Salah satu teka-teki besar dalam sains adalah evolusi organisme bersel tunggal menjadi beragam flora dan fauna yang sangat luas yang kita lihat saat ini. Bagaimana Bumi melakukan transisi dari bola batu yang semula tak bernyawa ke yang dihuni hanya oleh organisme bersel tunggal ke dunia yang penuh dengan kehidupan yang lebih kompleks?
Seperti yang dipahami para ilmuwan, organisme bersel tunggal pertama kali mulai berevolusi menjadi bentuk yang lebih kompleks lebih dari 500 juta tahun yang lalu, ketika mereka mulai membentuk kluster multi-seluler. Apa yang tidak dipahami adalah bagaimana proses itu terjadi. Tetapi sekarang, ahli biologi adalah langkah lain yang lebih dekat dalam memecahkan teka-teki ini, dengan berhasil meniru langkah kunci ini - menggunakan bahan yang umum digunakan dalam pembuatan roti dan bir - ragi Brewer biasa (Saccharomyces cerevisiae). Sambil membantu memecahkan teka-teki evolusi di Bumi ini, ia juga dengan pertanyaan terkait evolusi biologis di planet atau bulan lain juga.
Hasilnya diterbitkan dalam edisi minggu lalu Prosiding Jurnal dari Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional (PNAS).
Ragi adalah bentuk mikroskopis jamur; mereka uni-seluler tetapi bisa menjadi multi-seluler melalui pembentukan serangkaian sel-sel pemula yang terhubung, seperti pada cetakan. Percobaan didasarkan pada fakta ini, dan secara mengejutkan sederhana, mereka hanya belum pernah dilakukan sebelumnya, menurut Will Ratcliff, seorang ilmuwan di University of Minnesota (UMN) dan rekan penulis makalah ini. "Saya tidak berpikir ada orang yang pernah mencobanya sebelumnya," katanya, menambahkan: "Tidak banyak ilmuwan melakukan evolusi eksperimental, dan mereka mencoba menjawab pertanyaan tentang evolusi, bukan menciptakannya kembali."
Sam Scheiner, direktur program di Divisi Biologi Lingkungan NSF, juga menambahkan: “Untuk memahami mengapa dunia penuh dengan tanaman dan hewan, termasuk manusia, kita perlu tahu bagaimana organisme bersel satu beralih ke kehidupan sebagai kelompok, seperti organisme multi-sel. Studi ini adalah yang pertama untuk secara eksperimental mengamati transisi itu, memberikan pandangan pada peristiwa yang terjadi ratusan juta tahun yang lalu. "
Diperkirakan bahwa langkah menuju kompleksitas multi-seluler adalah langkah yang sulit, rintangan evolusioner yang akan sangat sulit diatasi. Namun penelitian baru ini menunjukkan bahwa mungkin tidak terlalu sulit.
Butuh percobaan pertama hanya 60 hari untuk menghasilkan hasil. Ragi pertama kali ditambahkan ke budaya kaya nutrisi, kemudian sel dibiarkan tumbuh selama satu hari. Mereka kemudian dikelompokkan berdasarkan berat menggunakan centrifuge. Kelompok sel ragi mendarat di bagian bawah tabung reaksi. Proses itu kemudian diulangi, mengambil kluster sel dan menambahkannya kembali ke kultur segar. Setelah enam puluh siklus ini, kluster sel mulai terlihat seperti kepingan salju bulat, terdiri dari ratusan sel.
Temuan paling signifikan adalah bahwa sel-sel itu tidak hanya berkerumun dan saling menempel secara acak; kelompok-kelompok itu tersusun atas sel-sel yang secara genetik saling terkait dan tetap melekat setelah pembelahan sel. Ketika cluster mencapai "massa kritis," beberapa sel mati, sebuah proses yang dikenal sebagai apoptosis, yang memungkinkan keturunan untuk terpisah.
Maka, secara sederhana, ini adalah proses menuju kehidupan multi-seluler. Seperti yang dijelaskan oleh Ratcliff, “Cluster saja bukan multi-seluler. Tetapi ketika sel-sel dalam sebuah cluster bekerja sama, berkorban untuk kebaikan bersama, dan beradaptasi dengan perubahan, itu adalah transisi evolusioner ke multi-seluler. "
Jadi lain kali Anda membuat roti atau menyeduh bir Anda sendiri, pertimbangkan fakta bahwa sel-sel ragi kecil yang rendah itu jauh lebih penting daripada sekadar peran yang berguna di dapur Anda - mereka juga membantu memecahkan beberapa misteri terbesar tentang bagaimana kehidupan mulai, baik di sini dan mungkin di tempat lain.
