Dunia Hewan: Paru-paru Salamander Ini Hilang Saat Beranjak Dewasa

Nationalgeographic.co.id - Paru-paru sangat penting bagi banyak vertebrata termasuk manusia. Namun, di dunia hewan, empat clade amfibi hidup telah secara independen menghilangkan respirasi paru dan kehilangan paru-paru. Mereka bernapas terutama melalui kulit basah mereka. Masih sedikit yang diketahui tentang dasar perkembangan kehilangan paru-paru di clade ini.

Para peneliti di Departemen Biologi Organisme dan Evolusioner juga Museum Zoologi Komparatif di Universitas Harvard meneliti Plethodontidae, keluarga salamander yang dominan. Spesies ini diketahui bahwa semuanya tidak memiliki paru-paru saat dewasa. Akan tetapi, peneliti menemukan bahwa mereka sebenarnya mengembangkan paru-paru saat embrio. Ini telah menjelaskan evolusi kehilangan paru-paru selama jutaan tahun.

Temuan itu diterbitkan di jurnal Science Advance pada 17 Agustus, dengan judul "Developmental basis of evolutionary lung loss in plethodontid salamanders."

Keluarga salamander tanpa paru-paru Plethodontidae adalah keluarga salamander yang paling kaya spesies. Terhitung lebih dari dua pertiga keanekaragaman salamander yang ada adalah termasuk ke dalamnya. Semua plethondontids dewasa tidak memiliki paru-paru. Mereka bernapas seluruhnya melalui jaringan nonpulmonal, terutama kulit dan selaput lendir di mulut dan tenggorokan.

Hilangnya paru-paru telah terjadi secara independen setidaknya empat kali di antara amfibi yang berkerabat jauh. Ada contoh lain dari pengurangan atau kehilangan paru-paru pada amfibi dan beberapa vertebrata. Alasan perkembangan kehilangan organ ini, bagaimanapun, tetap menjadi misteri.

"Jelas salamander tanpa paru-paru baik-baik saja tanpa paru-paru mengingat mereka membentuk sekitar dua pertiga dari semua spesies salamander," kata penulis utama Zachary R. Lewis, mantan kandidat doktor, "mungkin kehilangan paru-paru memungkinkan, bukan terhambat, keberhasilan evolusi yang luar biasa ini."

Studi ini didasarkan pada karya doktoral Lewis di lab penulis senior Profesor James Hanken. Lewis, Hanken, dan rekan penulis Lektor Kepala Ryan Kerney, Gettysburg College, menggunakan histologi dan mikro-CT untuk memeriksa morfologi perkembangan paru-paru pada salamander dengan paru-paru dan tanpa paru-paru. Mereka menemukan bahwa salamander tanpa paru-paru mulai mengembangkan paru-paru saat embrio dengan cara yang sama seperti spesies dengan paru-paru mengembangkannya. Para peneliti kemudian menggunakan hibridisasi in situ dan pengurutan RNA. Bertujuan untuk menunjukkan bahwa struktur yang terbentuk selama perkembangan embrionik salamander tanpa paru menyerupai paru-paru tidak hanya secara morfologis. Akan tetapi juga dalam hal molekul yang diekspresikan.

Para peneliti berhipotesis bahwa perkembangan paru-paru berhenti pada spesies ini dikarenakan kurangnya isyarat. Di mana mempertahankan perkembangan paru-paru yang muncul dari jaringan, mesenkim, yang mengelilingi paru-paru saat berkembang.

 Baca Juga: Fosil Salamander Eropa Tertua Ditemukan di Isle of Skye, Skotlandia

 Baca Juga: Spesies Baru Katak Berkantung: Orang Tua Jantan Bertugas Mengasuh Anak

 Baca Juga: Ternyata Panda Purba Pernah Punya Ibu Jari Palsu yang Panjang

"Kami menempatkan mesenkim dari salamander dengan paru-paru ke dalam embrio salamander tanpa paru dan membiarkannya berkembang," kata Lewis, "ini menghasilkan pembentukan struktur yang menyerupai paru-paru, menawarkan beberapa bukti bahwa salamander tanpa paru tetap mampu terus mengembangkan paru-paru."

Studi ini juga mengonfirmasi tesis doktoral Amy Grace Mekeel tahun 1936 yang menantang teori terkemuka yang dikemukakan oleh para ahli biologi bahwa lipatan kecil pada faring dewasa adalah paru-paru sisa yang bertahan sejak hilangnya paru-paru awal plethodontids. Mekeel menggambarkan "paru-paru dasar" yang terbentuk di embrio, tetapi hilang pada saat menetas.

"Prekursor paru-paru muncul dan menghilang sebelum embrio salamander tanpa paru menetas, seperti yang dijelaskan Mekeel," kata Kerney, "karya ini membenarkan tesis Mekeel sebelumnya dan meletakkan hipotesis sisa dewasa awal untuk beristirahat."

Studi ini mengungkapkan bahwa jalur perkembangan-genetik paru-paru setidaknya sebagian dilestarikan meskipun tidak ada paru-paru dewasa yang berfungsi. Ini setidaknya berlangsung selama 25 dan mungkin melebihi 60 juta tahun. Memahami evolusi kehilangan paru-paru di Plethondontidae juga dapat menjelaskan hilangnya organ pada vertebrata lain.

"Di masa depan, jika mekanisme genetik ini terungkap, kita akan memiliki pemahaman yang lebih lengkap tentang bagaimana evolusi bertindak untuk menghilangkan organ seperti paru-paru. Di mana telah lama dianggap penting untuk mencapai kehidupan di darat," kata Lewis yang saat ini menjadi ilmuwan dengan NanoString Technologies.

Simak kisah-kisah selidik sains dan gemuruh penjelajahan dari penjuru dunia yang hadir setiap bulan melalui majalah National Geographic Indonesia. Cara berlangganan via bit.ly/majalahnatgeo