Peristiwa duplikasi seluruh genom sekitar 400 juta tahun yang lalu mungkin bertanggung jawab atas evolusi organ pemintal sutra laba-laba, menurut sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Science Advances. Hal ini menunjukkan bahwa salah satu alat biologis alam yang paling menakjubkan muncul dari sebuah kecelakaan genetik yang sangat besar.
Asal Usul Spinneret yang Tidak Disengaja
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan bertanya-tanya bagaimana laba-laba mengembangkan struktur kompleks yang disebut pemintal, yang menghasilkan sutra yang sangat kuat dan serbaguna yang mereka gunakan untuk membuat jaring, berburu, dan berkembang biak. Teori terkemuka menyatakan bahwa organ-organ ini muncul dari modifikasi gen yang membentuk pola anggota tubuh. Namun, mekanisme genetik yang mendasarinya masih belum jelas.
Para peneliti yang dipimpin oleh Shuqiang Li dari Anhui Normal University di Tiongkok menganalisis genom dua spesies laba-laba dan kalajengking cambuk, membandingkannya dengan kerabat arakhnida lainnya. Temuan mereka mengungkapkan bahwa nenek moyang kuno laba-laba, kalajengking, dan kalajengking cambuk mengalami duplikasi lengkap seluruh genomnya. Ini berarti setiap gen disalin, sehingga menciptakan lonjakan besar materi genetik.
Peran Gen Perut-A
Studi ini menunjukkan pasangan gen tertentu, abdominal-A, sebagai hal yang penting dalam pengembangan pemintal. Eksperimen pada embrio laba-laba menunjukkan bahwa menonaktifkan gen ini mengakibatkan embrio tidak memiliki pemintal sama sekali.
“Gen yang diduplikasi tampaknya telah mengembangkan peran yang berbeda setelah duplikasi tersebut,” jelas Li. “Dengan bekerja sama, mereka menciptakan alat pemintal khusus yang kita lihat saat ini.” Hal ini menunjukkan bahwa duplikasi awal bukan hanya peristiwa acak tetapi merupakan langkah penting dalam membentuk evolusi laba-laba.
Mengapa Duplikasi Genom Penting
Duplikasi seluruh genom biasa terjadi pada evolusi tumbuhan tetapi relatif jarang terjadi pada hewan. Ketika hal ini terjadi, hal ini akan menciptakan peluang terjadinya interaksi gen baru dan perubahan evolusioner yang besar. Hal ini dikaitkan dengan diversifikasi vertebrata berahang dan mungkin menjelaskan mengapa laba-laba mengembangkan organ pemintal sutra.
Prashant Sharma, ahli biologi di Universitas Wisconsin–Madison, mencatat bahwa meskipun penelitian ini “indah”, namun tidak sepenuhnya mengesampingkan penjelasan alternatif. Beberapa arthropoda tidak memiliki gen abdominal-A tetapi masih memiliki tubuh yang terpotong, sehingga menunjukkan bahwa gen tersebut mungkin mengatur lebih dari sekadar perkembangan pemintal.
“Para peneliti mungkin menemukan jalur genetik untuk membuat hewan mirip laba-laba laut atau tungau,” kata Sharma.
Terlepas dari ketidakpastian ini, Li menekankan bahwa duplikasi genom adalah penyebab utama keanekaragaman hewan. Peristiwa genetik yang tidak disengaja ini mungkin menjadi katalis bagi salah satu adaptasi alam yang paling menarik.
Studi ini menyoroti bagaimana perubahan besar dalam evolusi dapat muncul dari kesalahan genetik yang tidak terduga, sehingga mengubah kecelakaan menjadi adaptasi selama jutaan tahun. Asal usul sutra laba-laba adalah contoh nyata tentang bagaimana keacakan dan peluang bertabrakan dalam sejarah kehidupan di Bumi.
