Isopoda raksasa laut dalam ternyata memiliki cara yang sangat tidak biasa untuk bertahan di lingkungan paling miskin makanan di Bumi. Organisme bernama Bathynomus doederleinii itu dilaporkan mampu hidup lebih dari lima tahun tanpa makan, dan ilmuwan China kini mengungkap mekanisme biologis yang mendasarinya.
Temuan ini menarik perhatian karena hewan berukuran besar biasanya membutuhkan energi tinggi untuk bertahan hidup. Di laut dalam yang dingin, gelap, dan nyaris tanpa pasokan nutrisi yang stabil, kemampuan seperti itu menjadi salah satu contoh adaptasi ekstrem yang paling menonjol.
Penelitian tersebut dipimpin Institut Oseanologi Akademi Ilmu Pengetahuan China (IOCAS) bersama Chinese University of Hong Kong dan Northwestern Polytechnical University. Hasilnya dipublikasikan dalam jurnal ilmiah internasional Cell pada Jumat (5/6).
Menurut tim peneliti, kunci kemampuan itu bukan hanya tubuh yang dirancang untuk menyimpan cadangan energi. Mereka juga menemukan satu gen penting bernama ND1 yang berperan sebagai pengatur pemakaian energi secara sangat efisien.
Gen bakteri yang diambil alih
Bagian paling mengejutkan dari studi ini adalah asal-usul ND1 yang ternyata bukan gen asli isopoda. Para peneliti menyebut gen tersebut diperoleh dari bakteri simbiosis eksternal melalui proses transfer gen horizontal.
Proses ini pada dasarnya memungkinkan hewan mengambil materi genetik yang berguna dari organisme yang sangat berbeda. Setelah itu, gen tersebut mengalami optimisasi epigenetik sehingga dapat dipakai isopoda untuk mengatur konsumsi energinya dengan presisi tinggi.
Peneliti utama studi, Yuan Jianbo dari IOCAS, menyebut temuan ini membantu menjelaskan toleransi kelaparan yang sangat panjang pada isopoda laut dalam. Ia juga menilai hasil penelitian itu memberi paradigma penting untuk memahami bagaimana kehidupan menyeimbangkan pertumbuhan dan kelangsungan hidup di lingkungan ekstrem.
Mode hemat energi permanen
Selain faktor genetik, isopoda raksasa ini juga memiliki strategi fisik yang mendukung ketahanan jangka panjang. Perutnya sangat besar dan menempati sekitar dua pertiga tubuh, sehingga berfungsi seperti gudang penyimpanan energi.
Saat makanan tersedia, hewan ini dapat makan dalam jumlah besar secara oportunistis. Cadangan itu lalu disimpan selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun untuk menopang hidup di habitat yang jarang menyediakan makanan.
Strategi kedua adalah mempertahankan tingkat metabolisme dasar yang sangat rendah. Dengan kata lain, tubuh isopoda berada dalam mode hemat energi hampir secara permanen.
Gabungan perut besar dan metabolisme lambat inilah yang memungkinkan pola makan sesekali berubah menjadi cadangan energi jangka sangat panjang. Mekanisme itu menjadi jawaban penting atas bagaimana hewan berukuran besar bisa bertahan di laut dalam yang serba kekurangan.
Fungsi ND1 berubah sesuai suhu
Untuk memastikan fungsi ND1, para peneliti memasukkan gen itu ke ikan zebra, nematoda, dan sel manusia di laboratorium. Hasilnya menunjukkan perilaku gen tersebut berubah bergantung pada suhu.
Pada suhu normal, organisme atau sel penerima gen justru membakar energi lebih cepat. Kondisi itu membuat mereka menjadi kurang tahan terhadap kelaparan.
Namun situasinya berbalik pada suhu dingin yang menyerupai habitat laut dalam. Dalam kondisi tersebut, ND1 menekan metabolisme energi, mengurangi aktivitas mitokondria, dan meningkatkan daya tahan terhadap kelaparan pada ikan zebra hingga 37 persen.
Temuan ini menjelaskan apa yang disebut peneliti sebagai “paradoks energi”. Paradoks itu merujuk pada pertanyaan besar tentang bagaimana hewan raksasa dengan kebutuhan energi tinggi bisa tetap hidup di lingkungan yang sangat minim makanan.
Menurut Yuan, ND1 bekerja seperti termostat metabolik. Gen itu menyesuaikan laju pembakaran energi sesuai kondisi lingkungan sehingga tubuh tidak membuang cadangan secara berlebihan.
Lebih dari sekadar misteri laut dalam
Bathynomus doederleinii sendiri merupakan kerabat jauh kutu kayu yang umum ditemukan di taman, meski ukurannya jauh lebih besar. Organisme ini menjadi contoh bagaimana evolusi membentuk solusi yang sangat spesifik untuk bertahan di habitat ekstrem.
Laut dalam memang dikenal sebagai wilayah yang dingin, gelap, dan hampir tidak memiliki pasokan nutrisi yang bisa diandalkan. Karena itu, kemampuan bertahan hidup selama bertahun-tahun tanpa makan dinilai sebagai pencapaian evolusioner yang luar biasa.
Tim peneliti menilai temuan tentang keseimbangan antara tubuh raksasa dan metabolisme sangat rendah ini tidak hanya penting bagi biologi laut. Pengetahuan tentang pengelolaan energi yang efisien juga dinilai berpotensi berguna untuk penelitian umur panjang, pengobatan obesitas, dan budi daya akuakultur.
Bagi dunia sains, kasus isopoda raksasa ini menunjukkan bahwa kunci bertahan hidup di lingkungan ekstrem tidak selalu datang dari satu faktor tunggal. Dalam organisme laut dalam itu, kombinasi gudang energi besar, pembakaran energi yang ditekan, dan gen hasil transfer dari bakteri membentuk sistem bertahan hidup yang sangat efektif.