Spesies ikan penghisap darah tanpa rahang, yang dikenal sebagai lamprey (belut purba penghisap darah), ternyata memiliki peran penting dalam memahami evolusi manusia dan semua vertebrata lainnya. Sebuah studi baru yang diterbitkan pada tanggal 26 Juli di jurnal Nature Ecology and Evolution mengungkapkan bahwa lamprey memiliki populasi sel yang menjadi kunci asal usul vertebrata.
Vertebrata, termasuk manusia, menelusuri garis keturunan mereka kembali ke ikan purba yang hidup lebih dari 400 juta tahun lalu selama periode Devon (419 juta hingga 359 juta tahun lalu). Pada masa itu, ikan tanpa rahang mendominasi lautan, sementara vertebrata berahang masih jarang ditemukan. Saat ini, situasi tersebut telah berbalik.
Lamprey dan hagfish merupakan satu-satunya kelompok vertebrata tanpa rahang yang dulunya dominan yang masih bertahan hingga saat ini. Mereka termasuk vertebrata paling primitif yang masih hidup. Oleh karena itu, mempelajari gen mereka dapat membantu para peneliti memahami lebih dalam evolusi vertebrata awal.
"Lamprey mungkin memegang kunci untuk memahami asal usul kita," ujar penulis studi Carole LaBonne, profesor biosains molekuler di University of Northwestern di Illinois, dikutip dari Live Science.
"Dalam biologi evolusi, jika Anda ingin memahami asal usul suatu fitur, Anda tidak dapat mengandalkan vertebrata yang lebih kompleks yang telah berevolusi secara independen selama 500 juta tahun. Anda perlu melihat ke belakang ke versi paling primitif dari jenis hewan yang dipelajari, yang membawa kita kembali ke hagfish dan lamprey, contoh terakhir vertebrata tanpa rahang yang masih hidup," jelasnya.
LaBonne dan rekan-rekannya membandingkan gen lamprey dengan sekelompok katak air berahang yang disebut Xenopus. Mereka secara khusus mengamati gen yang mengatur populasi sel induk yang disebut puncak saraf, yang hanya ditemukan pada vertebrata dan membantu mendorong evolusi vertebrata.
"Sel-sel induk ini merupakan pusat dari rancangan tubuh vertebrata karena mereka menyumbangkan berbagai jenis sel, jaringan, dan struktur yang penting bagi asal-usul dan diversifikasi vertebrata," tulis para peneliti dalam penelitian tersebut.
Tim menemukan jaringan gen yang serupa pada kedua hewan, kecuali satu perbedaan utama. Gen pengatur sel induk yang disebut pou5 tidak diekspresikan dalam sel-sel puncak saraf lamprey, yang mungkin telah membatasi kemampuan sel-sel tersebut untuk membuat kepala dan rahang. Hal ini berpotensi menjelaskan mengapa lamprey tidak memiliki rahang.
Para peneliti juga mengamati sel-sel blastula pluripoten, yang merupakan sel-sel yang lebih primitif yang menurut tim terkait dengan evolusi puncak saraf. Jenis-jenis sel ini juga berpotensi menjadi semua jenis sel lain dalam tubuh, yang dikenal sebagai pluripotensi, sehingga sel-sel ini penting untuk menentukan rencana tubuh.
Para ilmuwan menemukan bahwa lamprey dan Xenopus memiliki jaringan pluripotensi yang sepenuhnya utuh dalam sel blastula mereka, yang menyiratkan sel blastula dan sel induk puncak saraf berevolusi pada awal pohon keluarga vertebrata.
Para peneliti berhipotesis bahwa pou5, yang terdapat dalam sel lamprey dan Xenopus blastula, telah ada saat nenek moyang vertebrata berahang dan tak berahang pertama kali berevolusi, dan kemudian hilang dari puncak saraf vertebrata tak berahang.
"Sementara sebagian besar gen yang mengendalikan pluripotensi diekspresikan dalam puncak saraf lamprey, ekspresi salah satu gen kunci ini, pou5, hilang dari sel-sel ini," kata penulis pertama Joshua York, seorang peneliti di departemen biosains molekuler di University of Northwestern.
"Hebatnya, meskipun pou5 tidak diekspresikan dalam puncak saraf lamprey, ia dapat mendorong pembentukan puncak saraf ketika kami mengekspresikannya pada katak, yang menunjukkan bahwa gen ini merupakan bagian dari jaringan pluripotensi kuno yang ada pada nenek moyang vertebrata paling awal kita," simpulnya.
