Self-Assemblage and Quorum-Related Behavior in Lumbricus rubellus and Eisenia fetida

Abstract

Collective behavior arises from interactions among individuals and may include self-assemblage and quorum. Self-assemblage refers to the tendency of individuals to associate with conspecifics and form aggregations, whereas quorum is a threshold response in which collective dynamics change once the number of interacting individuals exceeds a critical level. Self-assemblage has previously been reported in the epigeic earthworms Eisenia fetida and Eudrilus eugeniae, whereas quorum behavior has only been investigated in E. fetida. The present study therefore uses the term quorum-related behavior, as behavioral responses associated with group size were evaluated without directly identifying a quorum threshold. However, whether similar responses occur in other earthworm species remains poorly understood. Therefore, this study aimed to investigate self-assemblage and quorum-related behavior in Lumbricus rubellus and E. fetida. Self-assemblage was evaluated using Y-tube and circular arena assays by comparing preferences for conspecific, heterospecific, and empty stimuli, whereas quorum-related behavior was evaluated by measuring leaving time across different group sizes. In the Y-tube assay, both L. rubellus and E. fetida showed significant preferences for conspecific groups over empty and heterospecific stimuli (P < 0.05). Similar preferences were observed in the circular arena, where L. rubellus also showed a significant preference for conspecific groups (P = 0.011). Group size significantly affected leaving time in L. rubellus, E. fetida, and mixed-species groups (P < 0.001), with the longest leaving times observed in the largest aggregations. These findings provide evidence of self-assemblage and quorum-related behavior in both L. rubellus and E. fetida. Together, the results suggest that social interactions contribute to the formation and maintenance of aggregations, providing further evidence of collective behavior in epigeic earthworms.

Perilaku kolektif muncul sebagai hasil interaksi antarindividu dan dapat mencakup self-assemblage dan quorum. Self-assemblage mengacu pada kecenderungan individu untuk berasosiasi dengan sesama spesies (conspecific) dan membentuk agregasi, sedangkan quorum merupakan respons ambang (threshold response) ketika dinamika kolektif berubah setelah jumlah individu yang berinteraksi melampaui batas kritis. Self-assemblage sebelumnya telah dilaporkan pada cacing tanah epigeik Eisenia fetida dan Eudrilus eugeniae, sedangkan perilaku quorum baru diteliti pada E. fetida. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan istilah quorum-related behavior karena respons perilaku yang berkaitan dengan ukuran kelompok dievaluasi tanpa mengidentifikasi ambang quorum secara langsung. Namun demikian, apakah respons serupa juga terjadi pada spesies cacing tanah lainnya masih belum banyak dipahami. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengkaji self-assemblage dan quorum-related behavior pada Lumbricus rubellus dan E. fetida. Self-assemblage dievaluasi menggunakan uji tabung-Y (Y-tube) dan arena melingkar (circular arena) dengan membandingkan preferensi terhadap stimulus conspecific, heterospesifik, dan tanpa stimulus, sedangkan quorum-related behavior dievaluasi berdasarkan waktu meninggalkan kelompok (leaving time) pada berbagai ukuran kelompok. Pada uji tabung-Y, L. rubellus dan E. fetida menunjukkan preferensi yang signifikan terhadap kelompok conspecific dibandingkan stimulus kosong maupun heterospesifik (P < 0,05). Preferensi serupa juga diamati pada arena melingkar, di mana L. rubellus menunjukkan preferensi yang signifikan terhadap kelompok conspecific (P = 0,011). Ukuran kelompok berpengaruh nyata terhadap waktu meninggalkan kelompok pada L. rubellus, E. fetida, maupun kelompok campuran (P < 0,001), dengan waktu meninggalkan kelompok terlama diamati pada agregasi berukuran terbesar. Temuan ini memberikan bukti adanya self-assemblage dan quorum-related behavior pada L. rubellus dan E. fetida. Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi sosial berkontribusi terhadap pembentukan dan pemeliharaan agregasi, sehingga memperkuat bukti mengenai perilaku kolektif pada cacing tanah epigeik.