Tak lama setelah dia menyelesaikan masa jabatan keduanya sebagai presiden pada tahun 1909, Teddy Roosevelt mengambil safari berburu selama setahun di Afrika di bawah naungan Smithsonian Institution. Banyak piala Roosevelt berakhir sebagai pameran di Smithsonian dan Museum Sejarah Alam Amerika di New York. Pengalaman safari Roosevelt, termegah dalam bukunya African Game Trails (1910) memberinya pendapat kuat tentang bagaimana hewan dicampur, atau tidak berbaur, dengan lingkungannya:
“Hitam dan putih biasanya merupakan warna yang paling mencolok di alam (namun ditanggung oleh banyak makhluk yang telah berhasil dengan baik dalam perjuangan untuk hidup); tetapi hampir semua warna ... selaras cukup baik dengan setidaknya beberapa pemandangan, dan dalam beberapa contoh di antara mamalia yang lebih besar, dan hampir tidak ada di antara mereka yang sering mengunjungi dataran terbuka, adakah alasan sekecil apa pun untuk mengandaikan bahwa makhluk itu memperoleh sesuatu manfaat apa pun dari apa yang secara longgar disebut 'pewarnaan pelindung'. "
Roosevelt mencemooh gagasan tentang nilai perlindungan warna karena dua alasan. Pertama, pemburu yang ditunggang kuda memiliki sedikit kesulitan dalam menemukan, mengintai dan mengantongi pertandingan besar; pestanya berburu menembak lebih dari 500 mamalia. Jelas warna binatang tidak melindungi mereka darinya . Dan kedua, sementara pada saat fakta evolusi diterima secara luas oleh para ilmuwan (dan Roosevelt), penjelasan Darwin tentang peran utama seleksi alam sebagai mekanisme evolusi tidak. Seleksi alam tidak disukai, khususnya karena masalah pewarnaan hewan. Banyak naturalis di tahun 1890-an mengkritik penjelasan Darwin tentang pewarnaan sebagai bukti yang sepenuhnya kurang, dan menawarkan penjelasan lain. Sebagai contoh, beberapa menyarankan bahwa pewarnaan secara langsung disebabkan oleh faktor-faktor eksternal seperti iklim, cahaya atau diet.
Gagasan-gagasan alternatif ini segera dihancurkan oleh kemunculan ilmu genetika dan demonstrasi melalui eksperimen pemuliaan (seperti yang semula dilakukan oleh Gregor Mendel) bahwa pewarnaan adalah properti warisan dari tumbuhan dan hewan. Tetapi sampai beberapa tahun terakhir, kami tidak tahu bagaimana gen menentukan warna hewan atau bagaimana variasi gen mempengaruhi variasi warna di alam. Pemahaman baru tentang bagaimana warna-warna hewan dibuat, khususnya pola-pola sederhana hitam dan putih, dan studi lapangan tentang manfaat dan kelemahan skema warna di habitat yang berbeda, sekarang memberikan beberapa contoh terbaik tentang cara kerja seleksi alam dan evolusi.
Salah satu fenomena paling luas di dunia hewan adalah terjadinya varietas berpigmen gelap di dalam spesies. Semua jenis ngengat, kumbang, kupu-kupu, ular, kadal dan burung memiliki bentuk yang semuanya atau sebagian besar berwarna hitam. Mungkin yang paling akrab adalah kucing besar yang gelap, seperti macan tutul hitam dan jaguar hitam. Hewan-hewan cantik ini sering ditampilkan di kebun binatang sebagai keingintahuan, tetapi mereka juga muncul di alam liar dalam jumlah yang signifikan.
Semua bentuk yang disebut "melanik" ini dihasilkan dari peningkatan produksi melanin pigmen pada kulit, bulu, sisik, atau bulu. Pigmentasi melan dapat melayani banyak peran. Melanin melindungi kita dan hewan lain dari sinar ultraviolet matahari; itu dapat membantu hewan di iklim yang lebih dingin atau ketinggian yang lebih tinggi menghangatkan tubuh mereka lebih cepat, dan, bertentangan dengan skeptisisme Roosevelt tentang pewarnaan pelindung, pigmen hitam menyembunyikan beberapa hewan dari pemangsa.
Di gurun barat daya Amerika Serikat, misalnya, ada singkapan batuan yang sangat gelap yang dihasilkan oleh aliran lava selama dua juta tahun terakhir. Di antara bebatuan ini terdapat tikus saku batu, yang muncul dalam warna hitam pekat dan terang, warna berpasir. Para naturalis pada tahun 1930-an mengamati bahwa tikus yang ditemukan di bebatuan lava biasanya melanik, sedangkan tikus yang berada di sekitar batu granit berwarna pasir biasanya berwarna terang. Pencocokan warna antara warna bulu dan latar belakang habitat ini tampaknya merupakan adaptasi terhadap predator, terutama burung hantu. Tikus yang serasi warna dengan lingkungannya memiliki keunggulan bertahan hidup dibandingkan tikus yang tidak cocok di masing-masing dari dua habitat.
Mouse saku batu hadir dalam dua warna, gelap dan terang. Yang gelap menyatu dengan baik dengan batu lava (kanan atas) dan yang terang disamarkan dengan batu pasir (kiri atas). Ditempatkan di lingkungan yang "salah", tikus mudah dilihat oleh predator. (Dr. Michael Nachman) 
Jaguar hitam, seperti anak kecil di sebelah kiri, memiliki mutasi yang menyebabkan mereka menghasilkan lebih banyak pigmen melanin daripada jaguar tutul. (Daniel Karmann / dpa / Corbis) 
Beberapa kadal cambuk (ini berasal dari genus Aspidoscelis) lebih gelap dari biasanya berkat mutasi yang mirip dengan yang ditemukan pada jaguar gelap atau domba hitam. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Kadal tanpa telinga yang lebih kecil datang dalam dua warna, tergantung pada versi mana mereka mewarisi gen yang mempengaruhi produksi melanin. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Kadal dalam gen Sceloporous datang dalam berbagai warna, sebagian tergantung pada versi apa yang mereka bawa dari gen melanin. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Habitat tikus saku batu datang dalam dua warna: batu lava gelap dan batu pasir ringan. (Dr. Michael Nachman) 
Di mana tikus saku batu hidup di batuan lava gelap, mereka lebih cenderung memiliki mutasi yang menyebabkan mereka menghasilkan lebih banyak melanin dan memiliki mantel berwarna gelap. (Dr. Michael Nachman) Baru-baru ini, Michael Nachman dan rekan-rekannya di University of Arizona telah melakukan studi lapangan dan genetika terperinci tikus saku batu. Mereka telah menemukan bahwa tikus-tikus tersebut kawin campur dengan tikus-tikus dari habitat lain dan bermigrasi di antara jenis-jenis batuan. Tikus jelas satu spesies, bukan dua. Jadi apa yang membuat bulu hitam atau terang? Hanya beberapa perbedaan dalam kode gen tunggal. Dasar pewarisan yang sederhana ini berarti bahwa asal mula tikus hitam dari orang tua berwarna terang terjadi hanya dalam satu atau sedikit langkah mutasi. Tetapi bagi tikus yang menginvasi habitat batuan lava hitam yang sebelumnya asing, langkah-langkah genetik kecil itu merupakan lompatan raksasa dalam hal evolusi. Nachman dan Hopi Hoekstra (sekarang di Universitas Harvard) memperkirakan bahwa tikus hitam memiliki sekitar 60 persen atau lebih besar keuntungan bertahan hidup di atas tikus muda di bebatuan lava gelap. Dengan kata lain, warna bulu pada spesies ini jelas berada di bawah seleksi alam yang sangat kuat.
Gen yang terlibat dalam asal mula melanisme pada tikus saku batu disebut reseptor 1 melanokortin, atau MC1R atau pendek. Itu bukan nugget informasi yang sangat menarik, sampai saya memberi tahu Anda bahwa bentuk melanic jaguar, angsa salju, rubah Arktik, rouge peri, banaquits, tamarin singa emas, skua arktik, dua jenis kadal, dan sapi domestik, domba dan ayam disebabkan oleh mutasi pada gen yang sama ini. Pada beberapa spesies, mutasi yang sama persis terjadi secara independen dalam asal usul bentuk gelap mereka. Penemuan-penemuan ini mengungkapkan bahwa evolusi melanisme bukanlah suatu kebetulan yang sangat langka, tetapi suatu proses yang umum dan berulang. Evolusi dapat dan memang terulang.
Melanisme bukan hanya masalah penyembunyian. Angsa salju yang lebih kecil juga muncul dalam dua bentuk, putih dan biru "melan". Pada spesies ini, preferensi perkawinan individu mengikuti skema warna orang tua mereka. Rupanya, burung muda belajar warna orang tua mereka dan memilih pasangan di sepanjang garis keluarga - burung dari keluarga biru lebih suka pasangan biru dan burung dari keluarga putih lebih suka pasangan putih. Preferensi perkawinan di antara skuas arktik memiliki twist tambahan, di mana perempuan umumnya lebih suka laki-laki lebih gelap. Kedua spesies burung ini berevolusi di bawah seleksi seksual, suatu proses yang juga pertama kali dijelaskan oleh Darwin, di mana sifat-sifat yang menguntungkan dalam permainan kawin disukai. Karena seleksi seksual memiliki efek yang kuat pada keberhasilan kawin, maka seleksi alam merupakan bentuk seleksi yang sangat kuat.
Bentuk umum lain pewarnaan hewan adalah kurangnya pigmentasi – atau albinisme. Kondisi ini sering diamati pada populasi alami hewan yang tinggal di gua, termasuk ikan, udang karang, serangga, laba-laba dan spesies lainnya. Kejadian umum albinisme pada hewan gua dianggap mewakili sisi lain dari evolusi di bawah seleksi alam. Yaitu, dengan sedikit atau tanpa cahaya, seleksi alam atau seksual pada warna dan pola pigmen menjadi santai. Mutasi yang menghapuskan pigmentasi, dan yang umumnya berbahaya bagi hewan di habitat lain, ditoleransi dalam kegelapan gua-gua ini.
Albinisme juga tampaknya memiliki dasar genetik sederhana yang membuatnya "mudah" untuk berevolusi. Baru-baru ini, Meredith Protas dan Cliff Tabin di Harvard Medical School, Bill Jeffery di University of Maryland, dan kolaborator mereka menunjukkan dasar genetik albinisme pada ikan gua buta Meksiko. Ikan albino ini ditemukan di sekitar 30 gua di wilayah Sierra de El Abra di timur laut Meksiko. Setiap populasi berasal dari bentuk permukaan atau sungai yang berpigmen, berpigmen sepenuhnya. Para peneliti telah menyelidiki dasar genetik albinisme dalam populasi dari gua Pachón dan Molino dan menemukan bahwa albinisme pada setiap populasi disebabkan oleh mutasi pada gen pigmentasi yang sama, tetapi mutasi spesifik berbeda pada setiap kasus. Di sini lagi, pada ikan ini, evolusi telah berulang dua kali dalam asal-usul dari sifat yang sama. Lebih lanjut, gen spesifik yang termutasi dalam ikan ini juga merupakan gen yang sama yang bertanggung jawab atas albinisme pada manusia, babi, tikus, dan spesies ikan lainnya.
Sejarah alami tikus saku batu dan ikan gua menunjukkan dengan jelas bagaimana hewan telah beradaptasi dengan lingkungan baru; tidak peduli seberapa asing habitat itu dulu bagi nenek moyang mereka. Hewan-hewan tak dikenal ini juga menyediakan hubungan nyata antara gen spesifik, seleksi alam, dan evolusi di alam liar yang telah lama dicari oleh para ahli biologi. Meskipun tidak semegah binatang buruan sabana Afrika, hewan-hewan ini mengilustrasikan pelajaran yang lebih besar yang akan dihargai oleh Roosevelt, dan mungkin bahkan menjamin piala mereka sendiri, meskipun kecil, piala untuk memperlihatkan kemajuan berkelanjutan dalam memahami bagaimana evolusi bekerja.
Penulis bio:
Sean B. Carroll adalah ahli biologi evolusi di University of Wisconsin. Buku barunya, Remarkable Creatures: Epic Adventures dalam Mencari Origins of Species (Houghton Mifflin Harcourt), menceritakan pengalaman dan penemuan para naturalis pemberani yang mengembangkan dan mengembangkan teori evolusi.
