Qingdao, China (Xinhua/Indonesia Window) – Kedengarannya seperti makhluk dalam cerita thriller fiksi ilmiah, tetapi ada organisme raksasa laut dalam yang mampu bertahan hidup lebih dari lima tahun tanpa menyantap makanan sedikit pun.

Bagi isopoda raksasa laut dalam (Bathynomus doederleinii) tersebut, kerabat jauh kutu kayu (Armadillidium vulgare) yang umum ditemukan di taman dan berukuran sebesar tablet tebal, kemampuan berpuasa ekstrem ini hanyalah strategi bertahan hidup sehari-hari di salah satu habitat dengan ketersediaan makanan paling minim di Bumi.

Kini, tim ilmuwan China berhasil mengungkap misteri di balik kemampuan luar biasa isopoda raksasa tersebut. Jawabannya terletak pada sebuah gen yang "dibajak" dari bakteri dan kemudian diprogram ulang sehingga berfungsi layaknya sakelar hemat energi yang telah disetel dengan presisi.

Penelitian bersama ini dipimpin oleh Institut Oseanologi Akademi Ilmu Pengetahuan China (Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences/IOCAS) yang berbasis di Qingdao, Provinsi Shandong, China timur, bekerja sama dengan Chinese University of Hong Kong (CUHK) di Hong Kong dan Northwestern Polytechnical University (NPU) di Xi'an, ibu kota Provinsi Shaanxi. Temuan tersebut dipublikasikan dalam jurnal ilmiah internasional Cell pada Jumat (5/6).

"Penelitian kami tidak hanya berhasil menguraikan misteri toleransi terhadap kelaparan yang sangat panjang pada isopoda laut dalam, tetapi juga menyediakan paradigma penting untuk memahami bagaimana kehidupan menyeimbangkan pertumbuhan dan kelangsungan hidup di lingkungan ekstrem," kata Yuan Jianbo, peneliti di IOCAS sekaligus penulis utama studi tersebut.

Laut dalam dikenal sebagai lingkungan yang dingin, gelap, dan nyaris tidak memiliki pasokan nutrisi yang dapat diandalkan. Karena itu, kemampuan bertahan hidup dalam jangka panjang di lingkungan tersebut merupakan pencapaian evolusioner yang luar biasa.

Untuk bertahan di kedalaman samudra, isopoda mengembangkan strategi ganda yaitu "menambah pemasukan dan mengurangi pengeluaran". Pertama, isopoda memiliki perut yang sangat besar yang menempati sekitar dua pertiga tubuhnya dan berfungsi layaknya gudang penyimpanan beku. Organ tersebut memungkinkan isopoda melahap makanan ketika tersedia, lalu menyimpannya selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun.

Kedua, isopoda mempertahankan tingkat metabolisme dasar yang sangat rendah, sehingga tubuhnya secara efektif berada dalam mode hemat energi permanen. Kombinasi kedua karakteristik tersebut memungkinkan kebiasaan makan dalam jumlah besar secara oportunistis berubah menjadi cadangan energi jangka sangat panjang.

Namun, kejutan sesungguhnya muncul ketika tim peneliti menemukan bahwa gen utama yang berperan dalam perlambatan metabolisme tersebut, yang diberi nama ND1, ternyata bukan bagian asli dari genom isopoda.

Justru, isopoda "membajak" gen tersebut dari bakteri simbiosis eksternal melalui proses yang disebut "transfer gen horizontal."

"Bayangkan ini seperti proses salin-tempel biologis. Seekor hewan mengambil DNA yang berguna langsung dari organisme lain yang sama sekali berbeda," jelas Yuan.

Gen yang "dicuri" tersebut kemudian mengalami optimisasi epigenetik, sehingga memungkinkan isopoda mengatur penggunaan energinya dengan tingkat presisi yang sangat tinggi.

Untuk memverifikasi fungsi ND1, para peneliti memasukkan gen tersebut ke dalam ikan zebra (Danio rerio), nematoda, dan sel manusia di laboratorium. Pada suhu normal, penerima gen membakar energi lebih cepat dan menjadi kurang tahan terhadap kelaparan.

Namun dalam kondisi dingin yang menyerupai habitat laut dalam tempat isopoda hidup, ND1 justru berbalik fungsi. Gen tersebut menekan metabolisme energi, mengurangi aktivitas mitokondria, serta meningkatkan daya tahan terhadap kelaparan pada ikan zebra hingga 37 persen.

Mekanisme yang bergantung pada suhu ini menjawab apa yang disebut sebagai "paradoks energi", yakni bagaimana seekor hewan raksasa dengan kebutuhan energi yang tinggi dapat bertahan hidup di lingkungan yang sangat minim makanan?

Menurut Yuan, ND1 bertindak seperti termostat metabolik yang menyesuaikan laju pembakaran energi sesuai kondisi lingkungan. Mekanisme ini memberikan solusi yang tepat untuk mengatasi dilema antara ukuran tubuh yang besar dan kelangkaan sumber makanan.

Para peneliti menilai penemuan mengenai cara isopoda laut dalam menyeimbangkan ukuran tubuhnya yang raksasa dengan tingkat metabolisme yang sangat rendah, serta gen pengatur utama ND1 yang memungkinkan keseimbangan tersebut, berpotensi memberikan manfaat bagi berbagai bidang terapan.

Potensi penerapan di masa depan mencakup penelitian tentang umur panjang, pengobatan obesitas, dan budi daya akuakultur, di mana pemahaman tentang pengelolaan energi yang efisien dapat menginspirasi pendekatan baru di bidang kesehatan dan produksi pangan, kata Yuan.

Laporan: Redaksi