menyadari peran penting rayap dalam memerangi pemanasan global.”
Ahli entomologi Midgley sependapat: “Rayap adalah makhluk menakjubkan yang meningkatkan keanekaragaman hayati dengan cara yang beragam dan tidak terduga. Kami menemukan mis spesies hoverfly yang memakan rayap frass sebagai habitat larva… tanpa rayap maka akan punah. Semakin banyak yang kami temukan, semakin banyak aspek menarik dari kehidupan rayap yang terungkap.”
Clarke dan Francis percaya bahwa “aktivitas rayap harus dimasukkan dalam model karbon.” Model-model tersebut saat ini berfokus terutama pada hutan dan lautan, sehingga “mempertimbangkan sarang rayap dapat membantu memberikan pemahaman yang lebih lengkap mengenai dinamika karbon global.”
Hanya menggores permukaannya saja
Sampai penemuan Clarke dan Francis, bahan organik tertua yang ditemukan di koloni rayap berasal dari ayam berumur 4.000 tahun dari Brazil. Meskipun demikian, sangat sedikit penelitian yang menggunakan alat berat untuk menembus cangkang keras yang dibentuk oleh serangga tersebut, sehingga ada kemungkinan besar bahwa koloni yang lebih tua mungkin ada di sana – baik di Namaqualand atau di tempat lain.
Meski merupakan ilmuwan tanah dan bukan ahli entomologi, Francis mengaku jatuh cinta dengan serangga berwarna madu dan komunitas kompleksnya. “Saya tahu Anda tidak seharusnya mengaitkan karakteristik manusia dengan serangga,” katanya. “Tapi aku tidak bisa menahan diri. Jika saya mempunyai waktu dan dana yang tidak terbatas, saya ingin sekali menggali gundukan rayap di seluruh dunia.
Namun, untuk saat ini, ia harus menyelesaikan proyek lain di mana ia akan melihat secara lebih rinci mekanisme penyerapan karbon di Namaqualand heuweltjies. Proyek ini diprakarsai oleh Universitas Stellenbosch, namun berkat hibah internasional yang didanai oleh National Science Foundation (AS) dan National Research Foundation (Afrika Selatan), tim ahli mikrobiologi, ekologi, dan geokimia dari ilmuwan dari AS dan Selatan Afrika saat ini berpartisipasi dalam proyek ini.
Akhirnya, para insinyur ekosistem kecil ini mendapatkan perhatian yang layak mereka dapatkan.
