Mengapa Kunang-kunang Bercahaya? Penelitian Baru Membantah Teori Asal Mula Saat Ini
Sebuah studi genomik terkini yang dipimpin oleh Ying Zhen telah membantah kepercayaan tradisional bahwa kunang-kunang mengembangkan pendarannya sebagai mekanisme pertahanan untuk memberi sinyal toksisitasnya. Sebaliknya, penelitian tersebut menunjukkan bahwa bioluminesensi pada kunang-kunang berasal sebagai respons terhadap stres oksidatif, mendahului evolusi senyawa toksiknya, lucibufagin, yang hanya ditemukan pada sebagian kecil spesies kunang-kunang.
Penelitian genomik terkini menunjukkan bioluminesensi kunang-kunang mendahului sifat racunnya, mungkin berevolusi sebagai respons terhadap stres oksidatif.
Analisis genomik telah membalikkan hipotesis utama tentang asal usul cahaya kunang-kunang. Sebelumnya, diyakini bahwa Lampyridae Keluarga kumbang, yang umumnya dikenal sebagai kunang-kunang, awalnya mengembangkan cahaya terang mereka sebagai sinyal peringatan yang menunjukkan racun mereka terhadap predator, yang kemudian diadopsi sebagai sinyal kawin. Penjelasan ini akan menjelaskan mengapa telur, larva, dan pupa juga bersinar.
Tersembunyi dari Cagar Alam Nasional Wolong, Sichuan, Tiongkok. Kredit: Chengqi Zhu
Wawasan Genetik tentang Bioluminesensi Kunang-kunang
Peneliti Ying Zhen dan rekan-rekannya menguji kebijaksanaan konvensional dengan menyusun pohon keluarga kunang-kunang dan menelusuri evolusi senyawa kimia yang membuat kunang-kunang beracun: lucibufagin. Tim mengumpulkan sampel segar selama 16 tahun. jenis dari Lampyridae dari berbagai lokasi di seluruh Tiongkok, bersama dengan dua spesies terkait, yang mereka analisis bersama dengan koleksi dan data genetik yang sudah ada sebelumnya. Secara keseluruhan, para penulis menyusun data tingkat genomik dari 41 spesies. Untuk setiap spesies, para penulis juga mencari lucibufagin menggunakan kromatografi cair-spektrometri massa.
Absondita sp. dari Cagar Alam Nasional Gunung Tianmu, Zhejiang, Tiongkok. Kredit: Dongdong Xu
Bioluminesensi vs. Keberadaan Toksin pada Kunang-kunang
Penelitian mereka mengungkapkan bahwa lucibufagin hanya ditemukan pada satu subfamili kunang-kunang, sedangkan bioluminesensi ditemukan secara luas pada seluruh famili, hal ini secara kuat menunjukkan bahwa toksin tersebut berevolusi setelah perkembangan bioluminesensi.
Filogeni kemungkinan maksimum yang dikalibrasi waktu dari 41 kumbang berdasarkan 1.353 urutan nukleotida ortolog. Node saat lucibufagin kunang-kunang pertama kali berevolusi ditandai oleh molekul dan nenek moyang Lampyridae yang paling baru ditandai dengan kartun kunang-kunang. Angka di atas node adalah perkiraan waktu divergensi median dalam jutaan tahun yang lalu. Kartun fosil pada node mewakili tiga kalibrasi fosil yang digunakan. Batang warna yang terletak di bagian bawah menunjukkan kadar oksigen historis. Kredit: Zhu et al
Hipotesis Baru tentang Asal-usul Cahaya Kunang-kunang
Jadi mengapa kunang-kunang pertama kali mulai bersinar? Substrat bioluminesensi kunang-kunang, luciferin, sebelumnya telah terbukti memiliki sifat antioksidan. Ying Zhen dan rekan-rekannya menemukan bahwa nenek moyang kunang-kunang berevolusi dan terdiversifikasi selama periode historis ketika kadar oksigen atmosfer terus meningkat dari titik terendah dalam sejarah setelah Peristiwa Anoksik Oseanik Toarcian. Para penulis juga mencatat bahwa kelabang yang bersinar diperkirakan awalnya mengembangkan bioluminesensi untuk mengatasi stres oksidatif di lingkungan yang panas dan kering dan menunjukkan bahwa mungkin kunang-kunang mengikuti jalur yang sama.
Pyrocoelia analis dari Tunchang, Hainan, Tiongkok. Kredit: Chengqi Zhu
Referensi: “Toksin kunang-kunang lucibufagins berevolusi setelah asal mula bioluminesensi” oleh Chengqi Zhu, Xiaoli Lu, Tianlong Cai, Kangli Zhu, Lina Shi, Yinjuan Chen, Tianyu Wang, Yaoming Yang, Dandan Tu, Qi Fu, Jing Huang dan Ying Zhen, 25 Juni 2024, PNAS Nexus.
DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae215
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
