Bukti Baru Pengembangan Organisme yang Mengarah pada Ledakan Kambrium

 

Rabu, 30 November 2011 - Terdapat bukti adanya perjalanan pengembangan yang lambat selama 200 juta tahun sebelum keragaman tiba-tiba menjadi jelas, yang menunjukkan bahwa banyak organisme yang perlahan-lahan berevolusi dan kemudian bermunculan ketika kondisi menjadi matang.

---

Selama ratusan tahun, para peneliti dari berbagai cabang ilmu pengetahuan telah berupaya menjelaskan ledakan dalam keragaman organisme hewan yang dimulai sekitar 541 juta tahun yang lalu di planet ini. Dikenal sebagai periode Kambrium, berdasarkan bukti fosil, ketika kehidupan berevolusi dari organisme sederhana bersel satu, ke berbagai makhluk hidup yang memiliki beberapa sel dengan fungsi yang beragam. Kini, bukti terbaru dari tim ahli biologi, paleobiologi dan ekologi menunjukkan bahwa ledakan tiba-tiba bentuk kehidupan baru ini sama sekali tidak terjadi secara tiba-tiba.

Dalam tulisan yang dipublikasikan dalam Science, tim riset menyatakan bahwa sebagian besar bentuk kehidupan baru yang diperlihatkan pada penemuan-penemuan fosil, berada dalam perjalanan mereka pada perkembangan sebelum periode Kambrium dan banyak dari mereka, berdasarkan perilaku mereka, telah membantu membuka jalan bagi hewan-hewan yang lainnya.

Penelitian sebelumnya tentang kehidupan hewan-hewan awal – organisme yang terdiri dari berbagai sel dengan fungsi yang berbeda-beda – telah mengusulkan bahwa mereka muncul di berbagai tempat dari 600 juta hingga ke lebih dari satu miliar tahun yang lalu. Namun analisis tersebut sebagian besar mengandalkan fosil atau pada pendekatan sebelumnya yang membangun jam molekuler – menggunakan data dari spesies hidup hingga ke asal-usul nenek moyang mereka.

Ketua Fakultas SFI, Doug Erwin, kurator Paleobiologi di Smithsonian Institution, Washington, DC, bersama para kolega memutuskan untuk menyelidikinya lebih lanjut. Untuk lebih memahami apa yang terjadi sebelum dan selama periode Kambrium, tim riset mengambil pendekatan dua arah: satu sisi mempelajari, menyusun dan memperbaharui bukti fosil, sedangkan sisi lainnya berfokus pada susunan molekul berbagai organisme, mengungkap sejarah gen mereka untuk membuat pohon keluarga yang lebih tepat.

Dengan mencocokkan urutan genetik pada lebih dari 100 spesies hewan yang hidup – termasuk arthropoda, echinodermata, dan moluska, bersama dengan array khas hewan bertulang belakang - hingga ke catatan fosil, tim riset menemukan bahwa hewan yang kompleks berasal dari sekitar 800 juta tahun yang lalu.

Dari pekerjaan mereka ini tampak bahwa komponen genetik dasar bagi organisme-organisme yang bermunculan selama periode Kambrium sebenarnya sudah ada jauh sebelumnya. Bahkan, terdapat bukti adanya perjalanan pengembangan yang lambat selama 200 juta tahun sebelum keragaman tiba-tiba menjadi jelas, yang menunjukkan bahwa banyak organisme yang perlahan-lahan berevolusi dan kemudian bermunculan ketika kondisi menjadi matang.

Lebih lanjut, “toolkit perkembangan” yang diperlukan untuk memproduksi struktur dan fungsi dasar, seperti usus, sebagian besar sudah ada pada saat nenek moyang awal ubur-ubur dan anemon laut muncul 700 juta yang tahun lalu.

Masih terdapat jeda lama sampai ledakan Kambrium dimulai 541 juta tahun yang lalu. Tim riset menunjukkan bahwa hewan-hewan yang hidup sebelum periode ini berada pada kondisi di saat bumi mengalami beberapa periode yang sangat dingin, di mana seluruh planet membeku sehingga pengembangan organisme menjadi stagnan. Lalu, muncullah suatu masa pemanasan, mendorong spons dan hewan-hewan sederhana lainnya perlahan-lahan mengubah lingkungan mereka selama jutaan tahun: menyaring karbon dari air laut lalu terkubur dalam sedimen setelah organisme-organisme ini mati, membiarkan kadar oksigen meningkat, dan menyusup ke dalam dasar laut yang lembut mengisi udara pada sedimen, menyediakan jenis lingkungan yang baru bagi jenis-jenis organisme baru. Spesies-spesies baru ini kemudian membentuk hubungan-hubungan ekologis, yang memungkinkan lebih banyak lagi perekayasaan ekologis.

Perubahan lingkungan dan ekologi memungkinkan hewan-hewan memanfaatkan potensi dalam toolkit perkembangan yang menyediakan blok bangunan keanekaragaman hewan. Bersamaan dengan itu, proses-proses ini menciptakan sebuah loop umpan balik positif yang mengarah pada ledakan Kambria.

“Orang telah mengusulkan penjelasan yang melibatkan perubahan lingkungan, asal-usul toolkit perkembangan, atau interaksi ekologis,” kata Erwin. “Dengan hati-hati mengintegrasikan data fosil dan molekul, kami mampu memisahkan waktu dari peristiwa-peristiwa ini. Hal ini memberikan kita pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana proses-proses saling terkait.”

Kredit: Smithsonian Institution
Jurnal: Douglas H. Erwin, Marc Laflamme, Sarah M. Tweedt, Erik A. Sperling, Davide Pisani, Kevin J. Peterson. The Cambrian Conundrum: Early Divergence and Later Ecological Success in the Early History of Animals. Science, 25 November 2011: Vol. 334 no. 6059 pp. 1091-1097. DOI: 10.1126/science.1206375

Sumber:  www.faktailmiah.com