Ilmuwan Terkejut dengan Perubahan Evolusi yang Mengejutkan pada Gen Seks Katak
Para peneliti di McMaster University menemukan delapan kromosom seks berbeda pada 11 orang jenis katak cakar Afrika, mengungkap keragaman genetik yang mengejutkan.
Studi ini menemukan kromosom-kromosom ini berada di wilayah genom dengan rekombinasi genetik yang tinggi, menantang teori yang ada tentang evolusi gen penentu jenis kelamin. Penelitian ini menyoroti betapa pentingnya sifat biologis seperti diferensiasi seksual dapat berevolusi dengan cepat melalui gen yang baru dikembangkan.
Keanekaragaman Genetik pada Katak Cakar Afrika
Para peneliti di Universitas McMaster telah menemukan keragaman genetik yang mengejutkan dalam cara menentukan jenis kelamin pada katak cakar Afrika, salah satu amfibi yang paling banyak dipelajari di dunia.
Melalui analisis genom, para ilmuwan mengidentifikasi delapan kromosom seks berbeda pada 11 spesies katak. Banyak dari kromosom ini mungkin membawa gen berevolusi baru yang bertanggung jawab memicu perkembangan pria atau wanita.
Sebelum penelitian ini, para peneliti hanya mengetahui adanya tiga kromosom seks pada suatu spesies, sehingga hal ini merupakan penemuan terobosan dalam bidang evolusi genetik.
“Pada katak-katak ini, kami menemukan variasi yang luar biasa bahkan di antara spesies yang berkerabat dekat, yang memungkinkan kami mengeksplorasi betapa pentingnya hal-hal seperti penentuan jenis kelamin berevolusi dengan cepat,” kata Ben Evans, profesor di Departemen Biologi di McMaster dan penulis utama a studi baru di jurnal Biologi dan Evolusi Molekuler. Evans melakukan pekerjaan tersebut bersama rekan-rekannya dari Republik CekoPrancis, Amerika Serikat, dan Afrika Selatan.
Katak cakar Afrika digunakan sebagai organisme model untuk penelitian biologi karena hubungan evolusinya yang erat dengan manusia, dan karena perkembangan awal terjadi secara eksternal, sehingga proses-proses mendasar dapat dengan mudah diamati dan dimanipulasi.
Katak ini ditemukan di Afrika Sub-Sahara dan hidup di perairan yang bergerak lambat atau tergenang. Mereka dikenal karena tubuhnya yang rata, organ vokal yang dapat menghasilkan suara di bawah air, dan cakar pada tiga jari pertama kaki belakangnya, yang mereka gunakan untuk mengoyak makanan.
Lokasi Gen Penentu Jenis Kelamin yang Mengejutkan
Dalam studi ini, para peneliti menunjukkan dengan tepat lokasi kromosom seks yang baru diidentifikasi, yang menambah keterkejutan mereka.
Teori yang berlaku menyatakan bahwa gen penentu jenis kelamin biasanya muncul di wilayah genom dengan tingkat rekombinasi yang rendah – pertukaran materi genetik dalam setiap orang tua yang menciptakan campuran sifat baru pada keturunannya.
Wawasan Evolusioner tentang Penentuan Jenis Kelamin
Sebaliknya, mereka menemukan bahwa gen-gen yang baru berevolusi ini hampir punah secara universal Terletak di wilayah dimana rekombinasi genetik tinggi, menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana dan mengapa dasar genetik dari sifat-sifat biologis yang sangat penting – seperti diferensiasi seksual – dapat berevolusi begitu cepat, dan bagaimana gen-gen baru dan fungsi genetik muncul.
“Jika Anda melakukan tes yang sama pada beberapa kelompok yang lebih tua seperti kebanyakan mamalia atau semua burung, Anda akan menemukan bahwa kromosom seks mereka semuanya sama,” jelas Evans. “Tetapi kelompok katak ini – sebaliknya – memiliki variasi yang luar biasa.”
“Sangat mungkin bahwa gen baru muncul berkali-kali pada katak ini untuk mengatur diferensiasi seksual, dengan bertindak sebagai 'tombol hidup-mati' atau 'tombol jantan-betina' di puncak tahap perkembangan,” katanya.
Konteks Sejarah dan Penelitian yang Sedang Berlangsung
Pada tahun 2015, Evans—yang telah mempelajari katak cakar Afrika selama lebih dari dua dekade—memimpin tim yang menemukan enam spesies baru dan menambahkan spesies lain ke dalam daftar spesies yang diketahui, sehingga memberikan informasi dasar untuk penelitian ini.
Referensi: “Pergantian Kromosom Seks yang Cepat pada Katak Cakar Afrika (Xenopus) dan Asal Usul Kromosom Seks Baru” oleh Ben J Evans, Václav Gvoždík, Martin Knytl, Caroline MS Cauret, Anthony Herrel, Eli Greenbaum, Jay Patel, Tharindu Premachandra, Theodore J Papenfuss, James Parente, Marko E Horb dan John Measey, 12 Desember 2024, Biologi dan Evolusi Molekuler.
DOI: 10.1093/molbev/msae234
