Itu terjadi setiap saat. Dua spesies berpasangan. Keturunan mereka mencapai usia dewasa. Kemudian anak laki-laki menjadi mandul.
Hal ini telah membingungkan para ahli biologi selama lebih dari satu abad. Mengapa alam begitu agresif menutup jalur hibrida? Seringkali, sasarannya adalah laki-laki terlebih dahulu.
Sebuah studi baru akhirnya punya jawabannya. Setidaknya untuk lalat buah.
“Hibrida tidak dapat memproduksinya,” kata Romain Lannes, salah satu penulis studi dari Whitehead Institute. Dia berbicara tentang sperma. “Ini gagal total.”
Tim tersebut dipimpin oleh Yukiko Yamashita dan mahasiswa pascasarjana Adrienne Fontan. Mempublikasikan temuan mereka di Biologi Molekuler dan Evolusi. Mereka menemukan kerusakan seluler tertentu. Kesalahan pemrosesan genetik yang menghentikan produksi sperma.
Jepretan di Tengah Kode
Begini cara kerjanya biasanya. Sebuah sel membaca instruksi DNA. Itu membuat salinan RNA. Kemudian ia mengedit salinan itu.
Bagian pengeditan adalah urusan yang berantakan. Sel harus merobek potongan sampah non-coding. Kemudian jahit sisa potongan menjadi satu. Seperti mengedit video. Anda memotong kesalahannya. Anda meninggalkan hasil yang bagus.
Pada lalat hibrida ini? Editornya mabuk.
Terkadang sel membalik urutannya. Kadang-kadang meninggalkan potongan-potongan. RNA akhirnya diacak. Tidak berguna.
Tanpa RNA yang tepat, tidak ada protein yang terbentuk. Tidak ada protein berarti tidak ada sperma.
Ini bukanlah kesalahan yang jarang terjadi. Ini terjadi pada beberapa gen besar yang diperlukan untuk perkembangan. Khususnya pada kromosom Y.
Pelaku yang Berulang-ulang
Mengapa gen ini? Kenapa disini?
Karena mereka sangat besar. Tidak seperti biasanya. Dan sebagian besar dari jumlah tersebut adalah DNA berulang.
Dikenal sebagai DNA satelit. Ini terdiri dari pola-pola pendek yang disalin berulang kali. Seperti kegagapan dalam kode genetik.
“DNA satelit terbuat dari rangkaian pendek yang berulang-ulang,” jelas Yamashita. Dia menambahkan catatan sejarah. Dulu orang-orang mengabaikannya. “Kami tidak banyak mempelajarinya. Alat standar tidak dapat menanganinya dengan baik. Alat tersebut tidak mengkode protein, jadi siapa yang peduli?”
Ternyata semua orang harus peduli.
DNA satelit ini berevolusi dengan cepat. Sangat cepat. Bahkan dua spesies yang berkerabat dekat—yang dipisahkan hanya dalam jarak 250,00 tahun dalam penelitian ini—memiliki versi yang sangat berbeda.
Setiap spesies membangun mesin internalnya sendiri. Mesin yang disetel dengan baik untuk memproses gagap sendiri yang berulang.
Masukkan DNA dari spesies lain. Mesin macet.
Bayangkan sebuah pabrik yang dikalibrasi untuk sekrup kidal. Tiba-tiba, seseorang membuang yang tidak kidal. Jalur perakitan berhenti.
“Bahkan pada spesies murni, gen besar ini merupakan sebuah tantangan,” kata Yamashita. Sel bekerja keras untuk menangani kompleksitas. “Tetapi spesies tersebut telah mengembangkan cara untuk mengatasinya.”
Hancurkan mekanisme penanggulangan itu dengan mencampurkan genetika? Sistemnya rusak.
Kenapa Laki-Laki Kalah Duluan
Hal ini menjelaskan aturan tertua dalam spesiasi. Jenis kelamin heterogametik—jantan pada manusia dan lalat dengan kromosom XY—menjadi steril terlebih dahulu. Betina (XX) tetap subur lebih lama.
Kromosom Y bersifat fluktuatif. Penuh dengan urutan berulang yang berkembang pesat. Ini adalah kotak pemicu ketidakcocokan.
Ketika dua spesies terpisah. Kromosom Y mereka melayang lebih cepat. Alat pemrosesan seluler mereka berbeda.
Campurkan kembali? Bencana bagi laki-laki.
Lalat buah merupakan subjek uji yang sempurna untuk ini. Mereka berkembang biak dengan cepat. Kita bisa melihat hasilnya dengan cepat. Perpecahan khusus ini terjadi relatif baru dalam istilah evolusi. Para ilmuwan dapat menyaksikan isolasi reproduksi dimulai secara real-time.
Lebih Dari Sekadar Terbang Biologi
Mungkinkah ini kita?
Mungkin. Kromosom Y manusia juga penuh dengan perubahan dan pengulangan yang cepat. Kegagalan serupa mungkin terjadi.
Lebih praktisnya. Manusia juga memiliki gen yang sangat besar. Gen yang mencakup jutaan pasangan basa. Gen terkait dengan distrofi otot dan gangguan neurologis.
Mereka sulit untuk diproses. Sama seperti gen sperma lalat.
Trik komputasi yang digunakan di sini? Mereka mungkin juga membantu memecahkan misteri medis tersebut. Jika kita tahu mengapa pemrosesan gagal. Kami mungkin mencari cara untuk memperbaikinya.
Yamashita ingin memahami mengapa spesies terpecah. Mengapa hidup terbagi. Ini adalah tujuan yang luas. Didorong oleh kegagalan teknis yang sempit ini.
Satu langkah penyambungan yang rusak. Mengubah potensi menjadi jalan buntu.
