Evolusi menjelaskan bagaimana semua makhluk hidup, termasuk kita, terbentuk. Akan mudah untuk menganggap evolusi berfungsi dengan terus-menerus menambahkan fitur pada organisme, terus-menerus meningkatkan kompleksitasnya. Beberapa ikan berevolusi kaki dan berjalan ke tanah. Beberapa dinosaurus mengembangkan sayap dan mulai terbang. Yang lain berevolusi rahim dan mulai melahirkan untuk hidup muda.
Namun ini adalah salah satu yang paling dominan dan membuat frustrasi kesalahpahaman tentang evolusi. Banyak cabang pohon kehidupan yang berhasil tetap sederhana, seperti bakteri, atau telah mengurangi kerumitannya, seperti parasit. Dan mereka melakukannya dengan sangat baik.
Di sebuah Studi terbaru diterbitkan dalam Nature Ecology and Evolution, kami membandingkan genom lengkap lebih dari 100 organisme (kebanyakan hewan), untuk mempelajari bagaimana kerajaan hewan telah berevolusi pada tingkat genetik. Hasil kami menunjukkan bahwa asal-usul kelompok hewan utama, seperti yang terdiri dari manusia, tidak terkait dengan penambahan gen baru tetapi dengan hilangnya gen masif.
Ahli biologi evolusi Stephen Jay Gould adalah salah satu penentang terkuat dari “pawai kemajuan”, Gagasan bahwa evolusi selalu menghasilkan peningkatan kompleksitas. Dalam bukunya Full House (1996), Gould menggunakan model jalan pemabuk. Seorang pemabuk meninggalkan bar di stasiun kereta api dan dengan kikuk berjalan mondar-mandir di atas peron, berayun di antara bar dan rel kereta. Diberi waktu yang cukup, pemabuk akan jatuh di rel dan akan terjebak di sana.
Platform mewakili skala kompleksitas, pub menjadi kompleksitas terendah dan trek maksimum. Kehidupan muncul dengan keluar dari pub, dengan kompleksitas seminimal mungkin. Kadang-kadang secara acak tersandung ke trek (berkembang dengan cara yang meningkatkan kompleksitas) dan kali lain menuju pub (mengurangi kompleksitas).
Tidak ada opsi yang lebih baik dari yang lain. Tetap sederhana atau mengurangi kompleksitas mungkin lebih baik untuk bertahan hidup daripada berkembang dengan meningkatnya kompleksitas, tergantung pada lingkungan.
Tetapi dalam beberapa kasus, kelompok-kelompok hewan mengembangkan ciri-ciri kompleks yang intrinsik dengan cara tubuh mereka bekerja, dan tidak dapat lagi kehilangan gen-gen itu untuk menjadi lebih sederhana - mereka menjadi terjebak di jalur kereta. (Tidak ada kereta yang perlu dikhawatirkan dalam metafora ini.) Misalnya, organisme multisel jarang kembali menjadi uniseluler.
Jika kita hanya fokus pada organisme yang terperangkap di rel kereta, maka kita memiliki persepsi bias kehidupan yang berkembang dalam garis lurus dari yang sederhana ke yang kompleks, secara keliru percaya bahwa bentuk kehidupan yang lebih lama selalu sederhana dan yang lebih baru itu kompleks. Tetapi jalan nyata menuju kompleksitas lebih berliku.
Bersama dengan Peter Holland dari Universitas Oxford, kami melihat bagaimana kompleksitas genetik telah berevolusi pada hewan. Sebelumnya, kami telah menunjukkan bahwa penambahan gen baru adalah kunci bagi evolusi awal kerajaan hewan. Pertanyaannya kemudian menjadi apakah itu kasus selama evolusi hewan kemudian.
Mempelajari pohon kehidupan
Sebagian besar hewan dapat dikelompokkan ke dalam garis keturunan evolusioner utama, cabang-cabang pada pohon kehidupan menunjukkan bagaimana hewan-hewan yang hidup hari ini berevolusi dari serangkaian leluhur bersama. Untuk menjawab pertanyaan kami, kami mempelajari setiap garis keturunan hewan yang urutan genomnya tersedia untuk umum, dan banyak garis keturunan non-hewan untuk membandingkannya.
Salah satu garis keturunan hewan adalah deuterostoma, yang mencakup manusia dan vertebrata lainnya, serta bintang laut atau bulu babi. Yang lainnya adalah ecdysozoans, yang terdiri dari arthropoda (serangga, lobster, laba-laba, kaki seribu), dan hewan merumput lainnya seperti cacing gelang. Vertebrata dan serangga dianggap sebagai hewan yang paling kompleks. Akhirnya, kami memiliki satu garis keturunan, lophotrochozoans, yang mencakup hewan seperti moluska (siput, misalnya) atau annelida (cacing tanah), di antara banyak lainnya.
Kami mengambil beragam organisme yang berbeda ini dan mencari tahu bagaimana mereka terkait pada pohon kehidupan dan gen apa yang mereka bagikan dan tidak bagi. Jika sebuah gen hadir di cabang pohon yang lebih tua dan bukan di cabang yang lebih muda, kami menyimpulkan bahwa gen ini telah hilang. Jika sebuah gen tidak hadir di cabang yang lebih tua tetapi muncul di cabang yang lebih muda, maka kami menganggapnya sebagai gen baru yang telah diperoleh di cabang yang lebih muda.
Diagram pohon kehidupan menunjukkan perubahan jumlah gen dari berbagai kelompok hewan. Segitiga oranye menunjuk ke bawah menunjukkan hilangnya gen. Segitiga hijau menunjuk ke atas menunjukkan keuntungan gen. Semakin besar segitiga, semakin besar pula perubahannya. Jordi pap, penulis tersedia
Hasilnya menunjukkan jumlah gen yang hilang dan naik yang belum pernah terjadi sebelumnya, sesuatu yang belum pernah terlihat sebelumnya dalam analisis sebelumnya. Dua dari garis keturunan utama, deuterostoma (termasuk manusia) dan ecdysozoans (termasuk serangga), menunjukkan jumlah gen yang hilang terbesar. Sebaliknya, para lophotrochozoans menunjukkan keseimbangan antara kebaruan gen dan kehilangan gen.
Hasil kami mengkonfirmasi gambar yang diberikan oleh Stephen Jay Gould dengan menunjukkan bahwa, pada tingkat gen, kehidupan hewan muncul dengan meninggalkan pub dan membuat lompatan besar dalam kompleksitas. Tetapi setelah antusiasme awal, beberapa garis keturunan tersandung lebih dekat ke pub dengan kehilangan gen, sementara garis keturunan lainnya melayang ke arah lintasan dengan mendapatkan gen. Kami menganggap ini ringkasan evolusi yang sempurna, pilihan acak yang diinduksi minuman keras antara bar dan jalur kereta api. Atau, seperti kata meme internet, “pulang evolusi, Anda mabuk".
Tentang Penulis
Jordi Paps, Dosen, Sekolah Ilmu Biologi, Universitas Bristol, University of Bristol dan Calon Cristina Guijarro-Clarke, PhD dalam Evolusi, Universitas Essex
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
books_science
