Tim peneliti China ungkap rahasia di balik organ cahaya pada kunang-kunang dewasa

Perkembangan organ cahaya kunang-kunang dewasa dipengaruhi oleh faktor transkripsi homeobox utama AlAbd-B dan AlUnc-4.

 

Beijing, China (Xinhua) – Tim peneliti China baru-baru ini mengungkapkan mekanisme kunci yang berkaitan dengan perkembangan organ cahaya pada kunang-kunang dewasa, memberikan wawasan baru pada studi bioluminesensi dan pengendalian sinyal cahaya pada serangga.

Kunang-kunang dewasa menunjukkan sinyal cahaya perkawinan yang unik, yang dipancarkan oleh organ cahaya khusus, saat sebagian besar berkembang secara independen dari organ cahaya larva selama tahap kepompong. Mekanisme perkembangan organ cahaya kunang-kunang dewasa belum dipelajari secara menyeluruh.

Terkait hal ini, tim peneliti di Universitas Pertanian Huazhong menggunakan teknik genomik komparatif, transkriptomik komparatif, dan interferensi gen guna mempelajari organ-organ cahaya pada perkembangan awal, tengah, dan akhir kunang-kunang Aquatica leii.

Mereka menemukan bahwa faktor transkripsi homeobox utama AlAbd-B dan AlUnc-4 mengatur perkembangan organ cahaya dewasa dan bioluminesensi pada kunang-kunang. Interferensi dengan ekspresi gen AlAbd-B dan AlUnc-4 akan mengarah pada organ cahaya dewasa yang tidak berkembang atau tidak bercahaya. AlAbd-B mengatur AlUnc-4, dan keduanya saling berinteraksi satu sama lain.

Bentuk dan frekuensi kilatan organ cahaya dewasa merupakan dasar keanekaragaman hayati kunang-kunang, kata Fu Xinhua, seorang profesor di universitas tersebut, seraya menambahkan bahwa dengan mengetahui mekanisme perkembangannya, maka keanekaragaman hayati kunang-kunang akan terlindungi.

Makalah ilmiah tentang hal tersebut menyebutkan bahwa sinyal cahaya yang bersinar atau berkedip dari kunang-kunang dipancarkan oleh organ cahaya yang unik. Pada larva, organ cahaya berpasangan dengan tujuan aposematik (menolak predator) terbentuk pada segmen perut kedelapan.

Pada kunang-kunang dewasa, organ cahaya terletak pada permukaan ventral ventrit 6 dan 7 pada jantan, dan ventrit 6 pada betina.

Ciri yang membedakan kunang-kunang di subfamili Luciolinae adalah adanya delapan tergit perut yang terlihat, dengan perut berakhir di ventrit 7, yang kedua dari dua segmen pembawa organ ringan pada jantan.

Organ cahaya dewasa terdiri dari tiga lapisan berbeda: kutikula, lapisan fotogenik, dan lapisan punggung atau lapisan asam urat.

Beberapa fotosit atau sel bercahaya mengelilingi sel ujung trakea (tracheal end cells/TEC). Fotosit berlimpah di mitokondria dan peroksisom yang mengandung luciferases.

Organ cahaya dewasa berkembang secara independen dari organ cahaya larva selama tahap kepompong, sehingga organ cahaya larva berpasangan biasanya bertahan dan berfungsi selama tahap kepompong dan 24  jam pertama setelah kemunculan dewasa.

Dua laporan sebelumnya menunjukkan bahwa penipisan transkrip gen Abdominal-B mengakibatkan gangguan besar pada perkembangan organ cahaya dewasa pada kunang-kunang, namun belum ada penelitian lebih lanjut mengenai perkembangan organ cahaya dewasa.

Para ilmuwan berhipotesis bahwa faktor kunci yang mempengaruhi perkembangan organ cahaya dewasa dan bioluminesensi pada kunang-kunang adalah ekspresi gen luciferase, dan pengangkutan luciferase ke organel reaksi sel luminescent.

Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Nature Communication.

Laporan: Redaksi