

Dua ekotipe siput laut Littorina saxatilis, beradaptasi pada lingkungan berbeda. Ekotipe Kepiting (kiri) berukuran lebih besar dan waspada terhadap predator. Ekotipe Gelombang (kanan) berukuran lebih kecil dan memiliki perilaku yang berani. © David Karmelet
KLOSTERNEUBURG, Austria — Biasanya, para ilmuwan percaya bahwa evolusi membutuhkan waktu berabad-abad untuk menghasilkan perubahan besar pada spesies apa pun. Namun, sebuah penelitian baru telah menyaksikan proses menakjubkan ini terjadi dalam sekejap mata.
Sebuah tim peneliti dari Institut Sains dan Teknologi Austria (ISTA) dan Universitas Nord di Norwegia telah mengamati siput laut berevolusi hingga sangat mirip dengan pendahulunya hanya dalam waktu 30 tahun – yang merupakan waktu yang sangat singkat dalam istilah evolusi.
Ceritanya dimulai pada tahun 1988 ketika ledakan alga beracun memusnahkan populasi siput laut dari singkapan batu kecil, yang dikenal sebagai skerries, di kepulauan Koster dekat perbatasan Swedia-Norwegia. Meskipun bencana lingkungan ini mungkin tampak tidak penting bagi sebagian besar orang, bagi ahli ekologi kelautan Kerstin Johannesson dari Universitas Gothenburg, bencana ini memberikan peluang unik untuk mempelajari tindakan evolusi.
Empat tahun setelah pertumbuhan alga, pada tahun 1992, Johannesson memutuskan untuk memperkenalkan kembali siput ke salah satu pulau karang yang sekarang sudah kosong. Inilah yang terjadi: alih-alih membawa kembali jenis siput yang sama yang sebelumnya hidup di sana, ia memperkenalkan populasi spesies yang sama yang sangat berbeda. Littorina saxatilis.
Siput laut ini, yang umumnya ditemukan di sepanjang pantai Atlantik Utara, telah mengembangkan sifat-sifat berbeda untuk menyesuaikan dengan lingkungan spesifik mereka. Dua jenis utama dikenal sebagai “Siput Gelombang” dan “Siput Kepiting”. Siput gelombangyang awalnya menghuni pulau karang, berukuran kecil dengan cangkang tipis, bukaan besar dan bulat, serta perilaku berani – adaptasi yang membantu mereka bertahan hidup di lingkungan yang dilanda gelombang. Siput kepitingSebaliknya, mereka berukuran lebih besar dengan cangkang yang lebih tebal, bukaan memanjang yang lebih kecil, dan perilaku yang lebih berhati-hati – sifat yang melindungi mereka dari predator kepiting di perairan yang lebih tenang.
Eksperimen Johannesson melibatkan pengenalan siput kepiting ke pulau karang yang sebelumnya merupakan rumah bagi siput Gelombang. Pertanyaannya adalah: Bagaimana siput kepiting ini beradaptasi dengan lingkungan baru yang terpapar gelombang laut?
Hasilnya dipublikasikan di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuan sungguh luar biasa. Hanya dalam beberapa generasi – siput bereproduksi sekali atau dua kali setahun – para ilmuwan mulai melihat bukti adanya adaptasi. Selama 30 tahun, siput Kepiting yang ditransplantasikan berevolusi hingga sangat mirip dengan siput Gelombang yang menghuni pulau karang sebelum alga berkembang biak.
“Selama 30 tahun percobaan, kami mampu memprediksi secara pasti seperti apa rupa siput dan wilayah genetik mana yang akan terkena dampaknya. Transformasinya terjadi dengan cepat dan dramatis,” kata Diego Garcia Castillo, mahasiswa pascasarjana di ISTA dan salah satu penulis utama studi tersebut, dalam siaran persnya.

Apa yang membuat penelitian ini sangat menarik adalah bahwa siput tidak mengembangkan sifat-sifat baru ini dari awal. Sebaliknya, mereka memanfaatkan keragaman genetik yang sudah ada dalam populasi mereka, meskipun pada tingkat yang rendah. Variasi genetik yang ada ini, dikombinasikan dengan kemungkinan aliran gen dari populasi siput gelombang di sekitarnya, memungkinkan adaptasi yang cepat terhadap lingkungan baru.
Implikasi dari penelitian ini melampaui dunia siput. Di era perubahan lingkungan yang cepat, memahami bagaimana spesies dapat beradaptasi dengan cepat sangatlah penting.
“Pekerjaan ini memungkinkan kita untuk melihat lebih dekat pada evolusi yang berulang dan memprediksi bagaimana suatu populasi dapat mengembangkan sifat-sifat yang telah berevolusi secara terpisah di masa lalu dalam kondisi serupa,” jelas Garcia Castillo.
Anja Marie Westram, peneliti di Nord University dan salah satu penulis studi tersebut, menekankan pentingnya keragaman genetik dalam adaptasi.
“Tidak semua spesies memiliki akses ke kumpulan gen yang besar dan mengembangkan sifat-sifat baru dari awal sangatlah lambat. Adaptasi sangatlah kompleks dan planet kita juga menghadapi perubahan kompleks dengan episode cuaca ekstrem, perubahan iklim yang semakin pesat, polusi, dan parasit baru,” kata Westram. “Mungkin penelitian ini membantu meyakinkan masyarakat untuk melindungi sejumlah habitat alami sehingga spesies tidak kehilangan variasi genetiknya.”
Saat planet kita menghadapi perubahan kompleks, termasuk peristiwa cuaca ekstrem, perubahan iklim, polusi, dan parasit baru, kemampuan spesies untuk beradaptasi dengan cepat dapat menjadi kunci kelangsungan hidup mereka. Studi ini memberikan gambaran sekilas tentang bagaimana evolusi dapat terjadi dalam rentang waktu yang relatif singkat, dan menawarkan harapan bagi spesies yang menghadapi perubahan lingkungan yang cepat.
Saat ini, populasi siput di pulau karang percobaan telah berkembang menjadi sekitar 1.000 individu, sebuah bukti kemampuan luar biasa mereka untuk beradaptasi dan berkembang dalam kondisi baru. Saat kita terus bergulat dengan tantangan lingkungan dalam skala global, pembelajaran dari siput laut kecil ini terbukti sangat berharga dalam memahami dan berpotensi memprediksi bagaimana spesies akan merespons perubahan dunia.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Dalam studi ini, para peneliti ingin melihat apakah mereka dapat memprediksi bagaimana populasi siput laut, Littorina saxatilisakan beradaptasi dengan lingkungan baru. Untuk melakukan hal ini, mereka memindahkan siput dari habitat yang didominasi oleh predator kepiting ke lokasi di mana gelombang kuat membentuk lingkungan tersebut. Ini terjadi di pantai Swedia, di mana sebuah pulau kecil berbatu berfungsi sebagai lokasi pengujian. Siput tersebut diamati selama 30 tahun untuk melacak bagaimana ciri fisik mereka (seperti ukuran dan bentuk cangkang) dan susunan genetik berubah.
Studi ini berfokus pada apakah perubahan sifat dan gen cangkang akan sesuai dengan apa yang telah diamati para peneliti pada siput yang secara alami beradaptasi dengan habitat berbeda di tempat lain. Mereka memperkirakan perubahan ciri fisik, frekuensi sifat genetik tertentu, dan susunan kromosom dari waktu ke waktu.
Hasil Utama
Para peneliti melihat perubahan dramatis pada siput yang ditransplantasikan ke habitat yang didominasi gelombang. Seiring berjalannya waktu, siput tersebut mulai terlihat lebih mirip dengan populasi lokal yang berevolusi secara alami di lingkungan yang banyak gelombangnya. Misalnya, cangkangnya menjadi lebih tipis, dengan bentuk dan pola yang berbeda dibandingkan dengan cangkang siput yang lebih tebal dan lebih melindungi dari habitat kepiting.
Secara genetik, banyak perubahan yang diprediksi para peneliti juga menjadi kenyataan. Gen yang terkait dengan kelangsungan hidup di lingkungan dengan gelombang tinggi menjadi lebih umum. Secara keseluruhan, siput beradaptasi dengan cepat, dan hanya dalam beberapa tahun, mereka terlihat dan bertindak lebih mirip siput yang beradaptasi dengan gelombang.
Keterbatasan Studi
Pertama, penelitian dilakukan di lingkungan yang sangat spesifik, yang berarti hasil penelitian mungkin tidak berlaku untuk semua jenis perubahan lingkungan. Ombak dan kepiting hanya mewakili serangkaian tekanan alami, dan faktor lain seperti perubahan suhu atau polusi dapat mempengaruhi siput secara berbeda.
Selain itu, penelitian ini berfokus pada spesies siput tertentu dan mungkin tidak berlaku untuk organisme lain. Terakhir, karena para peneliti harus mengandalkan pengambilan sampel sesekali selama 30 tahun, mungkin ada kesenjangan dalam data yang tidak menangkap seluruh seluk-beluk perubahan siput.
Diskusi & Kesimpulan
Kesimpulan utama dari penelitian ini adalah kita dapat memprediksi bagaimana populasi beradaptasi terhadap perubahan lingkungan berdasarkan apa yang kita ketahui tentang variasi genetik mereka dan bagaimana mereka beradaptasi di tempat lain. Siput dalam percobaan ini beradaptasi dengan cepat, menunjukkan bahwa spesies dengan keragaman genetik yang ada dapat bertahan terhadap perubahan lingkungan yang cepat.
Ini merupakan temuan penting dalam konteks perubahan iklim dan perubahan lingkungan lainnya yang disebabkan oleh manusia. Namun, studi ini juga menyoroti bahwa prediktabilitas semacam ini mungkin tidak berlaku di semua situasi, terutama ketika perubahan lingkungan merupakan hal baru atau ekstrem.
Pendanaan & Pengungkapan
Proyek ini mendapat dukungan dari berbagai sumber, antara lain Dewan Riset Norwegia, Dewan Riset Swedia, Dewan Riset Eropa, Dana Sains Austria, dan Yayasan Sains dan Teknologi Portugis. Penelitian yang melibatkan hewan ini dilakukan di Swedia, mengikuti peraturan ketat mengenai perlakuan terhadap hewan dalam penelitian ilmiah. Tidak ada konflik kepentingan signifikan yang dinyatakan oleh para peneliti.