Kebanyakan mamalia jantan membawa barang berharga dalam paket yang sangat berbahaya. Testis luar — yang berayun dengan hati-hati di luar rongga perut dalam karung yang terbuka dan berkulit tipis — sensitif, rewel, dan membuat sasaran yang jelas-jelas nyata bagi musuh laki-laki (serta bola kaki, lutut yang tersesat, dan furnitur setinggi pinggang). Jadi tidak mengherankan bahwa evolusi testis turun telah membuat bingung dan membingungkan ahli biologi selama beberapa dekade.
Konten terkait
- Kisah Panjang, Berliku dari Ilmu Sperma
Sebuah penelitian yang diterbitkan hari ini di PLOS Biology menawarkan jawaban untuk salah satu perdebatan misteri terbesar: apakah nenek moyang kita yang paling awal memakainya, atau turun? Para peneliti menyimpulkan bahwa mamalia pertama sudah memiliki sifat yang membingungkan ini, dengan ribuan keturunan setelahnya mewarisi perhiasan keluarga pada tampilan penuh. Namun anehnya, sejak itu, testis internal telah berkembang setidaknya empat kali terpisah.
Selama perkembangan embrio pada laki-laki manusia, struktur reproduksi berubah menjadi proto-testes jauh di dalam perut (pada wanita, struktur yang sama ini berlanjut membentuk ovarium). Sebelum lahir, testis turun melalui perut dan masuk ke skrotum dalam proses dua langkah. Migrasi ke bawah ini digerakkan melalui aksi dua gen kunci, INSL3 dan RXFP2 . Menghapus salah satu dari "gen skrotum" ini pada tikus benar-benar menggagalkan lintasan selatan testis.
Beberapa laki-laki manusia yang terlahir dengan testis yang tidak turun (antara 2 dan 4 persen) dapat mengalami masalah: jika kondisinya berlanjut hingga dewasa, ia dapat menyebabkan hernia, infertilitas, dan kanker testis. Tetapi untuk kelompok mamalia yang berbeda, tidak memiliki skrotum sama sekali adalah norma. Spesies mamalia dari clade Afrotheria — yang meliputi gajah, manatee, tahi lalat emas, dan hyrax batu — malah mempertahankan testikel mereka di dalam perut dalam kondisi yang disebut “testicondy.”
Sifat-sifat yang berbeda ini telah menimbulkan teka-teki bagi ahli biologi evolusi: Apakah nenek moyang yang sama dari semua mamalia yang hidup, seperti Afrotherian dan mamalia betina, menyimpan organ reproduksi yang berharga di dalam perutnya? Atau, seperti manusia dan kebanyakan garis keturunan mamalia lainnya, apakah ia membawa mereka keluar dari tubuhnya untuk dilihat semua orang? Karena jaringan lunak seperti buah zakar kurang terpelihara dalam catatan fosil, tidak ada bukti fisik testis leluhur yang tersisa, dan lokasi testis mamalia leluhur tetap sulit dipahami.
Penulis utama Virag Sharma dan penulis senior Michael Hiller, ahli genomik di Institut Max Planck untuk Biologi Sel Molekuler dan Genetika di Dresden, Jerman, mengambil pendekatan genetik untuk debat tersebut. Mengetahui betapa pentingnya gen skrotum untuk keturunan testis, mereka beralasan bahwa membandingkan gen-gen ini dalam berbagai garis keturunan mamalia akan memberikan rute paling langsung untuk menunjukkan dengan tepat keadaan leluhur. (Metode ini melewati batasan catatan fosil, yang kadang-kadang dapat menghasilkan informasi yang saling bertentangan atau tidak jelas tentang keterkaitan antar spesies.)
“Mampu menggunakan data molekuler untuk menjawab pertanyaan seperti ini adalah sesuatu yang tidak dapat kami lakukan 10 tahun lalu, ” kata ahli genetika Kebun Binatang Smithsonian Natalia Prado-Oviedo, yang tidak berafiliasi dengan penelitian ini. Yang penting, metode Sharma dan Hiller "bekerja [dengan interpretasi apa pun dari catatan fosil]."
Anda akan berpikir evolusi testis adalah buah yang mudah digantung — tetapi ternyata gambarnya jauh lebih kompleks daripada yang dibayangkan peneliti. Gajah hanyalah satu kelompok dengan testis yang terletak di perut. (baluda / Pixabay) Ketika Sharma membandingkan gen skrotum dalam 71 mamalia, ia menemukan bahwa empat spesies Afrotheria tidak memiliki testis turun — manate, tahi emas, tikus cape, gajah, dan tencr (mamalia penggerek serangga kecil yang menyerupai landak) —semua membawa salinan gen skrot yang mati . Sharma kemudian menggunakan informasi genetik ini untuk memperkirakan ketika salah satu gen telah kehilangan fungsionalitas pada setiap spesies. Ketika gen menjadi tidak berfungsi, tidak ada tekanan lagi untuk mempertahankan koherensi, dan mereka mulai membusuk dan mengakumulasi mutasi karena kelalaian. Semakin banyak kesalahan yang dilakukan oleh urutan gen, semakin lama itu kemungkinan telah hilang.
Dengan bekerja mundur, Sharma juga melacak hilangnya keturunan testis pada keempat spesies menjadi 23-83 juta tahun yang lalu — contoh yang lebih baru daripada perkiraan perbedaan garis keturunan Afrotheria 100 juta tahun yang lalu. Tidak seperti mamalia lain, ketika orang Afrotheria berpisah dari kelompok utama, testis mereka gagal melakukan hal yang sama.
Sharma juga menemukan bahwa jenis kesalahan genetik yang ditemukan pada keempat spesies ini semuanya berbeda satu sama lain, dan tampaknya muncul pada titik waktu yang berbeda. Seandainya itu adalah mutasi yang identik, Sharma akan menyimpulkan bahwa satu nenek moyang tunggal telah melewati gen yang rusak yang sama ke keempat spesies sekaligus. Tetapi variasi menunjukkan bahwa scrota menghilang pada empat kesempatan terpisah selama perjalanan sejarah evolusi. Dengan kata lain, evolusi "diciptakan secara independen" testis tidak turun empat kali.
Para ilmuwan telah mengetahui selama bertahun-tahun bahwa salah satu manfaat paling penting dari skrotum adalah ventilasi: sperma mamalia matang dan menyimpan lebih baik pada suhu 2, 5 hingga 3 derajat Celcius lebih rendah daripada bagian tubuh lainnya, dan membuang organ-organ ini membuat mereka tetap dingin. Tetapi kami jauh lebih tidak yakin apakah ini alasan mengapa scrota berkembang. Ini adalah dilema ayam-dan-telur klasik: testis mungkin telah meninggalkan perut karena suhunya terlalu panas, atau sperma mungkin telah beradaptasi untuk menyukai rasa dingin karena mereka telah digulingkan karena alasan lain.
(Teori-teori lain berlimpah, termasuk gagasan bahwa testis adalah ornamen yang membanggakan kejantanan pria. Atau mungkin, seperti yang diyakini oleh ahli urologi anak John Hutson, testis dikeluarkan sebagai produk sampingan — atau kesalahan — pengaturan ulang anatomi lainnya.)
Tetapi jika suhu adalah faktor utama, maka masih ada satu teka-teki yang harus dijawab oleh peneliti. Gajah dan tikus cape gajah - yang menjaga testis mereka terkunci di perut - memiliki suhu tubuh bagian dalam yang mirip dengan manusia. Bagaimana cara mereka mengatasinya?
Dalam Afrotherians, biaya (paparan, kerentanan) hanya bisa lebih besar daripada manfaatnya (suhu sedikit lebih dingin), kata Hiller. Atau mungkin mamalia ini menggunakan metode yang belum ditemukan untuk mempertahankan kedinginan mereka. Untuk menambatkan fenomena ini ke retensi testis, para ahli genetika kemungkinan harus bergabung dengan para ahli fisiologi.
"Kita tidak bisa hanya mengandalkan genetika atau catatan fosil saja, " kata ahli biologi komputasi Melissa Wilson Sayres dari Arizona State University. "Genomik itu kuat, tetapi kita perlu memahaminya dalam konser dengan sejarah alam dan anatomi."
Untuk saat ini, kita semua dibiarkan menggantung.
