Setiap mamalia modern, mulai dari platipus hingga paus biru, berasal dari nenek moyang yang sama yang hidup sekitar 180 juta tahun yang lalu. Kita tidak tahu banyak tentang hewan ini, tetapi pengaturan genomnya kini telah direkonstruksi secara komputasi oleh tim peneliti internasional.
“Hasil kami memiliki implikasi penting untuk memahami evolusi mamalia dan upaya konservasi,” kata Harris Lewin, profesor terkemuka evolusi dan ekologi dari University of California, Davis, dan penulis senior penelitian yang diterbitkan di Proceeding National Academy of Sciences.
Para peneliti mengurutkan secara rinci genom dari 32 spesies mamalia yang masih hidup. Termasuk di antarnya adalah manusia, simpanse, wombat, kelinci, manate, sapi, badak, kelelawar, dan trenggiling.
Analisis juga memasukkan genom ayam dan buaya Cina sebagai kelompok pembanding. Beberapa dari genom ini sedang diproduksi sebagai bagian dari Earth BioGenome Project dan upaya pengurutan genom dari keanekaragaman hayati lainnya dalam skala besar. Lewin memimpin Working Group for the Earth BioGenome Project.
Rekonstruksi menunjukkan bahwa nenek moyang mamalia memiliki 19 kromosom autosomal, yang mengontrol pewarisan karakteristik organisme di luar yang dikendalikan oleh kromosom terkait seks (ini dipasangkan di sebagian besar sel, membuat total 38), ditambah dua kromosom seks, kata Joana Damas, penulis pertama studi ini dan peneliti pascadoktoral di UC Davis Genome Center.
Para peneliti mengidentifikasi 1.215 blok gen yang secara konsisten terdapat pada kromosom yang sama dalam urutan yang sama di semua 32 genom. Blok bangunan dari semua genom mamalia ini mengandung gen yang sangat penting untuk mengembangkan embrio normal, kata Damas.
Para peneliti menemukan sembilan kromosom utuh atau fragmen kromosom pada nenek moyang mamalia, yang urutan gennya sama dengan kromosom burung modern.
“Temuan luar biasa ini menunjukkan stabilitas evolusioner dari urutan dan orientasi gen pada kromosom selama jangka waktu evolusi yang diperpanjang lebih dari 320 juta tahun,” kata Lewin.
Sebaliknya, wilayah di antara blok yang dilestarikan ini mengandung lebih banyak urutan berulang dan lebih rentan terhadap kerusakan, penataan ulang, dan duplikasi urutan, yang merupakan pendorong utama evolusi genom.
“Rekonstruksi genom leluhur sangat penting untuk menafsirkan di mana dan mengapa tekanan selektif bervariasi di seluruh genom. Studi ini menetapkan hubungan yang jelas antara arsitektur kromatin, regulasi gen, dan konservasi hubungan,” kata Profesor William Murphy, Texas A&M University, yang bukan bagian dari penulis penelitian.
“Ini memberikan dasar untuk menilai peran seleksi alam dalam evolusi kromosom di seluruh pohon kehidupan mamalia.”
Para peneliti mampu mengikuti kromosom leluhur maju dalam waktu dari nenek moyang yang sama. Mereka menemukan bahwa tingkat penataan ulang kromosom berbeda antara garis keturunan mamalia. Misalnya, dalam garis keturunan ruminansia (sapi, domba, dan rusa modern) ada percepatan penataan ulang 66 juta tahun yang lalu, ketika dampak asteroid membunuh dinosaurus dan menyebabkan munculnya mamalia.
Hasilnya akan membantu memahami genetika di balik adaptasi yang memungkinkan mamalia berkembang di planet yang berubah selama 180 juta tahun terakhir, kata para penulis.
Andy Fell, UC Davis
