Penemuan mikroorganisme baru kembali mengejutkan dunia sains. Para peneliti menemukan spesies mikroba laut bernama Euplotes gigatrox, organisme bersel tunggal yang memiliki perilaku sangat unik sekaligus menyeramkan. Dalam kondisi normal, mikroba ini hanyalah ciliata kecil yang berenang tenang di air laut sambil memakan bakteri. Namun, pada kondisi tertentu, sebagian kecil dari populasi mereka dapat berubah menjadi “supergiant” atau sel raksasa yang bersifat kanibal dan memangsa sesamanya sendiri.
Penemuan ini dilakukan oleh tim peneliti dari Rensselaer Polytechnic Institute di Amerika Serikat. Mereka menemukan E. gigatrox dari sampel air laut yang diambil di sistem filtrasi di pulau Karibia Curaçao. Mikroorganisme tersebut kemudian dibudidayakan di air laut buatan yang dipenuhi nutrisi dan bakteri sebagai sumber makanan. Pada awalnya, semua tampak normal selama beberapa bulan pengamatan. Akan tetapi, para peneliti kemudian menyadari bahwa beberapa sel tiba-tiba tumbuh menjadi jauh lebih besar dibandingkan ukuran biasanya.
Ukuran sel normal E. gigatrox rata-rata hanya sekitar 54 mikrometer. Namun, bentuk “supergiant” dapat tumbuh hingga sekitar 140 mikrometer, hampir tiga kali lipat lebih besar. Perubahan ini bukan sekadar perubahan ukuran tubuh saja. Sel-sel raksasa tersebut berubah menjadi predator yang aktif memburu dan memakan sel normal lain yang merupakan kloning dari dirinya sendiri. Bahkan, seekor supergiant dapat memakan satu sel lain setiap sekitar 10 menit.
Menurut para peneliti, proses berburu ini sangat berbeda dibandingkan cara makan sel normal. Dalam kondisi biasa, E. gigatrox memperoleh makanan dengan menciptakan arus kecil menggunakan struktur seperti rambut halus untuk menarik bakteri dan organisme kecil masuk ke dalam tubuhnya. Namun, ketika berubah menjadi supergiant, sel tersebut justru “menabrak” sel normal hingga mangsanya terjebak di rongga mulut dan kemudian ditelan. Perilaku ini mengingatkan para ilmuwan pada perubahan karakter Dr. Jekyll menjadi Mr. Hyde dalam cerita klasik, karena organisme yang awalnya tenang dapat berubah menjadi pemangsa ganas.
Meski terdengar mengerikan, sel normal sebenarnya masih memiliki peluang untuk selamat. Dalam bentuk biasa, E. gigatrox dapat berenang dengan gerakan spiral yang elegan atau berjalan di permukaan tertentu. Sebaliknya, bentuk supergiant terlalu besar untuk berenang dengan baik. Mereka hanya mampu bergerak di permukaan dalam pola melingkar. Ketika terlepas ke dalam cairan, supergiant hanya bisa berputar tidak beraturan sampai akhirnya menemukan permukaan lagi. Hal ini menunjukkan adanya kompromi biologis: mereka menjadi pemburu yang lebih efektif, tetapi kehilangan kemampuan berenang yang baik.
Menariknya, perubahan menjadi supergiant ternyata tidak permanen. Para peneliti mengamati bahwa semua sel raksasa akan kembali ke ukuran normal dalam waktu kurang dari 24 jam. Setelah kembali normal, sel-sel tersebut memasuki semacam masa “istirahat” di mana mereka tidak bisa segera berubah menjadi supergiant lagi. Ketika populasi sel normal dipisahkan dari sel yang baru saja kembali dari fase supergiant, para ilmuwan menemukan bahwa supergiant baru lebih cepat dan lebih sering muncul dari kelompok sel normal dibandingkan kelompok yang baru pulih.
Untuk memahami mekanisme di balik perubahan ini, para peneliti mempelajari ekspresi gen pada tiga kondisi: sel normal, supergiant, dan sel yang baru kembali normal. Mereka menemukan dua kelompok ekspresi gen penting. Kelompok pertama aktif saat sel berubah menjadi supergiant dan sebagian tetap aktif setelah kembali normal. Kelompok kedua hanya aktif pada sel yang telah pulih dan diduga berperan dalam menciptakan masa jeda sebelum sel dapat berubah lagi.
Penelitian juga menunjukkan bahwa perubahan menjadi supergiant dipicu oleh kondisi lingkungan tertentu. Bentuk raksasa hanya muncul ketika populasi telah melewati fase pertumbuhan cepat dan mulai mencapai kondisi stabil. Selain itu, supergiant tidak akan muncul jika bakteri sebagai sumber makanan tersedia melimpah. Ketika makanan mulai langka, sebagian kecil sel tampaknya memilih strategi bertahan hidup dengan berubah menjadi predator kanibal dan memangsa sesamanya sendiri.
Selain bentuk normal dan supergiant, para peneliti juga menemukan bentuk lain yang disebut “winged morphs” atau bentuk bersayap. Bentuk ini diduga memiliki fungsi pertahanan, meskipun penelitian lebih lanjut masih diperlukan untuk memastikan perannya. Keberagaman bentuk tubuh dalam satu spesies bersel tunggal ini menunjukkan bahwa organisme mikroskopis memiliki kemampuan adaptasi yang jauh lebih kompleks daripada yang selama ini diperkirakan.
Dalam seluruh percobaan, jumlah supergiant tidak pernah melebihi 5 persen dari total populasi. Para peneliti menduga bahwa fenomena ini merupakan strategi “bet-hedging”, yaitu strategi bertahan hidup di mana sebagian kecil populasi mengambil risiko dengan berubah menjadi bentuk predator demi meningkatkan peluang kelangsungan hidup spesies ketika sumber daya mulai terbatas.
Penemuan Euplotes gigatrox memberikan gambaran baru tentang kemampuan luar biasa organisme bersel tunggal. Selama ini, perilaku kompleks seperti diferensiasi bentuk tubuh sering dianggap hanya dimiliki organisme multiseluler seperti hewan. Namun, mikroba ini membuktikan bahwa bahkan satu sel saja mampu menunjukkan perubahan perilaku dan fungsi yang sangat drastis. Penelitian ini sekaligus menjadi pengingat bahwa di dunia mikroskopis yang tak terlihat oleh mata manusia, berbagai “kisah horor” biologis sebenarnya terus berlangsung setiap saat.
Penelitian tersebut diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences .
