Penelitian tentang Petunjuk Adanya Evolusi

Evolusi selalu menjadi hal yang menarik untuk diperdebatkan. Berbagai petunjuk adanya evolusi terus bermunculan sehingga terkadang memaksa kita untuk merekonstruksi pemahaman kita tentang teori tersebut.

Seiring dengan perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta dengan adanya berbagai penemuan baru di bidang geologi, memberikan kita potongan-potongan petunjuk baru sebagai jawaban berbagai pertanyaan tentang evolusi.

Berikut adalah beberapa hasil penelitian penting dalam evolusi biologi.

Merekonstruksi evolusi semua spesies

Sebuah revolusi evolusi telah dimulai setelah para ilmuwan mengekstraksi informasi genetik dari gigi badak berumur 1,77 juta tahun – data genetika terbesar mengatur data lama ini untuk dicatat dengan penuh percaya diri.

Para peneliti mengidentifikasi satu set protein yang hampir lengkap, suatu proteome, dalam enamel gigi dari badak yang sekarang telah punah. Informasi genetik yang dihasilkan adalah satu juta tahun lebih tua daripada DNA tertua yang diurutkan dari kuda berumur 700.000 tahun.

Temuan para ilmuwan dari Fakultas Kesehatan dan Ilmu Kedokteran, University of Copenhagen, dan St John’s College, University of Cambridge, diterbitkan dalam jurnal Nature.

Mereka menandai terobosan dalam bidang studi molekuler kuno dan dapat memecahkan beberapa misteri terbesar hewan purba dan biologi manusia dengan memungkinkan para ilmuwan merekonstruksi evolusi secara akurat dari masa lalu daripada sebelumnya.

“Selama 20 tahun, DNA purba telah digunakan untuk menyelesaikan pertanyaan tentang evolusi spesies yang punah, adaptasi dan migrasi manusia tetapi memiliki keterbatasan. Untuk pertama kalinya kami telah mengambil informasi genetika purba yang memungkinkan kami merekonstruksi evolusi dengan cara yang melampaui batas waktu pengawetan DNA”, kata Profesor Enrico Cappellini, Associate Professor di Palaeoproteomics di Globe Institute, University of Copenhagen, penulis utama paper.

“Analisis baru protein kuno dari email gigi ini akan memulai babak baru yang menarik dalam studi evolusi molekuler.”

Sebagai contoh, ketergantungan pada analisis DNA memungkinkan untuk melacak secara genetik proses evolusi di balik asal-usul spesies kita yang terjadi kira-kira dalam 400.000 tahun terakhir.

Namun, mengingat garis keturunan yang mengarah ke spesies kita dan simpanse (spesies yang hidup paling dekat dengan kita) bercabang sekitar enam hingga tujuh juta tahun yang lalu, itu berarti bahwa kita saat ini tidak memiliki informasi genetik dari lebih dari 90% dari jalur evolusi yang menuntun kita.

Oleh karena itu, kita masih tidak tahu apa sebenarnya hubungan genetik antara kita dan, misalnya, Homo erectus – spesies tertua manusia yang diketahui memiliki proporsi tubuh mirip manusia modern -, atau antara kita dan kelompok Australopithecus dari Australia, spesies yang termasuk fosil ikonik yang biasa disebut sebagai Lucy.

Sekuensing protein purba, berdasarkan pada teknologi terobosan yang disebut spektrometri massa, kini telah dapat mengambil informasi genetik dari Stephanorhinus yang berusia 1,77 juta tahun – badak yang punah yang hidup di Eurasia selama masa Pleistosen.

Para peneliti mengekstraksi sisa-sisa protein dari email gigi dari sebuah fosil gigi, yang ditemukan di Dmanisi, Georgia, dan menggunakan spektrometri massa untuk mengurutkan protein purba dan mengambil informasi genetik yang sebelumnya tidak dapat diperoleh dengan menggunakan sekuensing DNA.

Enamel gigi adalah bahan tersulit yang ada dalam tubuh mamalia. Dalam penelitian ini para peneliti menemukan bahwa set protein yang dikandungnya bertahan lebih lama dari DNA dan secara genetik lebih informatif daripada kolagen, satu-satunya protein purba lainnya yang sejauh ini diambil dalam fosil yang lebih tua dari satu juta tahun.

Pada akhirnya, sekuensing protein purba berbasis spektrometri massa memperluas kemungkinan pengambilan informasi genetik yang andal dan kaya dari fosil mamalia menjadi fosil yang jutaan, dan bukan hanya ribuan tahun.

“Dengan metode baru, pengurutan protein berbasis kemungkinan informasi genetis telah diperluas melampaui DNA purba,” jelas Profesor dan penulis koresponden, Jesper Velgaard Olsen dari Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research Center.

“Pada dasarnya, pendekatan ini tidak hanya memberi tahu kita spesies dan jenis kelamin fosil purba, tetapi kita juga bisa menggambar garis evolusi – semua dari satu gigi”, katanya.

“Enamel gigi sangat berlimpah dan sangat tahan lama, itulah sebabnya sebagian besar catatan fosil adalah gigi,” tambah Enrico Cappellini.

“Kami telah dapat menemukan cara untuk mengambil informasi genetik yang lebih informatif dan dapat diandalkan daripada sumber lain yang sebanding usia sebelumnya, dan itu dari bahan yang berlimpah dalam catatan fosil sehingga potensi penerapan pendekatan ini adalah luas.”

Sekuensing proteom kuno dari fosil Dmanisi Stephanorhinus telah mengarahkan para peneliti untuk mengintegrasikannya dalam pohon evolusi termasuk spesies badak lainnya yang punah dan masih ada dan untuk menentukan hubungan genetisnya dengan mereka, penulis utama pada makalah itu menjelaskan, Profesor Eske Willerslev menjelaskan. Eske Willerslev memegang posisi di St John’s College, University of Cambridge, dan direktur The Lundbeck Foundation Center for GeoGenetics di University of Copenhagen.

“Ada spesies manusia purba yang punah yang belum bisa kita dapatkan dari DNA – spesies seperti Homo Erectus. Sisa-sisa yang kita miliki terlalu tua dan terlestarikan dengan buruk agar DNA tidak dapat bertahan,” katanya.

“Penelitian ini adalah pengubah permainan yang membuka banyak peluang untuk studi evolusi lebih lanjut dalam hal manusia dan mamalia. Ini akan merevolusi metode penyelidikan evolusi berdasarkan penanda molekuler dan akan membuka bidang baru lengkap studi molekuler kuno.”

Penyusunan garis keturunan evolusioner dari satu spesies mungkin tampak seperti penyesuaian kecil tetapi mengidentifikasi perubahan pada banyak mamalia dan manusia yang telah punah dapat menyebabkan perubahan besar dalam pemahaman kita tentang bagaimana kehidupan hewan telah berevolusi.

Tim ilmuwan sudah menerapkan temuan dalam penelitian mereka saat ini.

Penemuan ini memungkinkan para ilmuwan di seluruh dunia untuk mengumpulkan data genetik fosil purba dan untuk membangun gambaran yang lebih besar, lebih akurat tentang evolusi ratusan spesies termasuk milik kita.

Baca juga : Pulau Chatham Menyediakan Mata Rantai yang Hilang dalam Evolusi

Simfoni gen dalam evolusi hewan

Salah satu penemuan paling menarik dalam penelitian genom adalah nenek moyang bersama terakhir dari semua hewan multisel – yang hidup sekitar 600 juta tahun yang lalu – telah memiliki genom yang sangat kompleks.

Banyak gen leluhur masih dapat ditemukan pada spesies modern (mis., Manusia). Namun, sudah lama tidak jelas apakah susunan gen-gen ini dalam genom juga memiliki fungsi tertentu.

Dalam penelitian terbaru dalam jurnal Ekologi dan Evolusi Alam, para ahli biologi yang dipimpin oleh Oleg Simakov dan Ulrich Technau menunjukkan bahwa tidak hanya gen individu tetapi juga pengaturan gen ini dalam genom telah memainkan peran kunci dalam perjalanan evolusi hewan.

Genom menyimpan instruksi untuk bagaimana membangun suatu organisme. Seringkali hanya gen individu yang dikaitkan dengan fungsi tertentu. Namun, genom tidak hanya mendefinisikan gen tunggal tetapi juga memberi tahu kita tentang pengaturannya pada DNA. Hebatnya, banyak dari pengaturan ini telah dilestarikan dari genom nenek moyang yang sama dari sepon dan manusia, lebih dari 600 juta tahun yang lalu. Meskipun demikian, fungsi potensial mereka telah lama luput dari para ilmuwan.

Apa yang diungkapkan oleh pengaturan gen

Dalam studi mereka saat ini, tim dari Departemen Evolusi dan Pengembangan Molekuler di Universitas Wina kini telah mengungkap wawasan pertama ke dalam pertanyaan ini.

Dengan menggunakan analisis genom komparatif, para peneliti merekonstruksi susunan gen yang dilestarikan secara evolusioner pada hewan dan menyelidiki aktivitas mereka dalam berbagai jenis sel.

Mereka dapat menunjukkan bahwa gen yang selalu hadir bersama dalam genom dalam beberapa spesies, juga cenderung aktif dalam sel yang sama. Misalnya, tiga gen yang berdekatan pada beberapa spesies (mis., Dalam spons atau cnidaria) selama 600 juta tahun terutama aktif dalam jenis sel pencernaan.

“Dengan demikian, jenis sel pada hewan dapat dikarakterisasi bukan hanya oleh gen individu tetapi juga oleh pengaturan gen tertentu, dan berbagai tipe sel juga mampu mengakses berbagai wilayah dalam genom,” jelas Oleg Simakov, ahli biologi evolusi di Universitas Wina.

Selain itu, tim mencatat bahwa jenis sel tertentu tampaknya memanfaatkan daerah yang dilestarikan seperti itu lebih dari yang lain, dan dengan demikian dapat mewakili fungsi yang sangat leluhur.

Hasilnya menunjukkan bahwa tidak hanya hilangnya gen atau kemunculan gen baru yang memainkan peran penting dalam evolusi, tetapi juga perubahan dalam pengaturan gen dalam genom telah memberikan kontribusi yang signifikan.

“Dengan demikian penelitian ini membuka perspektif yang luas dalam menginvestigasi fungsi-fungsi daerah ini pada masing-masing jenis sel,” simpul Simakov.

Baca juga : Diet Bonobo dari Akuatik Hijau dapat Menjadi Petunjuk bagi Evolusi Manusia

Lingkungan, bukan evolusi, mungkin mendasari beberapa perbedaan manusia-kera

Kemampuan kera telah diukur secara tidak adil, meragukan keyakinan yang diasumsikan bahwa bayi manusia lebih unggul daripada simpanse dewasa, menurut sebuah studi baru oleh para pemimpin di bidang kognisi kera.

Para peneliti mempelajari karya yang diterbitkan yang membandingkan kognisi sosial manusia dan kera dan sampai pada kesimpulan bahwa penelitian itu salah.

Mereka mengatakan seharusnya tidak mengejutkan bahwa kera yang dibesarkan di institusi tidak akan berkinerja baik dibandingkan dengan manusia yang dibesarkan di keluarga barat, terutama ketika diuji dengan praktik budaya barat, misalnya, gerakan seperti menunjuk.

Penelitian ini dilakukan oleh Profesor Kim Bard, Psikolog Perkembangan Komparatif di University of Portsmouth, Profesor Bill Hopkins, di University of Texas MD Pusat Kanker Anderson, di AS, dan penulis utama Dr David Leavens, di University of Sussex.

Ini diterbitkan dalam edisi terbaru Kognisi Hewan.

Para peneliti berpendapat bahwa ada kemungkinan bahwa kera dan manusia sama-sama mampu dalam beberapa aspek kognisi sosial, misalnya, sinyal sosial – menunjuk pada objek yang diinginkan – dan para ilmuwan telah salah menilai kemampuan mereka karena bias yang mendasari dan desain eksperimental yang buruk.

Mereka juga menyarankan bahwa tanpa pendekatan ilmiah yang ketat untuk merancang eksperimen dan menafsirkan hasil, psikologi komparatif gagal berkontribusi pada pemahaman kita tentang keunikan manusia.

Profesor Bard mengatakan:

“Anak-anak diajarkan di sekolah dasar bagaimana merancang percobaan ilmiah sehingga hasilnya dapat dipercaya dan dapat diandalkan, misalnya, untuk menunjukkan bahwa sinar matahari diperlukan untuk tanaman untuk tumbuh.”

“Jika Anda ingin tahu apakah bunga matahari atau tanaman tomat tumbuh lebih cepat di ruang kelas, oleh karena itu, Anda harus memberi mereka jumlah sinar matahari yang sama.”

“Eksperimen yang buruk adalah menempatkan semua pot tomat di sudut yang gelap dan semua pot bunga matahari di dekat jendela yang diterangi sinar matahari. Hal ini karena tanaman tomat dan bunga matahari diperlakukan berbeda dalam jumlah sinar matahari yang mereka dapatkan.”

“Dalam tes kognisi sosial, pengalaman sebelumnya dengan praktik budaya, seperti menunjuk, meningkatkan kinerja.”

“Apa yang terjadi dalam penelitian yang tak terhitung membandingkan kognisi sosial manusia dan kera adalah aturan desain eksperimental telah dilupakan.”

“Studi telah menggabungkan pengalaman dan spesies, misalnya, merancang eksperimen yang membandingkan manusia (yang, dalam budaya kita, telah diberi pengalaman menunjuk) dan kera (dibesarkan tanpa pengalaman menunjuk) dan kemudian mengklaim (secara salah) telah menunjukkan perbedaan spesies dalam kognisi sosial.”

“Sebagian besar penelitian, membandingkan kera dengan anak manusia, misalnya, dirancang dengan buruk, dengan pengalaman berbeda yang relevan diberikan kepada setiap spesies, menguji mereka pada usia yang berbeda dalam banyak kasus, dan kemudian mengklaim telah menemukan perbedaan dalam kognisi sosial antara manusia dan kera, tetapi spesiesnya belum diperlakukan serupa sebelum atau selama pengujian.”

“Studi-studi ini menderita dari jenis prasangka yang sama yang pernah ada dalam studi kecerdasan manusia, yang dimulai dari posisi yang bias dengan menganggap orang Eropa utara lebih cerdas dari orang Eropa selatan. Kami berpendapat jenis bias yang sama terlihat pada studi lintas spesies.”

Para peneliti mengatakan bahwa para ilmuwan penting menyadari bahwa pengalaman lingkungan bervariasi di antara manusia (baik antara anak-anak dan orang dewasa, dan antara orang-orang dengan pengalaman budaya yang berbeda) dan di antara kera (juga dari muda ke tua, dan antara kera dengan pengalaman berbeda).

Contoh-contoh dari kelemahan yang tersebar luas, atau ‘keruntuhan yang meluas’ dalam cara eksperimen dirancang dan dalam bagaimana hasil diinterpretasikan termasuk sampel yang memiliki usia yang berbeda, ditetapkan tes yang sangat berbeda, dan diuji dalam kondisi yang berbeda.

Berkali-kali, penelitian semacam itu telah mengaitkan perbedaan hasil dengan sejarah evolusi, ketika desain eksperimental belum membuat semua variabel relevan lainnya dapat dibandingkan.

Profesor Bard berkata: “Secara historis, banyak peneliti mengklaim manusia lebih unggul dari kera dalam kecerdasan sosial, tetapi penelitian ini didasarkan pada studi tentang kera dewasa tawanan yang diisolasi dari interaksi sosial gaya Eropa dan manusia (biasanya anak-anak) dari kota-kota barat yang kaya. desain eksperimen sama sekali tidak valid untuk studi perbandingan perbedaan spesies.

“Jika seekor kera dari panti asuhan kera tampaknya tidak memahami sinyal komunikatif yang biasa digunakan manusia kelas menengah, itu mungkin tidak berarti bahwa kera secara sosial kurang mampu daripada manusia, karena ada banyak manusia non-barat yang juga jangan gunakan sinyal-sinyal ini.

Untuk benar-benar memahami kemampuan masing-masing spesies, penelitian perlu memeriksa sejarah pembelajaran individu tertentu dalam keadaan ekologis tertentu untuk manusia dan kera.

“Kami mendesak para peneliti untuk berhenti menggunakan desain penelitian yang salah dan bernalar dalam studi kognisi komparatif.”

Baca juga : Panggilan Alarm Monyet Hijau Memungkinkan Kesimpulan tentang Evolusi Bahasa

Evolusi dirancang oleh parasit

Saat menganalisis interaksi antara parasit dan inang, sejumlah besar penelitian telah dikhususkan untuk mempelajari metode yang digunakan organisme parasit untuk mengendalikan perilaku inang.

Dalam “Desainer Tak Terlihat: Evolusi Otak Melalui Lensa Manipulasi Parasit,” yang diterbitkan September 2019 edisi Ulasan Biologi Triwulanan, Marco Del Giudice mengeksplorasi aspek yang diabaikan dari hubungan ini dengan secara sistematis membahas cara-cara di mana manipulasi perilaku parasit dapat mendorong evolusi mekanisme dalam sistem saraf dan sistem endokrin inang.

Meneliti sejarah evolusi ini, Del Giudice menyelidiki metode hipotetis yang mungkin diadopsi oleh tuan rumah untuk menangkal upaya pembajakan perilaku.

Parasit, seperti virus, serangga, cacing, dan bakteri, berupaya memanipulasi perilaku inang karena berbagai alasan.

Organisme parasit dapat menyebabkan perubahan perilaku untuk meningkatkan peluang penularannya dari satu inang ke inang lainnya.

Dalam nada yang sama, parasit dapat mengganggu fungsi saraf normal inang untuk mendorong organisme melakukan perjalanan ke lingkungan yang lebih ramah untuk parasit atau lebih kondusif untuk reproduksi.

Badan inang kadang-kadang terkooptasi dan dimanfaatkan sebagai lingkungan yang aman untuk pengembangan keturunan parasit.

Cara yang digunakan parasit untuk mengubah perilaku inang juga bervariasi. Parasit dapat menggunakan pendekatan imunologis dengan mengganggu respons dalam sistem kekebalan suatu organisme.

Pilihan yang lebih langsung mungkin menggunakan manipulasi neurofarmakologis dengan mengeluarkan zat yang mengganggu neurotransmiter host.

Parasit juga dapat mengambil rute genomik / proteomik dengan mengubah ekspresi gen.

Meluas melampaui motivasi dan taktik parasit, Del Giudice berpendapat bahwa serangan dari mekanisme biokimiawi ini memberikan tekanan signifikan pada sistem saraf untuk beradaptasi dan mengembangkan tindakan balasan.

Menggambar pada literatur sebelumnya dan contoh-contoh dunia nyata, artikel ini mengusulkan empat kategori penanggulangan host potensial.

Menganalisis taksonomi ini, Del Giudice berpendapat bahwa ketika menghadapi manipulasi, inang dapat mencegah parasit melewati penghalang pelindung otak, memaksa parasit untuk bekerja lebih keras dan melepaskan zat neuroaktif dalam jumlah yang lebih besar, membuat sinyal lebih kompleks, atau memperkuat kemampuan otak untuk menahan gangguan.

Menguraikan lebih lanjut tentang penanggulangan ini, penulis mempertimbangkan potensi kendala evolusi dan “pengorbanan ketahanan-kerapuhan yang terkait.”

Meskipun tindakan balasan dapat meningkatkan kompleksitas dan mencegah parasit, adaptasi baru secara simultan dapat melemahkan bagian lain dari sistem dan memberikan target alternatif untuk parasit.

Mempertimbangkan keefektifan mekanisme yang dibahas, artikel tersebut menyarankan mempelajari interaksi inang-parasit dapat membantu memajukan penelitian neurosains dan psikofarmakologi.

Dengan mempelajari adaptasi terhadap serangan parasit, ahli saraf dapat memperoleh perspektif tambahan tentang bagaimana pertempuran evolusioner berkelanjutan menghasilkan inefisiensi atau bagaimana mekanisme yang dulu kritis dari waktu ke waktu melayani fungsi yang tidak berhubungan.

Dalam psikofarmakologi, metode biokimia parasit menggunakan meniru obat-obatan farmakologis. Para peneliti dapat menganalisis cara struktur otak menolak intervensi farmakologis oleh parasit dan, pada gilirannya, menggunakan informasi itu untuk membuat obat psikoaktif lebih efektif bagi pasien.

“Tekanan tak henti-hentinya yang diberikan oleh parasit pasti telah membentuk evolusi sistem saraf dan endokrin di semua tingkatan, dengan konsekuensi penting bahkan untuk hewan yang bukan (atau tidak lagi) target manipulasi.”

“Jika ini benar, banyak aspek neurobiologi ditakdirkan untuk tetap misterius atau kurang dipahami sampai parasit – desainer tak kasat mata otak – akhirnya dimasukkan dalam gambar, ” tulis Del Giudice.

Referensi:

  1. Materi disediakan oleh  University of Copenhagen
  2. Materi disediakan oleh Universitas Wina
  3. Materi disediakan oleh  University of Portsmouth
  4. Materi disediakan oleh Jurnal Pers Universitas Chicago

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.