Saturday, 13 Jul 2024

Mengapa Kunang-kunang Bercahaya? Penelitian Baru Membantah Teori Asal Mula Saat Ini

RisalahPos
9 Jul 2024 02:15
3 minutes reading

Sebuah studi genomik terkini yang dipimpin oleh Ying Zhen telah membantah kepercayaan tradisional bahwa kunang-kunang mengembangkan pendarannya sebagai mekanisme untuk memberi sinyal toksisitasnya. , 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 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

Tersembunyi dari Cagar Alam Wolong, Sichuan, Tiongkok. Kredit: Chengqi Zhu

Wawasan Genetik tentang Bioluminesensi Kunang-kunang

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.

Spesimen Kunang-kunang

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.

Diagram Evolusi Kunang-kunang

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 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 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 jalur yang sama.

Analis Pyrocoelia

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