Nationalgeographic.co.id—Sebuah tim peneliti dunia hewan di Institut Max Planck untuk Ekologi Kimia di Jena, Jerman, telah melakukan penelitian pada kumbang daun. Hasilnya menunjukkan bagaimana kumbang daun dapat berhasil menggunakan sumber makanan baru yang sebelumnya tidak dapat dicerna dalam proses evolusi.
Serangga memperoleh enzim dari mikroorganisme melalui transfer gen horizontal yang memungkinkan mereka dapat mendegradasi pectin. Pektin adalah komponen padat dari dinding sel tanaman. Diketahui bahwa produk degradasi yang dihasilkan dari pencernaan pektin tidak begitu penting untuk pertumbuhan dan perkembangan kumbang. Oleh karena itu,para peneliti menyimpulkan bahwa kumbang mengganggu dinding sel untuk mengakses sitoplasma yang kaya protein dari sel tumbuhan, yang mereka butuhkan untuk nutrisi mereka.
Temuan fosil kerusakan makan serangga pada tanaman adalah bukti bahwa serangga telah menggunakan tanaman sebagai sumber makanan selama lebih dari 400 juta tahun.
Para peneliti yang dipimpin oleh Roy Kirsch dan Yannick Pauchet dari Department of Insect Symbiosis sedang menyelidiki bagaimana serangga herbivora mampu memecah komponen makanan nabati yang sulit dicerna. Dalam pekerjaan sebelumnya, mereka telah menunjukkan bahwa enzim pendegradasi pektin tersebar luas pada spesies kumbang herbivora. Mereka juga mampu menunjukkan bahwa enzim kumbang ini selalu berasal dari mikroba. Pertanyaan dari penelitian ini adalah seberapa penting enzim ini untuk nutrisi dan kebugaran serangga? Dalam hal ini untuk kumbang daun sawi Phaedon cochleariae.
"Tujuan kami adalah untuk lebih memahami bagaimana serangga herbivora berurusan dengan dinding sel tanaman, yang membuat sebagian besar makanan mereka,” kata penulis pertama Roy Kirsch. “Pektin adalah matriks yang melekatkan serat selulosa dan hemiselulosa di dalam dinding sel tanaman. Ini merupakan konstituen utama dari sel yang menghubungkan lamela tengah. Akibatnya, pektin harus dicerna terlebih dahulu sehingga enzim selulase dan hemiselulase dapat mengakses substratnya. Lalu sel tumbuhan akhirnya dibebaskan dari dinding sel pelindungnya. Dalam konteks ini, aksi pektinase, yaitu enzim pendegradasi pektin, adalah kunci pencernaan yang efisien dari makanan kumbang daun."
Untuk mempelajari peran pektinase, para peneliti membuat garis kumbang di mana enzim ini tidak ada. Ini awalnya ternyata lebih sulit dari yang diharapkan.
"Bahkan pengurangan drastis aktivitas pektinase melalui percobaan knockdown RNAi pada larva kumbang daun tidak cukup untuk secara efektif menghambat pencernaan pektin. Kami hanya dapat sepenuhnya melumpuhkan gen penyandi pektinase pada kumbang daun dengan menerapkan pengeditan genom CRISPR/Cas9," kata pemimpin studi Yannick Pauchet, menggarisbawahi pentingnya "gunting genetik," teknologi yang digunakan Emmanuelle Charpentier dan Jennifer Doudna yang dianugerahi Hadiah Nobel Kimia 2020.
Larva “Pectinase-null mutant” yang dihasilkan dengan cara ini ternyata memiliki kemampuan bertahan hidup yang rendah. Pertanyaan lebih lanjut sekarang adalah apakah produk degradasi pencernaan pektin akan meningkatkan tingkat kelangsungan hidup kumbang ini bila diterapkan secara oral pada larva kumbang. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen makan, ini tidak terjadi.
"Di satu sisi, hasil ini sedikit mengejutkan bagi kami. Namun di sisi lain, ini merupakan indikator penting bahwa kumbang daun tidak mencerna pektin untuk menggunakan produk pemecahannya bagi metabolisme mereka sendiri. Melainkan mengganggu pektin, dan kemungkinan polisakarida dinding sel tumbuhan lainnya, untuk mengakses sitoplasma sel tumbuhan yang kaya protein," simpul Kirsch.
Baca Juga: Dunia Hewan: Spesies Baru Kepiting Tapal Kuda Ditemukan di Kanada