Kromosom seks hewan tertua yang diketahui

Gurita dua tempat California (Octopus bimaculoides) memiliki satu atau dua salinan kromosom 17, bergantung pada jenis kelaminnya. Kredit: Gambar Norbert Wu/Minden melalui Alamy

Para ilmuwan telah menemukan kromosom seks tertua pada hewan – kromosom Z gurita – yang pertama kali berevolusi pada nenek moyang gurita sekitar 380 juta tahun yang lalu. Temuan ini menjawab pertanyaan lama tentang bagaimana perkembangan seksual dikendalikan pada sekelompok makhluk laut termasuk cumi-cumi dan gurita.

“Kami menemukan apa yang mungkin merupakan kromosom seks hewan tertua yang diketahui,” kata ahli genetika evolusi Andrew Kern dari Universitas Oregon di Eugene. “Penentuan jenis kelamin pada cephalopoda seperti cumi-cumi dan gurita masih menjadi misteri – kami menemukan bukti pertama bahwa gen terlibat.”

Bagaimana rasanya memiliki lengan gurita? Tentakel robot ini memungkinkan orang mengetahuinya

Pada banyak hewan, termasuk sebagian besar mamalia dan beberapa serangga, kromosom seks menentukan apakah seseorang menjadi jantan atau betina. Pada manusia, betina biasanya memiliki dua kromosom seks X, dan jantan biasanya memiliki satu kromosom seks X dan satu Y. Namun pada beberapa kelompok hewan, seperti cephalopoda – yang mencakup hewan bertubuh lunak seperti cumi-cumi dan gurita, serta hewan bertubuh keras. -Makhluk bercangkang yang disebut nautilus – para ilmuwan tidak yakin bagaimana individu bisa menjadi jantan atau betina. Para ilmuwan umumnya percaya bahwa faktor lingkungan seperti suhu berperan – seperti yang terjadi pada beberapa reptil dan ikan.

Menangkap Zs

Pada tahun 2015, para ilmuwan mengumumkan2 bahwa mereka telah mengurutkan genom cephalopoda untuk pertama kalinya – gurita bintik ganda California jantan, Octopus bimaculoides. Dalam studi terbarunya,1 Kern dan rekan-rekannya memetakan genom gurita dua sisi California betina. Mereka menemukan 29 pasang kromosom dan satu kromosom tunggal, yang disebut kromosom 17. Sebaliknya, genom gurita jantan memiliki dua salinan kromosom 17. Perbedaan ini membuat para peneliti berhipotesis bahwa kromosom 17 adalah kromosom seks.

Urutan DNA gurita O. bimaculoides lainnya membenarkan gagasan ini. Laki-laki selalu memiliki dua salinan kromosom 17, sedangkan perempuan memiliki satu salinan. Kromosom 17 juga mengandung beberapa gen serupa dengan gen yang mengkode protein dalam jaringan reproduksi manusia, termasuk protein yang ditemukan dalam sperma. Demikian pula pada hewan termasuk burung dan kupu-kupu, jantan memiliki dua kromosom seks Z, sedangkan betina memiliki satu kromosom seks Z dan satu W.

“Sepertinya kami sedang melihat kromosom Z pada O. bimaculoides,” kata Kern. Namun para ilmuwan belum bisa menemukan kromosom W pada gurita betina. Hal ini menunjukkan bahwa laki-laki memiliki kromosom seks ZZ, sedangkan perempuan adalah ZO, dengan O menunjukkan kurangnya kromosom W.

Terpelihara dengan baik

Tim juga menemukan kromosom Z pada beberapa spesies cumi-cumi dan gurita lainnya – tetapi tidak pada nautilus.

“Pola ini menunjukkan bahwa kromosom Z berevolusi satu kali dalam garis keturunan yang memunculkan cumi-cumi dan gurita modern—setelah itu garis keturunan tersebut menyimpang dari nautiloid bercangkang keras,” kata Kern. Artinya, kromosom Z pertama kali muncul antara 450 juta hingga 250 juta tahun lalu dan masih terpelihara hingga saat ini, katanya. Kromosom seks hewan tertua yang diketahui sebelumnya diperkirakan berevolusi pada ikan sturgeon sekitar 180 juta tahun yang lalu3.

Kromosom ini sangat terpelihara secara evolusioner, kata Matthias Stöck, ahli genetika evolusioner di Institut Leibniz untuk Ekologi Air Tawar dan Perikanan Darat di Berlin.

“Data yang disajikan dalam makalah ini sangat menunjukkan bahwa cephalopoda memiliki kromosom seks tertua pada hewan dan tumbuhan,” kata Sarah Carey, yang mempelajari evolusi kromosom seks di Institut Bioteknologi HudsonAlpha di Huntsville, Alabama. “Ini saat yang tepat untuk meneliti genetika kromosom seks.”