Baik itu terbang, berjalan atau berenang, hampir semua hewan tertentu memiliki tubuh yang terbuat dari gambar cermin, dengan sisi kiri mencerminkan kanan. Tetapi simetri ini sebagian besar berjalan sedalam kulit. Di dalam manusia, misalnya, jantung duduk ke kiri sementara hati melengkung ke kanan.
Konten terkait
- Apa yang Dapat Dipelajari oleh Para Ekstrovert dan Introvert Dari Siput
- Sinar UV Mengungkap Warna Kerang Fosil
- Siput Laut Dalam Baru Adalah Punk Rocker Alami
Selama abad terakhir, para ilmuwan telah mencari kode genetik yang memunculkan asimetri internal di dunia hewan, untuk menciptakan gambaran yang lebih lengkap tentang bagaimana semua makhluk berkembang. Gen-gen ini bahkan dapat ditelusuri kembali miliaran tahun ke leluhur bersama universal terakhir. Sekarang tim internasional berpikir mereka telah menemukannya — atau setidaknya, sebagian darinya, berkat siput tambak yang sederhana.
Tidak seperti kebanyakan hewan, siput membawa asimetri di punggung mereka dalam bentuk ikal kerang mereka. Sebagai tambahan, siput tidak harus selalu berjalan dengan cara yang sama — sebagian besar keriting ke kanan, tetapi yang lain bisa menggulung ke kiri.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan minggu ini dalam jurnal Current Biology , para ilmuwan melaporkan bahwa gen formin dapat mengendalikan apakah embrio siput mulai mengembangkan cangkang keriting kiri atau kanan. Dengan membuat perubahan tunggal dalam miliaran huruf molekuler yang membentuk genom siput, para peneliti dapat mengalihkan penjepit kanan ke kiri.
"Anda dapat menyamakan menemukan gen dengan menemukan jarum di tumpukan jerami, " kata penulis utama Angus Davison, dari University of Nottingham.
Davison dan rekan-rekannya memetakan genom lebih dari 3.000 siput tambak raksasa, atau Lymnaea stagnalis, dan mencari perbedaan antara moluska kiri dan kanan. Mereka pertama-tama mempersempit tempat gen yang disembunyikan mungkin bersembunyi dan kemudian mulai memindai perbedaan utama dalam seberapa baik gen melakukan pekerjaan mereka, alias membangun protein yang mengendalikan biologi hewan.
Meskipun tugas yang monumental, Davison mengatakan bahwa mereka tertangkap. Tim menemukan mutasi pada satu gen yang mematikan produksi protein dalam versi berlawanan siput.
Meskipun cangkang siput tambak biasanya melengkung searah jarum jam, mereka juga bisa meringkuk dengan cara yang berlawanan — dengan beberapa konsekuensi menarik. Untuk satu, kawin dengan rekan-rekan tangan kanan mereka hampir mustahil. (Fotografi oleh Esther de Roij dan Gary McDowell, komposisi digital oleh Jeremy Guay, Peregrine Creative) "Kami benar-benar beruntung, karena ternyata mutasi itu merusak fungsi gen, " jelasnya. Ini tidak selalu terjadi. Meskipun gen yang bermutasi terdengar jahat, sebagian besar perubahan alami dalam genom ini tidak memiliki banyak efek pada inang mereka. Namun, dalam kasus ini, perubahan kecil pada gen yang dimaksud — formin — mencegahnya membangun protein.
Para ilmuwan kemudian mencoba mengubah cara bayi siput berkembang dengan merawat embrio siput dengan obat anti-formin. Seperti yang diharapkan, obat itu menyebabkan siput yang biasanya melengkung searah jarum jam untuk memutar ke arah yang berlawanan.
Tak satu pun dari siput yang terbalik selamat dari perawatan. Alasan pasti untuk ini masih belum diketahui, karena beberapa siput memang ada secara alami dengan ikal berlawanan arah jarum jam. Tetapi “sangat sulit untuk mengubah asimetri tanpa juga mengubah fungsi penting lainnya, ” kata Davison. Dan formin adalah gen yang sebelumnya ditemukan untuk membantu membangun perancah seluler pada semua hewan, sehingga perubahan pada gen bisa memiliki konsekuensi mematikan bagi sel.
Penasaran apakah gen ini bisa penting untuk asimetri pada organisme lain, tim tersebut memperlakukan embrio katak yang sedang berkembang dengan obat anti-formin yang sama, dan mereka mendapatkan hasil yang sama — beberapa katak menumbuhkan hati di sisi "salah" tubuh mereka. Ini mengisyaratkan bahwa asimetri yang mengintai dalam lebih banyak spesies juga dapat dikendalikan, setidaknya sebagian, oleh protein formin.
Penelitian ini membatasi lebih dari seabad intrik seputar ikal kerang siput.
Ahli patologi Arthur Edwin Boycott dan temannya, naturalis amatir Kapten C. Diver, menerbitkan penemuan kontrol genetik untuk memutar cangkang keong pada tahun 1923, berdasarkan pada pekerjaan mereka membiakkan siput di stoples kaca. Tetapi tidak seperti gen yang diwariskan untuk warna mata manusia, siput melengkung kanan tidak selalu membawa gen formin melengkung kanan.
Butuh hampir 60 tahun setelah itu bagi para ilmuwan untuk mengetahui bagaimana ini bekerja. Ternyata lengkungan siput dikendalikan oleh beberapa zat yang oleh ibu siput — istilah yang digunakan secara longgar, karena siput adalah hermafrodit — termasuk dalam jeroan telur, atau sitoplasma. Zat ini mengubah bayi yang sedang tumbuh, memengaruhi arah keritingnya.
"Itu 34 tahun yang lalu, " kata ahli biologi Richard Palmer, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, "dan mereka telah berusaha untuk menentukan apa [zat itu] sejak saat itu."
Masukkan Davison dan rekan-rekannya. Menggunakan teknik lab modern, tim tidak hanya mengidentifikasi gen, tetapi mereka juga menentukan bahwa asimetri subselular kecil dapat dideteksi ketika embrio hanya dua sel besar. Hasilnya mengisyaratkan "bahwa ada beberapa sistem universal yang mengendalikan asimetri pada tingkat makro, " kata Palmer.
Setelah awalnya mendengar penemuan itu, jawabannya satu kata menyimpulkan perjalanan panjang: "Akhirnya."
Tapi kasusnya belum sepenuhnya ditutup dulu. Kontrol gen pada melingkar tidak berlaku untuk semua siput darat, dan ada pertanyaan yang mengganggu mengapa siput, tidak seperti manusia, tidak semua menunjukkan preferensi asimetris yang sama dan secara konsisten meringkuk ke arah yang sama, kata Palmer.
Formin kemungkinan hanya satu dalam satu set gen yang mengendalikan simetri di antara hewan, kata Davison. Tetapi sekarang setelah mereka akhirnya memiliki gen ini dalam pandangan mereka, tim berharap ikal-ikal kecil ini akan membantu mereka mengungkap mengapa kita semua sedikit tidak bersemangat.
Para ilmuwan terkejut menemukan bahwa tidak seperti siput tambak, perubahan pada gen formin tampaknya tidak mengendalikan arah keriting siput tanah Jepang ini. (Esther de Roij)
