Pada suatu pagi di bulan September yang tidak berawan di Buffelsrivier, sudut terpencil Namaqualand sekitar 530km (329 mil) utara Cape Town, Universitas Stellenbosch ilmuwan tanah Cathy Clarke dan Michele Francis menyaksikan ekskavator raksasa Volvo merobek tanah kering berwarna oker. Selama lima jam berikutnya, ekskavator bekerja keras untuk menggali parit, sepanjang 60 m (197 kaki) dan kedalaman 3 m (10 kaki), melalui jantung gundukan raksasa yang rendah dan dikenal secara lokal sebagai heuweltjie atau “bukit kecil”. Ini semua adalah bagian dari proyek universitas untuk memahami mengapa air tanah di daerah tersebut sangat asin.
Setelah penggali kembali ke kota terdekat Springbok, berpenduduk 12.790 jiwa, Clarke, Francis, dan sekelompok mahasiswa pascasarjana mulai menjelajahi parit. Mereka mulai dari bagian ekstremnya, yang digambarkan Paus Fransiskus sebagai “bagian yang membosankan”, meraba tanah dan mencari tanda-tanda kehidupan. Saat mereka bergerak ke dalam, mereka mulai melihat konglomerasi kecil rayap pemanen selatan (Microhodotermes viator) yang kebingungan berusaha keras memperbaiki kerusakan yang terjadi pada rumah mereka.
Di tengah parit, dua meter (6,6 kaki) 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 kami sedang menyaksikan sesuatu yang istimewa. Itu jelas sekali kuno… Dan hidup.”
Setelah mereka meluangkan waktu untuk sekadar mengagumi hasil kerja makhluk sepanjang 1 cm (0,4 inci) ini, mereka beralih ke tugas yang ada: mengambil sampel tanah. “Saya mendelegasikan tugas tersebut kepada seorang siswa laki-laki muda yang membawa beliung,” Clarke tertawa. “Tapi dia tidak bisa membuat bilah baja itu menembus sisi parit.” Tanahnya sangat keras, menurut John Midgley – ahli entomologi di Museum KwaZulu-Natal yang tidak terlibat dalam proyek tersebut – karena tanah tersebut merupakan bagian dari “gundukan kuno” yang dibuat oleh rayap selama ribuan tahun. Akhirnya, setelah banyak terengah-engah, mahasiswa pascasarjana tersebut bisa mendapatkan sampel seukuran bola sepak, yang dikirim untuk pengujian.
Tantangan semacam ini merupakan pekerjaan sehari-hari bagi para ilmuwan tanah, kata Clarke, yang menggambarkan disiplin ilmunya sebagai “perpaduan yang menyenangkan dari segala hal mulai dari ilmu pengetahuan hingga teknik sinar-X yang presisi tinggi”.
Francis menceritakan kepada saya bahwa ketika mereka kembali ke hotel mereka di Springbok pada penghujung hari, petugas kebersihan melaporkan mereka kepada manajer: “Dia mengira kami adalah zama zamas (bahasa gaul Afrika Selatan untuk penambang ilegal) karena kamar kami dilapisi warna oranye. debu,” katanya, sambil menambahkan, “Saya rasa dia (petugas kebersihan) ada benarnya.”
Berapa umurnya?
Para ilmuwan tanah secara naluriah mengetahui bahwa mereka telah menggali sarang rayap yang sangat tua. Namun tak satu pun dari mereka yang siap menghadapi usianya yang akan datang. Mereka menyerahkan sampel penanggalan radiokarbon dari sarang dan tanah dari lokasi di seberang gundukan raksasa. Pengujian ini menganalisis karbon organik tanah (bahan organik terurai yang dibawa rayap ke dalam sarang) dan mineral kalsit (karbon anorganik dalam bentuk kalsium karbonat) untuk memberikan gambaran lengkap tentang umur gundukan tersebut.
Pengujian menunjukkan bahwa bahan organik yang dibawa 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 selama 34.000 tahun, sejak sebelum Zaman Es terakhir.
Paus Fransiskus dengan cepat menunjukkan bahwa “ini tidak berarti rayap hidup di dalam es”. Seperti yang dia jelaskan, di belahan dunia yang gersang, Zaman Es sebenarnya merupakan masa yang penuh berkah: “Namaqualand menerima curah hujan yang melimpah dan merupakan magnet bagi segala jenis hewan.”
Meskipun ahli entomologi Midgley yakin bahwa rayap telah aktif di wilayah tersebut setidaknya selama 30.000 tahun (fosil sarang pertama kali ditemukan di wilayah tersebut pada tahun 1930an), ia mengatakan tidak ada cara untuk membuktikan bahwa sarang tersebut terus dihuni selama bertahun-tahun. sepanjang waktu itu. “Ada kepadatan sarang yang tinggi di daerah tersebut. Rekolonisasi nampaknya tidak bisa dihindari, meski tidak disengaja,” jelas Midgley.
Apa pun yang terjadi, penelitian yang dilakukan Clarke dan Francis menyoroti peran serangga yang disalahpahami ini sebagai insinyur ekosistem. Setidaknya 165 spesies rayap, dari 54 genera, ditemukan di Afrika bagian selatan. Meskipun terdapat perbedaan besar antar genera, mereka semua dicirikan oleh tingkat organisasi sosial yang tinggi, dengan masing-masing spesies mempunyai beberapa “kasta” yang berbeda. Tergantung pada kasta mereka – reproduksi (raja dan ratu), tentara atau pekerja – rayap dari spesies yang sama dapat terlihat dan berperilaku sangat berbeda.
Rayap pemanen selatan umumnya memakan batang dan ranting, yang mereka bawa ke dalam sarangnya: dalam bahasa Afrikaans, mereka disebut rayap pemanen pembawa tongkat (pembawa tongkat) atau penebang kayu (penebang kayu). Selain julukan tersebut, kebanyakan orang hanya tahu sedikit tentang mereka – bahkan, mereka sering disalahartikan sebagai semut. Satu-satunya saat rayap biasanya dibicarakan adalah ketika para petani mengeluh tentang kerusakan yang mereka timbulkan di padang rumput. Penggunaan pestisida untuk membunuh rayap masih menjadi praktik umum.
Rayap mungkin mempunyai reputasi yang buruk, namun penelitian Clarke dan Francis menyoroti salah satu manfaat jangka panjang dari kebiasaan memakan kayu. Selama ribuan tahun, redistribusi bahan organik mereka 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 tanaman 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 Succulent Karoo, dianggap “wilayah gurun dengan keanekaragaman hayati paling tinggi di dunia“.
Tapi ini bukan satu-satunya cara mereka memberikan manfaat bagi planet ini.
Penemuan yang tidak disengaja
Heuweltjies yang dibentuk oleh rayap pemanen selatan sangat berbeda dengan puncak dramatis yang dibangun oleh spesies lain di Afrika, Australia, dan Amerika Selatan. Namun hal ini tidak membuat mereka menjadi kurang menarik. Dengan diameter hingga 40 meter (132 kaki), gundukan yang berisi jaringan terowongan dan sarang rayap yang rumit ini menutupi hingga 27 persen luas permukaan Namaqualand. Para ilmuwan berbeda pendapat mengenai apakah rayap benar-benar membangun heuweltjies – namun bahkan skeptis Akui bahwa rayap memainkan peran penting dalam pembentukannya.
Rayap pemanen selatan mempunyai wilayah penyebaran yang luas, namun heuweltjies – yang merupakan hasil penumpukan bahan tanah halus, karbon dan garam selama berabad-abad – hanya terbentuk di daerah semi-gurun. Rayap pemanen selatan juga umum ditemukan di dan 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 pembentukan gundukan. Di sini keberadaan rayap terlihat jelas pada rumpun semak besar di fynbos (vegetasi asli) yang lebat dan di lahan kaya nutrisi di kebun anggur dan kebun buah-buahan.
Buffelsrivier, yang menerima curah hujan empat kali lebih sedikit dibandingkan Stellenbosch, adalah cerita yang berbeda. Heuweltjies yang besar dan lebat memenuhi lanskap sejauh mata memandang. Di musim semi, mereka sangat mudah dikenali, karena heuweltjies dikelilingi oleh lingkaran cahaya bunga.
Clarke dan Francis mulai menyelidiki heuweltjies Buffelsrivier dalam upaya untuk memahami mengapa air tanah di sekitar begitu asin – rayap hanyalah tontonan saja. “Tujuannya adalah untuk menentukan umur air tanah,” jelas Francis. “Apakah itu sudah sangat tua? Atau apakah baterainya diisi ulang setiap kali hujan?”
Saat menentukan umur air, mereka harus 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, Paus Fransiskus menjelaskan, “the garam yang menumpuk di gundukan selama ribuan tahun dialirkan 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 berpikir 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 bahwa gundukan tersebut bertindak sebagai penyerap karbon jangka panjang”. Pemanenan tanaman secara terus-menerus juga meningkatkan status kesuburan gundukan tersebut. Oleh karena itu lingkaran cahaya bunga musim semi.
Namun kekuatan rayap dalam mengasingkan diri tidak hanya sampai disitu saja. Penguraian biologis kotoran rayap (dikenal sebagai frass) memicu serangkaian reaksi biologis, yang menghasilkan pembentukan kalsium karbonat – bahan penyusun batu kapur. Kalsium karbonat ini merupakan bentuk karbon yang sangat stabil yang terkunci di dalam tanah selama ribuan tahun. Sebagian dari karbon ini larut ke dalam air tanah dan mungkin tertinggal selama berabad-abad.
“Ini adalah metode penyimpanan karbon jangka panjang (14,6 metrik ton) yang coba ditiru oleh perusahaan penyimpanan karbon,” kata Clarke. “Tetapi rayap telah melakukan hal ini selama ribuan tahun.
“Sudah saatnya kita berhenti memandang rayap sebagai hama dan mulai melihat peran penting rayap dalam memerangi pemanasan global.”
Midgley, ahli entomologi, sependapat, “Rayap adalah makhluk menakjubkan yang meningkatkan keanekaragaman hayati dengan cara yang bervariasi dan tidak terduga. Misalnya, kami menemukan a spesies hoverfly yang bergantung pada rayap frass sebagai habitat larva… tanpa rayap, ia akan punah. Semakin banyak kita mengeksplorasi, semakin banyak aspek menarik dari kehidupan rayap yang akan muncul.”
Clarke dan Francis percaya bahwa “aktivitas rayap harus dimasukkan ke dalam model karbon”. Model-model tersebut saat ini berfokus terutama pada hutan dan lautan, sehingga “memasukkan sarang rayap dapat membantu memberikan pemahaman yang lebih komprehensif mengenai dinamika karbon global”.
Hanya menggores permukaannya saja
Hingga penemuan Clarke dan Francis, bahan organik tertua yang ditemukan di koloni rayap berasal dari ayam berumur 4000 tahun di Brazil. Meskipun demikian, sangat sedikit penelitian yang menggunakan alat berat untuk menembus lapisan keras yang dibentuk oleh serangga tersebut, sehingga ada kemungkinan besar terdapat koloni yang lebih tua di luar sana – baik di Namaqualand atau di tempat lain.
Meskipun ia seorang ilmuwan tanah dan bukan ahli entomologi, Francis mengaku telah jatuh cinta pada serangga berwarna madu dan masyarakatnya yang kompleks. “Saya tahu kita tidak seharusnya menganggap kualitas manusia berasal dari serangga,” katanya. “Tapi aku tidak bisa menahan diri. Jika saya punya waktu dan dana tak terbatas, saya ingin sekali menggali sarang rayap di seluruh dunia.”
Namun, untuk saat ini, dia harus puas dengan proyek lanjutan yang mengkaji lebih dalam mekanisme penyerapan karbon di Namaqualand heuweltjies. Universitas Stellenbosch memprakarsai proyek ini, namun berkat hibah multinasional yang didanai oleh National Science Foundation (AS) dan National Research Foundation (Afrika Selatan), proyek ini kini memiliki tim ahli mikrobiologi, ekologi, dan geokimia dari ilmuwan AS dan Afrika Selatan. .
Akhirnya, para insinyur ekosistem berukuran kecil ini mendapatkan perhatian yang layak mereka dapatkan.
