Ikan Lungfish Australia adalah ikan endemik Australia yang dapat bernapas di udara bebas dan terancam punah. Ikan ini memilki genom yang luar biasa masif, bahkan 14 kali lebih banyak dari manusia. Para peneliti menemukan bahwa ikan yang dapat hidup hingga lebih dari seratus tahun ini, adalah salah satu kerabat dari spesies yang pertama kalinya menjelajahi daratan dari air.
Semakin banyak genom yang dimilki, semakin banyak peluang mutasi gen yang terjadi secara acak untuk memperoleh suatu keberuntungan. Dengan susunan genom baru ini, dapat membuat suatu spesies menjaga dan membangun sifat-sifat yang bermanfaat. Mungkin ini yang pernah terjadi pada nenek moyang tetrapoda. Di mana genetiknya, memungkinkannya untuk keluar dari perairan dan berjalan di daratan sekitar 420 juta tahun yang lalu.
Evolusi ikan menjadi tetrapoda — hewan vertebrata berkaki empat — adalah salah satu peristiwa paling penting dalam sejarah kehidupan. Sebuah tim peneliti dari Research Institute of Molecular Pathology (IMP), dan Universitas Wina, Konstanz, Würzburg, dan Hamburg, elah mempublikasikan hasil penelitiannya terkait genetika lungfish di jurnal Nature.
Lungfish Australia ( Neoceratodus forsteri ) tubuhnya menyerupai persilangan yang mustahil antara ikan dan kadal air. Ini telah mengecoh penemunya di abad ke-19 yang mengklasifikasikannya sebagai amfibi. Kita sekarang tahu bahwa lungfish termasuk dalam kelompok hewan air purba, yang memunculkan semua vertebrata daratan termasuk manusia.
Sebelum vertebrata air pertama kali meletakkan siripnya di darat pada akhir Devonian, mereka mengembangkan serangkaian sifat untuk bertahan hidup di alam terbuka. Tungkai yang kuat dan berartikulasi, indra penciuman yang baik, dan paru-paru, hanyalah beberapa contoh. Bagaimana adaptasi ini tercermin pada genom ikan penghuni daratan pertama, masih belum jelas.
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah menyatukan urutan DNA dari lungfish Australia pada panjang kromosom, mengungkap genom hewan terbesar yang diketahui sains, dan beberapa rahasia leluhurnya.
Untuk mengurutkan genom hewam yang berjumlah 43 miliar pasang basa tentu sangat menyulitkan. Ini melampaui axolotl sebesar 30 persen. Peneliti memperkirakan dibutuhkan waktu setidaknya sekitar 100.000 jam kekuatan pemrosesan komputer. Untuk itu para peneliti menggunakan algoritme komputer yang canggih untuk menyatukan kembali potongan-potongan tersebut sebelum menganalisinya.
“Saat kami mengurutkan dan menyusun genom raksasa axolotl Meksiko pada 2018, kami tidak menyangka untuk menemukan genom yang lebih besar dalam waktu sesingkat itu. Dengan lungfish, kami mendapatkan kejutan yang menantang,” kata ahli genetika Elly Tanaka, Ilmuwan Senior di IMP.
Hingga saat ini, sejarah evolusi lungfish menjadi topik perdebatan ilmiah yang hangat: ahli biologi tidak yakin apakah lungfish atau coelacanth – kelompok ikan purba lain dengan sirip melengkung – lebih dekat kekerabatnnya dengan amfibi, reptil, burung, dan mamalia.
Dengan studi ini, para peneliti membawa ke tabel bukti tegas untuk menjawab pertanyaan lama: coelacanth menyimpang lebih dulu, sementara lungfish bercabang dari garis yang mengarah ke hewan berkaki empat, 420 juta tahun yang lalu.
Berkat teknik inovatif, para ilmuwan tidak hanya memecahkan kode cetak biru genetik lungfish, tetapi mereka juga menyelidiki ekspresi gen di berbagai jaringan. Urutan genom baru menyoroti kesamaan antara lungfish dan vertebrata darat. Misalnya, jumlah dan tingkat ekspresi gen yang terkait dengan perkembangan paru-paru dan anggota tubuh yang diartikulasikan, serta deteksi bau yang terbawa udara jauh lebih mirip dengan amfibi daripada ikan lainnya.
“Tidak ada keraguan bahwa genom yang baru diurutkan akan mengungkap lebih banyak rahasia vertebrata aneh ini di masa depan,” kata Tanaka.
“Tidak hanya dapat mengajari kita hal-hal tentang adaptasi terhadap kehidupan di darat, tetapi juga dapat menjelaskan bagaimana genom tertentu berkembang menjadi begitu besar.”
