Evolusi Tak Terduga, Gen 'Duplikat' Penentu Jenis Kelamin Katak Afrika

DALAM dunia evolusi, perubahan besar sering kali berawal dari kesalahan kecil. Sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan dalam jurnal PLOS Genetics mengungkapkan bagaimana sebuah gen hasil duplikasi di masa lalu kini menjadi "saklar utama" yang menentukan apakah embrio katak cakar Afrika (Xenopus laevis) akan berkembang menjadi jantan atau betina.

Temuan ini mengungkap bagaimana evolusi dapat mengatur ulang keputusan biologis paling sensitif tanpa merusak sistem reproduksi secara keseluruhan.

Gen DM-W: Penjaga Gerbang Betina

Katak cakar Afrika merupakan amfibi akuatik yang telah lama menjadi model laboratorium penting bagi para ilmuwan. Dalam spesies ini, perkembangan awal sangat bergantung pada gen bernama dm-w. Kehadiran gen ini akan mengarahkan seluruh jalur seksual menuju pembentukan betina dengan cara memblokir jalur jantan.

Baca juga : Ilmuwan Temukan Katak Hidup dengan Jamur Tumbuh di Kulitnya, Ini Penyebabnya

Tanpa adanya gen dm-w, embrio betina secara mengejutkan akan berkembang menjadi jantan. Namun, misteri terbesarnya adalah bagaimana sebuah gen standar yang awalnya dimiliki kedua jenis kelamin bisa berubah menjadi saklar khusus betina.

Berawal dari Duplikasi Genom

Sekitar 20 juta tahun yang lalu, nenek moyang Xenopus laevis mengalami "kecelakaan" genetik berupa penggandaan seluruh genom. Peristiwa ini membuat katak tersebut memiliki dua versi untuk hampir setiap gen.

Kondisi ini memberikan ruang bagi evolusi untuk bereksperimen. Satu salinan gen tetap menjalankan fungsi aslinya, sementara salinan lainnya "bebas" bermutasi tanpa mengancam kelangsungan hidup spesies tersebut.

Baca juga : Jejak Fosil Kecebong Tertua, Berukuran Sangat Besar

Ben Evans, ahli genetika evolusi dari McMaster University, mendokumentasikan bagaimana salinan yang tidak esensial ini perlahan mengambil alih peran penentu jenis kelamin. "Dengan menjadi tidak esensial, salinan gen ini mampu membajak seluruh sistem," kata Evans.

Dampak pada Kesuburan dan Evolusi

Penelitian ini menunjukkan perbedaan drastis fungsi gen tersebut pada jantan dan betina. Pada katak jantan, salinan gen tertentu sangat krusial untuk menghasilkan sperma yang sehat. Tanpa gen tersebut, fertilitas pejantan akan runtuh.

Sementara pada betina, evolusi menunjukkan pola yang berbeda. Produksi sel telur hanya bergantung pada satu dari dua salinan gen yang ada. Ketika satu salinan tidak lagi memengaruhi kesuburan, gen tersebut kehilangan kendala untuk berubah dan akhirnya berevolusi menjadi dm-w.

"Normalnya, saat Anda membedah betina, Anda akan melihat telur di mana-mana," catat Evans mengenai pentingnya fungsi gen tersebut bagi kesehatan reproduksi.

Relevansi dengan Kesuburan Manusia

Meski biologi manusia berbeda dengan katak, gen yang serupa pada manusia juga berperan dalam menjaga fungsi testis tetap normal. Gangguan pada gen ini dapat memengaruhi kesuburan jauh setelah masa perkembangan berakhir.

Temuan ini membuktikan bahwa sistem penentu jenis kelamin dapat berevolusi dengan sangat cepat melalui perubahan kecil dalam waktu dan kekuatan sinyal genetik. Mempelajari bagaimana "titik balik" genetik ini muncul membantu ilmuwan memahami mengapa beberapa gen kesuburan tampak tidak berubah selama jutaan tahun, namun tiba-tiba mengambil peran baru yang sangat berbeda. (Earth/Z-2)