Spesies yang bereproduksi secara aseksual jarang ditemukan di antara hewan vertebrata, terkecuali ikan molly (Poecilia formosa) Amazon. Spesies ikan kecil yang berasal dari wilayah perbatasan Texas dan Meksiko ini, tidak menghasilkan keturunan ikan jantan. Betina mereproduksi secara aseksual melalui gynogenesis [Perkembangan di mana embrio hanya mengandung kromosom maternal/keibuan karena aktivasi telur oleh sperma yang merosot tanpa bercampur dengan inti telur], membuat anak-anak betina mereka klon identik dengan dirinya sendiri.
Jenis reproduksi ini juga menandakan bahwa mereka tetap membutuhkan sperma untuk memicu proses kloning. Jadi, molly Amazon berteman dengan ikan yang berkerabat dekat dengan spesiesnya untuk mendapatkan sperma yang dibutuhkan.
Di alam, molly Amazon biasanya berteman dengan pejantan satu dari empat spesies yang berbeda, baik P.l atipinna, P. mexicana, P. latipunctata, atau kadang-kadang P. sphenops. Di mana mereka masih kerabat dekat spesies molly Amazon.
“Molly Amazon betina menghasilkan klon sendiri dengan cara menipu jantan dari spesies yang berkerabat dekat untuk kawin dengannya. Modus reproduksi aseksual yang disebut gynogenesis mengharuskan betina tersebut untuk kawin dengan jantan namun genom jantan tidak diturunkan ke keturunannya,” kata ahli genetika Wesley Warren dari McDonnell Genome Institute di Washington University di St. Louis kepada Reuters
Meskipun sel sperma yang didapatkannya menembus sel telur, namun tidak ada satupun DNA jantan yang dimasukkan ke dalam telur Molly. Malahan, sel telur benar-benar menghancurkan gen jantannya.
“Menurut teori yang sudah mapan, spesies ini seharusnya sudah punah selama evolusi,” Manfred Schartl menjelaskan dari Universitas Würzburg.
Schartl dengan tim peneliti internasional mengeksplorasi bagaimana molly Amazon berhasil bertahan meski mengalami hal seperti itu. Untuk tujuan ini, para peneliti mengurutkan genom spesies ikan dan membandingkannya dengan spesies yang berkerabat dekat. Hasil penelitian mereka dipublikasikan dalam jurnal Nature Ecology & Evolution.
Molly Amazon ( Poecilia formosa ) [Credit: Manfred Schartl]
Bertentangan dengan teori yang sudah mapan
Ada dua alasan utama yang menentang spesies reproduksi aseksual yang bertahan dalam jangka panjang:
“Perubahan yang berbahaya terjadi pada genom manapun. Beberapa makhluk yang keturunannya adalah klon murni, kecacatannya akan terus menumpuk dari generasi ke generasi hingga tidak ada individu yang lebih sehat,” Schartl menjelaskan.
Spesies yang bereproduksi secara seksual dengan mudah dapat menghilangkan cacat tersebut bila jumlah kromosomnya berkurang setengahnya selama pembentukan sel telur dan sperma untuk digabungkan kemudian selama pemupukan dari setengah kromosom ibu dan ayah.
Ada argumen lain melawan kelangsungan hidup spesies yang panjang yang semuanya adalah klon dari ibu mereka: “Spesies ini biasanya tidak mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungan secepat pasangan yang memproduksi secara seksual,” kata Schartl. Jadi dalam beberapa generasi, mereka harus berada di sisi yang kalah dari evolusi yang membutuhkan “yang terkuat akan bertahan hidup”.
Variabilitas genetik yang unik
Untuk menjawab pertanyaan mengapa teori ini tidak berlaku untuk molly Amazon, para ilmuwan mempelajari genom mereka dan juga dua spesies ikan sejenis yang bereproduksi secara seksual.
Wawasan utama: “Kami menemukan sedikit bukti degenerasi genetik di molly Amazon, namun merupakan variabilitas genetik yang unik dan tanda-tanda yang jelas dari proses evolusioner yang sedang berlangsung,” Manfred Schartl mengatakan dan dia terus menjelaskan bahwa terutama gen yang relevan untuk sistem kekebalan tubuh menunjukkan variabilitas genetik tingkat tinggi pada genom molly Amazon.
Dari sini penulis penelitian menyimpulkan bahwa variabilitas ini dikombinasikan dengan respon kekebalan yang luas yang pada hakikatnya berkontribusi pada fakta bahwa molly Amazon tidak berbagi nasib dengan kebanyakan spesies lain yang bereproduksi secara aseksual, yaitu yang akhirnya menjadi korban patogen.
Hasil penelitian selanjutnya
Membandingkan genom spesies ikan terkait P. formosa, P. latipinna dan P. mexicana menunjukkan bahwa perbedaannya kecil. Ketiganya membawa 25.220 gen protein yang dikodekan.
Anehnya, genom P. formosa juga mengandung gen yang tidak dibutuhkan ikan betina, misalnya gen spermatogenesis, pengembangan pejantan atau meiosis dari sel telur dan sperma.
Tidak adanya kerusakan genetik utama tidak dapat dijelaskan oleh fakta bahwa P. formosa berkembang hanya beberapa generasi yang lalu. Pandangan di dalam genom menunjukkan bahwa spesies itu mungkin berevolusi sekitar 100.000 tahun yang lalu. Dengan generasi baru yang lahir setiap tiga hingga empat bulan, ini berjumlah sekitar 500.000 generasi sejak P. formosa pertama kali ada, yang jauh lebih lama daripada yang diprediksi oleh teori standar waktu hingga kepunahan.
P. formosa mungkin juga berpartisipasi dalam proses evolusi, dalam batas-batas proses seleksi mutasi yang terjadi secara alami dan klon yang bersaing. Dalam hal ini, reproduksi aseksual bahkan terbukti bermanfaat bagi molly Amazon: Tanpa pengorbanan yang diperlukan dalam memelihara dua jenis kelamin, populasi ikan dapat tumbuh lebih cepat dan mencapai ukuran yang signifikan.
Semua vertebrata yang diketahui bereproduksi secara aseksual adalah campuran – dua spesimen P. latipinna dan P. mexicana adalah “orang tua” dari Amazon molly. Oleh karena itu para ilmuwan berasumsi bahwa genom campuran adalah kekuatan pendorong di belakang spesies tersebut tetap fit. Bagaimanapun, ini membutuhkan gen campuran untuk kompatibel satu sama lain – yang jarang terjadi.
Para peneliti mengusulkan teori baru yang disebut “hipotesis pembentukan langka” untuk menjelaskan peluang bertahan hidup spesies yang bereproduksi secara aseksual untuk menggantikan teori-teori lama. Menurut teori ini, spesies aseksual jarang bukan karena mereka lebih rendah daripada spesies lain tetapi karena kondisi untuk genom hibrida, yang sangat penting untuk bertahan hidup dan bereproduksi dengan sukses, sangat spesifik.
