Di dunia sains, terkadang hal yang tidak terduga justru menjadi kunci penting. Begitu pula dengan asal-usul rambut, ciri khas mamalia yang berperan dalam isolasi tubuh. Ternyata, katak – meski tak berambut sehelai pun – memberi petunjuk berharga!
Meskipun katak tidak memiliki rambut, mereka memiliki kuku di jari kakinya. Kuku katak ini terbuat dari keratin yang sama dengan rambut mamalia, dan mereka tumbuh dan beregenerasi dengan cara yang sama.
Fakta bahwa katak dan mamalia memiliki protein keratin yang sama di bagian tubuh yang berbeda menunjukkan bahwa mereka memiliki nenek moyang yang sama. Nenek moyang ini kemungkinan memiliki struktur seperti bulu atau cakar yang terbuat dari keratin, dan struktur ini kemudian berkembang menjadi rambut mamalia dan kuku katak.
Para ilmuwan dari Universitas Ghent di Belgia, yang dipimpin oleh ahli biologi molekuler Marjolein Carron, meneliti katak bercakar tropis (Xenopus tropicalis). Mereka ingin mengetahui apakah hewan amfibi ini, yang memiliki hubungan jauh dengan mamalia namun sama-sama memiliki kuku, bisa membantu mengungkap misteri asal-usul bulu mamalia.
Penelitian sebelumnya mengira cakar katak dan mamalia berevolusi secara terpisah. Namun, penelitian terbaru ini menunjukkan bahwa katak berbagi beberapa gen yang terlibat dalam produksi molekul keratin serupa.
“Pasien dengan mutasi pada gen Hoxc13 diketahui mengalami gangguan pertumbuhan rambut dan kuku,” jelas Leopold Eckhart, ahli dermatologi dari Universitas Kedokteran Wina. “Dalam penelitian kami, kami berhasil memblokir pembentukan cakar pada katak bercakar dengan mematikan gen ini.”
Temuan ini menunjukkan bahwa “benih” rambut sudah ada sejak zaman leluhur katak dan mamalia. Leluhur ini adalah tetrapoda purba, salah satu hewan bertungkai empat pertama yang menjelajah daratan sekitar 375 juta tahun lalu.
Gen Pengatur Rambut: Warisan dari Leluhur Jauh
Gen pengatur rambut, Hoxc13, ternyata sudah ada pada leluhur bersama semua vertebrata yang memiliki rahang dan masih bertahan pada banyak spesies hingga saat ini. Dipeliharanya gen ini menandakan fungsinya yang sangat penting. Penelitian sebelumnya menemukan gen ini pada ikan bersirip lobus modern – “fosil hidup” yang mewakili nenek moyang kita sebelum ke daratan – dan ternyata gen ini digunakan untuk menentukan lokasi tumbuhnya sirip berpasangan. Dalam perjalanan evolusi, sirip ini kemudian berkembang menjadi kaki tetrapoda.
Para peneliti menduga bahwa kulit yang mengeras muncul untuk melindungi ujung kaki hewan darat yang aktif agar tidak cepat aus. Aksesoris pelindung ini kemudian menjadi alat bantu penting untuk menggali, berburu, bergerak, dan mempertahankan diri.
“Fungsi awal ‘keratin rambut’ purba sebagai ‘keratin jari kaki’ masih lestari pada bantalan jari kaki katak pohon, ujung jari kaki axolotl [salamander air], dan cakar katak bercakar,” tulis tim peneliti dalam makalah mereka.
Pergeseran Fungsi: Dari Kaki ke Folikel Rambut
Kemudian, ekspresi molekul mirip keratin ini menyebar ke bagian tubuh lainnya.
“Selama evolusi mamalia, program pembentukan cakar dimodifikasi untuk perkembangan rambut,” kata Eckhart.
Belum diketahui bagaimana pergeseran fungsi dari jari kaki ke folikel rambut terjadi, atau apakah gen Hoxc13 juga berperan dalam mengendalikan keratin bulu.
“Pelengkap kulit seperti cakar, kuku, dan rambut beregenerasi sepanjang hidup untuk mengimbangi abrasi dan kerusakan akibat kontak langsung dengan lingkungan. Dengan demikian, pengadaptasian pengatur perkembangan telah berkontribusi pada evolusi regenerasi jaringan pada organisme dewasa,” simpul tim peneliti.
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature Communications.
