Nationalgeographic.co.id—Dari hampir 60 juta kucing peliharaan di Amerika Serikat, salah satu yang paling umum adalah tabby klasik. Pola bulunya menampilkan garis-garis, titik-titik, dan lingkaran serta garis serupa huruf "M" di dahinya.
Meskipun tabby sangat popular (tokoh kucing dalam film Garfield), para ilmuwan hanya tahu sedikit tentang bagaimana mereka mendapatkan penampilan yang khas ini.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan minggu ini dalam Nature Communications, para ilmuwan melaporkan bahwa gen yang mengatur pola kucing diaktifkan dalam sel-sel kulit embrio sebelum bulu kucing berkembang. Sel-sel kulit awal bahkan meniru garis-garis kucing mikroskopis, sebuah penemuan yang belum pernah terlihat sebelumnya dalam sel-sel embrionik.
Proses genetik unik ini mungkin merupakan mekanisme yang sama yang menciptakan garis-garis dan bintik-bintik pada kucing liar, menurut teori penulis. Kata "tabby" berasal dari al-'Attābiyya, sebuah kawasan di Baghdad yang memproduksi taffeta sutra bergaris halus pada abad ke-16. Akan tetapi, belang itu sendiri kemungkinan besar berasal dari nenek moyang langsung kucing domestik, yaitu kucing liar belang Timur.
“Ada kepuasan dalam memahami sedikit lebih banyak tentang dunia,” kata pemimpin studi Greg Barsh, seorang peneliti di Hudson Alpha Institute for Biotechnology. Lembaga itu sebuah fasilitas penelitian yang berbasis di Huntsville, Alabama. Tetapi penemuan ini juga luar biasa dengan cara lain, katanya: “Biologi menggunakan seperangkat alat yang sama berulang-ulang, jadi sangat jarang menemukan sesuatu yang tidak berlaku lebih luas untuk banyak situasi lain. Ini mungkin terjadi dalam situasi ini juga. ”
Genetika di balik warna dan pola kucing domestik telah lama menarik minat para ilmuwan. Charles Darwin, misalnya, mengungkapkan bahwa kebanyakan kucing tuli berwarna putih dengan mata biru. Selama perkembangan, katanya, spesies terkadang memperoleh perubahan yang tidak penting, seperti warna rambut, dan mereka juga terkait dengan perubahan lain yang lebih berguna.
Beberapa, tambahnya, bahkan tidak bisa kita lihat. Kucing tersebut tidak memiliki genetika modern, tetapi dia ternyata benar: Ini adalah kelainan genetik yang diturunkan.
SEL KUCING MENURUT GARIS TUBUHNYA
Sebagai bagian dari protokol penelitian yang disetujui secara etis, Barsh dan rekannya mengumpulkan hampir seribu embrio yang telah dibuang dari klinik hewan yang memandulkan kucing liar, banyak di antaranya sedang hamil saat dirawat.
Baca Juga: Temuan 600 Makam Kucing dan Anjing di Mesir Ini Bikin Merinding
Ketika Kelly McGowan, seorang ilmuwan senior dalam tim, memeriksa sel-sel kulit embrio yang berusia 25 hingga 28 hari di bawah mikroskop, dia melihat bahwa area kulit yang lebih tebal diselingi dengan area yang lebih tipis, menciptakan pola warna sementara yang menyerupai kucing. mewarnai kucing dewasa.
Dia sangat terkejut menemukan pola seperti itu di awal perkembangan embrio, jauh sebelum adanya folikel rambut dan pigmen, yang merupakan kunci pewarnaan pada hewan.
Untuk melihat lebih dekat, tim menganalisis sel-sel kulit individu embrio dan menemukan dua jenis berbeda, yang masing-masing mengekspresikan set gen yang terpisah. Di antara ini, gen yang paling berbeda adalah yang diberi nama Dickkopf WNT Signaling Pathway Inhibitor 4, atau DKK4.
Ketika mereka melihat bagaimana sel mengekspresikan DKK4 pada embrio berusia sekitar 20 hari, mereka menemukan bahwa sel-sel yang terlibat adalah yang membentuk pola kulit tebal beberapa hari kemudian.
Baca Juga: Investigasi Ungkap Penyebab Kematian Misterius 330 Kucing di Inggris
Barsh menjelaskan bahwa DKK4 juga merupakan protein pembawa pesan, yang disebut "molekul rahasia", yang memberi sinyal ke sel lain di sekitarnya, pada dasarnya mengatakan, "Kamu istimewa. Anda adalah area di mana rambut hitam perlu tumbuh.”
Ketika semuanya berjalan sesuai rencana, sel dengan DKK4 akhirnya menjadi tanda gelap yang membuat kucing tabby menjadi kucing tabby. Tetapi mutasi sering terjadi, menghasilkan warna dan pola bulu lain, seperti bintik-bintik putih atau garis-garis yang lebih tipis. Perubahan juga dapat terjadi pada pigmentasi: Mantel serba hitam, misalnya, terjadi ketika sel pigmen yang seharusnya membuat warna hanya menghasilkan pigmen gelap.
POLA SPONTAN YANG BERKEMBANG
Untuk mengetahui bagaimana sel-sel ini sebenarnya membuat pola garis-garis pada tubuh kucing tubuh, tim beralih ke Alan Turing, ilmuwan komputer dan pendiri biologi matematika. Pada 1952, Turing menjelaskan cara untuk menjabarkan secara matematis bagaimana pola dapat muncul secara spontan di alam.
Baca Juga: Misteri Harimau-harimau di Lukisan Raden Saleh Syarif Bustaman
Dikenal sebagai reaksi difusi, teorinya meramalkan bahwa sistem dapat mengatur dirinya sendiri selama perkembangan dengan adanya molekul (atau yang dihasilkan oleh gen, dalam kasus kucing)—aktivator dan inhibitor—yang bergerak dari sel ke sel, atau menyebar, dengan tarif yang berbeda. Jika inhibitor menyebar lebih jauh atau lebih cepat daripada aktivator, maka secara matematis, sistem akan memilah sendiri. Dalam kasus kucing kucing, penghambatnya adalah gen DKK4, tetapi aktivatornya tidak diketahui.
Turing tidak tahu apa itu aktivator atau inhibitor. Dia bahkan tidak tahu apakah mereka ada. Namun 70 tahun kemudian, penemuan kucing itu termasuk di antara sejumlah penemuan lain yang telah membuktikan kebenaran Turing.
“Kita cenderung memikirkan sel-sel yang bergerak selama perkembangan, tetapi memikirkannya begitu awal dalam cara tiga dimensi semacam ini, di mana mereka benar-benar mendapatkan garis-garis ini sebagai ketebalan … Itu benar-benar canggih,” kata Elaine Ostrander, yang mempelajari genetika di balik anjing domestik di Institut Penelitian Genom Manusia Nasional Institut Kesehatan Nasional, di Bethesda, Maryland.
Ostrander, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menambahkan bahwa menganalisis sel-sel tunggal "memungkinkan mereka untuk memisahkan beberapa proses yang berbeda ini, yang semuanya penting untuk akhirnya mendapatkan pola yang ada dalam buku cerita anak-anak kita."
Baca Juga: Hewan- hewan Yang Dianggap Sakral Oleh Orang-orang Mesir Kuno