Analisis 23 Genom Kuno Berusia 700.000 Tahun Mengungkap Evolusi Mamut

Nationalgeographic.co.id - Penelitian baru para ahli paleontologi telah menganalisis 23 genom kuno mamut berbulu (Mammuthus primigenius), termasuk salah satu spesimen tertua yang diketahui berusia 700.000 tahun.

Analisis tersebut untuk mengidentifikasi mutasi tetap yang unik pada spesies tersebut dan untuk mendapatkan perkiraan kapan mutasi ini berevolusi. Hasil analisis tersebut telah diterbitkan dalam jurnal Current Biology dengan judul "Genomics of adaptive evolution in the woolly mammoth."

Mereka menemukan bahwa pada saat asalnya, mamut berbulu telah memperoleh spektrum luas gen yang dipilih secara positif, termasuk gen yang terkait dengan perkembangan rambut dan kulit, penyimpanan dan metabolisme lemak, serta fungsi sistem kekebalan.

Mereka juga mengidentifikasi gen dengan beberapa mutasi yang mungkin bertanggung jawab atas telinga kecil mamut berbulu.

Evolusi mamut (genus Mammuthus) dicirikan oleh serangkaian transisi morfologis yang didefinisikan dengan meningkatkan spesialisasi untuk hidup di lingkungan dataran tinggi yang dingin dengan lanskap terbuka dan vegetasi berumput.

Proses ini memuncak dengan evolusi mamut berbulu, yang berasal dari timur laut Siberia selama tahap awal Pleistosen Tengah, sekitar 700.000 tahun yang lalu, dan telah punah pada permulaan Holosen, 12.000 tahun yang lalu, di sebagian besar wilayah jangkauannya.

Mamut berbulu memiliki distribusi Holarctic dan menghuni lingkungan terestrial hingga 80 derajat utara, bahkan selama kondisi glasial penuh.

Dibandingkan dengan kerabat gajahnya yang masih ada serta anggota Mammuthus sebelumnya, ia secara unik beradaptasi dengan kehidupan di Arktika yang tinggi.

Pelestarian luar biasa dari sisa-sisa mamut berbulu yang ditemukan dari endapan permafrost telah memungkinkan para ilmuwan untuk mengidentifikasi berbagai adaptasi morfologis, seperti bulu wol tebal, telinga kecil, ekor pendek, dan timbunan lemak yang cukup banyak.

Selain itu, analisis genetik telah mengisyaratkan adaptasi fisiologis yang sebelumnya tidak diketahui terhadap lingkungan Arktika, termasuk gen yang terkait dengan sensasi termal dan struktur hemoglobin.

Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa hanya sebagian kecil dari adaptasi ini yang unik pada mamut berbulu dibandingkan dengan nenek moyangnya yang berusia jutaan tahun.

“Kami ingin tahu apa yang membuat mamut menjadi mamut berbulu,” kata David Díez-del-Molino, peneliti di Center for Palaeogenetics di Stockholm.

“Mamut berbulu memiliki beberapa ciri morfologis yang sangat khas, seperti bulunya yang tebal dan telinganya yang kecil, yang jelas Anda harapkan berdasarkan seperti apa spesimen beku itu, tetapi ada juga banyak adaptasi lain seperti metabolisme lemak dan persepsi dingin yang tidak begitu jelas karena mereka berada di tingkat molekuler.”

Untuk mengidentifikasi gen yang sangat berevolusi pada mamut berbulu, yang berarti mereka telah menghasilkan sejumlah besar mutasi, Díez-del-Molino dan rekannya membandingkan genom dari 23 mamut berbulu dengan 28 genom gajah Asia dan Afrika modern.

Dua puluh dua dari mamut berbulu ini relatif modern, telah hidup dalam 100.000 tahun terakhir, dan 16 genom belum pernah diurutkan sebelumnya.

Genom mamut berbulu ke-23 milik salah satu mamut berbulu tertua yang diketahui, Chukochya, yang hidup sekitar 700.000 tahun yang lalu.

“Memiliki genom Chukochya memungkinkan kami untuk mengidentifikasi sejumlah gen yang berevolusi selama umur mamut berbulu sebagai spesies,” kata Profesor Love Dalén, seorang peneliti di Center for Palaeogenetics di Stockholm.

“Hal ini memungkinkan kami untuk mempelajari evolusi secara waktu nyata, dan kami dapat mengatakan bahwa mutasi spesifik ini unik pada mamut berbulu, dan mutasi tersebut tidak ada pada nenek moyangnya.”

Tidak mengherankan, banyak gen yang adaptif untuk mamut berbulu terkait dengan kehidupan di lingkungan yang dingin. Beberapa dari gen ini dimiliki oleh mamalia Arktika zaman modern yang tidak berkerabat.

“Kami menemukan beberapa gen yang sangat berevolusi terkait dengan metabolisme dan penyimpanan lemak yang juga ditemukan pada spesies Arktika lainnya seperti rusa kutub dan beruang kutub, yang berarti mungkin ada evolusi konvergen untuk gen ini pada mamalia yang beradaptasi dengan dingin,” kata Díez-del-Molino.

Sementara studi sebelumnya telah melihat genom dari satu atau dua mamut berbulu, ini adalah perbandingan pertama dari sejumlah besar genom mamut.

Ukuran sampel yang besar ini memungkinkan tim untuk mengidentifikasi gen yang umum di antara semua mamut berbulu, dan karenanya kemungkinan besar adaptif, berbeda dengan mutasi genetik yang mungkin hanya ada pada satu individu.

“Kami menemukan bahwa beberapa gen yang sebelumnya dianggap khusus untuk mamut berbulu sebenarnya bervariasi di antara mamut, yang berarti mereka mungkin tidak sepenting itu,” kata Díez-del-Molino.

Baca Juga: Ilmuwan Membuat “Bakso Mamut” Prasejarah, Apakah Layak Dimakan?

Baca Juga: Temuan 'Kuburan' Lima Ekor Mamut dari 200.000 Tahun Lalu di Inggris

Baca Juga: Ekspedisi Laut Dalam Menemukan Gading Mamut Purba di Dasar Pasifik

Secara keseluruhan, genom Chukochya berusia 700.000 tahun berbagi sekitar 91,7% dari mutasi yang menyebabkan perubahan kode protein pada mamut berbulu yang lebih modern.

Ini berarti bahwa banyak dari ciri khas mamut berbulu, termasuk bulu tebal, metabolisme lemak, dan kemampuan persepsi dingin, mungkin sudah ada saat mamut berbulu pertama kali menyimpang dari leluhurnya, mamut stepa (Mammuthus trogontherii).

“Mamut berbulu paling awal belum sepenuhnya berevolusi. Mereka mungkin memiliki telinga yang lebih besar, dan wol mereka berbeda, mungkin kurang isolasi dan halus dibandingkan dengan mamut berbulu selanjutnya, "kata Profesor Dalen.

Mamut berbulu yang lebih modern juga memiliki beberapa mutasi imun pada antigen sel T yang tidak terlihat pada leluhurnya.

“Mutasi ini mungkin telah memberikan peningkatan kekebalan yang diperantarai sel sebagai respons terhadap patogen virus yang muncul,” kata para penulis.

PROMOTED CONTENT