Genom Cheetah menunjukkan seekor kucing dengan sembilan nyawa

Cheetah mungkin salah satu penyintas alam yang hebat.

Sebuah studi baru minggu ini menemukan bahwa kucing tercepat di dunia berhasil mengatasi dua hambatan populasi selama puluhan ribu tahun yang dapat menyebabkan kepunahannya.

Dengan mengurutkan genom cheetah, tulis tim internasional di jurnal Biologi Genom menyimpulkan bahwa yang pertama terjadi 100.000 tahun yang lalu ketika Acinonyx jubatus pertama kali bermigrasi dari Amerika Utara melintasi Jembatan Darat Bering ke Asia dan akhirnya ke selatan ke Afrika. Itu adalah masa ketika semua megafauna Pleistosen punah, termasuk badak bertaring tajam, mamut, dan badak berbulu.

Terkait: Pengurutan genom pada bayi akan dimulai sebagai bagian dari penelitian

Kemacetan kedua terjadi sekitar 10.000-12.000 tahun yang lalu, yang semakin mengurangi jumlahnya dan menyebabkan penurunan besar pada kumpulan gen yang masih ada hingga saat ini.

“Ini adalah peristiwa kepunahan di Amerika Utara dan hampir kepunahan di antara hewan-hewan yang selamat yang datang ke Asia,” Stephen J. O’Brien, salah satu penulis penelitian dan kepala ilmuwan di Theodosius Dobzhansky Center for Bioinformatika Genom di St. Universitas Negeri Petersburg, kepada FoxNews.com.

“Kedua hal ini menunjukkan penurunan ukuran populasi ke angka yang sangat rendah sehingga keragaman genom mencerminkan hal tersebut,” katanya. “Hal ini memungkinkan Anda untuk mengatakan wow, ada peristiwa yang mungkin hampir punah – maksud saya harimau mengalami peristiwa tersebut sekitar 75.000 tahun yang lalu ketika terjadi letusan gunung berapi di Asia Tenggara.”

Untuk memahami sejarah evolusinya, para peneliti yang juga termasuk anggota Institut Genomics Beijing dan Dana Konservasi Cheetah (CCF) mengurutkan genom cheetah jantan Namibia bernama ‘Chewbaaka’ dan enam cheetah liar lainnya dari Tanzania dan Namibia.

Terkait: Bisakah Hiu Terbesar di Dunia Membantu Manusia?

Apa yang mereka temukan sungguh mengkhawatirkan.

Genom cheetah berada dalam kondisi yang buruk, menyebabkan peningkatan angka kematian remaja dan kelainan ekstrim dalam perkembangan sperma serta peningkatan kerentanan terhadap wabah penyakit menular. Variasi genom cheetah jauh lebih rendah daripada yang teramati pada anjing dan kucing hasil perkawinan silang, dan para peneliti menunjukkan bahwa cheetah telah kehilangan 90-99 persen variasi genetik yang biasanya terlihat pada mamalia hasil perkawinan silang.

“Cheetah sendiri sepertinya sengaja dibiakkan karena jumlah variasi yang mereka miliki di seluruh genom benar-benar di luar skala, bahkan lebih rendah dari apa pun yang pernah kita lihat,” kata O’Brien. “Cheetah ibarat pemenang dari variasi populasi alami yang paling rendah. Untuk mencapai angka serendah itu, Anda harus menurunkan angkanya hingga Anda mulai melakukan perkawinan sedarah dengan kerabat dekat – meskipun secara naluriah Anda menghindarinya – karena tidak ada hal lain yang dapat dikawinkan.”

Sebanyak 18 gen cheetah menunjukkan mutasi yang merugikan dan satu gen khususnya, AKAP4, menunjukkan sejumlah besar mutasi. Hal ini dapat mengganggu perkembangan sperma dan mungkin menjelaskan mengapa cheetah memiliki banyak sperma cacat, sehingga keberhasilan reproduksinya rendah.

“Ada segelintir gen yang terlibat dalam reproduksi yang jelas-jelas dilucuti atau dinonaktifkan,” kata O’Brien, seraya mencatat bahwa sebagian besar spesies kucing hanya memiliki 30 persen sperma yang berubah bentuk, sedangkan cheetah memiliki sekitar 80 persen spermanya.

“Gen (AKAP4)…dikenal pada manusia dan tikus sebagai gen yang sangat penting dan hanya diekspresikan di testis dan hanya terlibat dalam pembuatan sperma yang tepat,” katanya. “Jadi, jika Anda memusnahkannya pada spesies lain, Anda akan mendapatkan sperma yang cacat dan itulah yang kami temukan pada cheetah.”

Namun genom cheetah tidak sepenuhnya cacat. Para peneliti juga menemukan gen yang membuktikan dengan tepat mengapa cheetah berevolusi menjadi Usain Bolt di sabana Afrika.

“Ada kawasan yang bagus, kawasan yang menunjukkan evolusi yang sangat cepat,” kata O’Brien. “Ini adalah sinyal seleksi alam dan adaptasi dan wilayah tersebut mencakup gen yang terlibat dalam metabolisme energi, respons stres dan mungkin terkait dengan perkembangan lari cepat berkecepatan tinggi, tengkorak aerodinamis, otot jantung besar – semua hal ini berhubungan dengan tingginya kecepatan yang ditunjukkan cheetah.”

Ross Barnett dari Universitas Edinburgh, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyebut penelitian ini “cukup solid” dan mengatakan bahwa penelitian ini berfungsi untuk mengkonfirmasi apa yang sudah diyakini banyak orang tentang cheetah.

“Yang menarik bagi saya adalah mereka tampaknya mengambil dan mengkonfirmasi hipotesis yang dikembangkan dalam penelitian sebelumnya: bahwa cheetah sangat kekurangan keanekaragaman. Cheetah telah lama diketahui memiliki banyak ciri tidak biasa yang menunjukkan kurangnya keanekaragaman, namun data genom ini tampaknya mengkonfirmasi hal ini pada cheetah Afrika sub-Sahara,” katanya melalui email. “Apa yang ingin saya lihat adalah perbandingannya dengan cheetah Persia (Acinonyx jubatus venaticus) yang terancam punah. Penelitian lain tentang mtDNA terbatas dan data mikrosatelit netral yang melibatkan cheetah Asia menunjukkan bahwa kurangnya keanekaragaman cheetah mungkin disebabkan oleh artefak lokal.

Terkait: Kode DNA baru untuk mamut: Langkah-langkah untuk mengembalikannya?

O’Brien berharap penelitian mereka tidak hanya menjelaskan evolusi cheetah, namun juga dapat memberikan data yang dapat membantu memastikan kelangsungan hidup mereka. Dianggap rentan oleh Persatuan Internasional untuk Konservasi Alam dan Sumber Daya Alam, populasinya kurang dari 10.000 di alam liar dan hampir semuanya berada di Afrika Selatan dan Afrika Timur.

Jumlah cheetah menurun – jumlahnya menurun hingga 90 persen dalam 100 tahun terakhir – sebagian besar disebabkan oleh hilangnya habitat, perdagangan ilegal hewan hidup, dan kematian akibat pemburu liar, petani yang marah, serta pengendara yang berpapasan dengan mereka di jalan raya.

“Pengurutan genom cheetah memperjelas pemahaman kita tentang evolusi spesies tersebut di masa lalu dan membantu kita dalam upaya mempertahankan dan meningkatkan populasi cheetah di kisaran mereka saat ini dan di masa lalu,” Laurie Marker, pendiri dan direktur eksekutif CCF dan salah satu penulisnya. pada penelitian tersebut dikatakan melalui email.

“Dengan memahami sejarah migrasi spesies, memang demikian
Karena kemacetan populasi dan kurangnya keragaman genetik, para ilmuwan dan aktivis konservasi dapat bekerja sama untuk mengembangkan strategi yang tepat untuk melindungi spesies ini,” katanya. “Meski manusia
intervensi telah menyebabkan banyak masalah bagi cheetah, manusia juga mempunyai kemampuan untuk mengubah masa depan cheetah.”

Terkait: ‘Bot Cheetah’ MIT kini dapat melompati rintangan

Dan ketika para peneliti mempertimbangkan langkah-langkah untuk menyelamatkan cheetah, O’Brien dan yang lainnya mengatakan bahwa genom tersebut – meskipun memiliki kekurangan – menawarkan banyak harapan bagi kucing-kucing yang cepat ini.

“Ya, cheetah memang menunjukkan korelasi perkawinan sedarah yang diekspresikan dalam reproduksi, diekspresikan dalam gen respons imun. Namun, sifat-sifat ini – meskipun dapat dikenali – tidak membatasi laju pertumbuhan cheetah,” kata O’Brien.

“Kemacetan terakhir cheetah terjadi 10.000 tahun yang lalu, jadi itu berarti kita memiliki 2.000 generasi di mana jumlah cheetah meningkat hingga ratusan ribu. Artinya mereka mampu berkembang biak, mengatasi permasalahan tersebut,” lanjutnya. “Mereka bisa mempunyai keturunan meski spermanya jelek, meski ada di antara mereka yang mandul. Semua masalah yang kita lihat ini bukanlah hukuman mati, namun sebenarnya cheetah adalah kisah sukses dalam mengatasinya.”