Ilmuwan Ciptakan Arsip Digital 3D Anatomi Semut Terbesar di Dunia

SEMUT adalah salah satu hewan paling sukses di Bumi, namun mempelajari anatomi internal mereka dalam skala besar selama ini menjadi tantangan luar biasa bagi para ilmuwan. Kini, hambatan tersebut berhasil didobrak melalui sebuah proyek ambisius yang menghasilkan rekaman anatomi tiga dimensi (3D) paling ekstensif yang pernah ada.

Para peneliti telah memindai hampir 2.200 spesimen yang mewakili sekitar 800 spesies semut. Proyek ini mengubah serangga koleksi museum menjadi tubuh digital detail yang dapat dijelajahi lapis demi lapis, mulai dari struktur otot, sistem saraf, organ pencernaan, hingga alat penyengat.

Teknologi Akselerator Partikel

Kunci dari kecepatan proyek ini adalah penggunaan German synchrotron beamline, sebuah akselerator partikel yang menghasilkan sinar-X sangat kuat. Dengan bantuan robot yang mengganti sampel setiap 30 detik, tim mampu melakukan 25 pemindaian per jam.

Sebagai perbandingan, pemindai laboratorium konvensional akan membutuhkan waktu lebih dari enam tahun kerja nonstop untuk mencapai cakupan yang sama. Dalam satu minggu saja, teknologi ini berhasil memproses sekitar 2.000 spesimen.

Koleksi yang dinamakan Antscan ini mencakup 212 genus, yang mewakili lebih dari 90% spesies semut yang telah teridentifikasi di dunia. Tidak hanya semut pekerja, arsip ini juga menyertakan ratu dan semut jantan untuk memberikan gambaran evolusi yang utuh.

Mengintip Tanpa Merusak

Metode yang digunakan adalah micro-CT, yang memungkinkan peneliti melihat jaringan lunak sekaligus eksoskeleton keras semut tanpa harus membedah atau merusak spesimen museum yang berharga. Selama proses pemindaian, semut tetap terjaga di dalam cairan etanol.

Namun, tantangan muncul pasca-pemindaian. Banyak spesimen yang tersimpan di dalam botol berada dalam posisi meringkuk yang tidak alami. Untuk mengatasinya, mahasiswa teknik perangkat lunak di University of Maryland (UMD) mulai mengembangkan alat bertenaga AI untuk pose estimation, guna mengembalikan postur digital semut ke posisi alami.

Hubungan Antara Armor dan Koloni

Data dari Antscan sudah mulai memberikan wawasan baru. Salah satu studi lanjutan mengamati kutikula (lapisan luar keras) pada 507 spesies. Temuan menunjukkan adanya pola menarik: koloni cenderung tumbuh lebih besar ketika individu pekerjanya memiliki "baju zirah" yang lebih tipis.

Analisis ini menyarankan bahwa kekuatan kolektif sering kali meningkat ketika biaya energi untuk memproduksi setiap individu menjadi lebih murah karena pengurangan material pelindung.

Terbuka untuk Publik

Kabar baiknya, arsip Antscan tidak hanya terkunci di laboratorium spesialis. Data ini tersedia untuk diunduh secara gratis dan dilengkapi fitur penampil bawaan (viewer). Hal ini memungkinkan siapa saja untuk mengeksplorasi anatomi semut tanpa perlu memiliki peralatan pemindai sendiri.

Meskipun saat ini masih menghadapi batasan kapasitas penyimpanan data yang mencapai 200 terabyte, proyek yang dipublikasikan dalam jurnal Nature Methods ini telah menetapkan standar baru dalam digitalisasi biologi. Di masa depan, pendekatan ini diharapkan dapat diterapkan pada organisme kecil lainnya untuk mengungkap rahasia kehidupan di Bumi secara lebih mendalam. (Earth/Z-2)