Selama beberapa dekade, para ahli biologi evolusi beroperasi berdasarkan teori yang diterima secara luas: sebagian besar mutasi genetik bersifat netral—tidak berbahaya atau bermanfaat, hanya terjadi dari generasi ke generasi tanpa banyak dampak. Gagasan ini, yang dikenal sebagai Teori Netral Evolusi Molekuler, mengusulkan bahwa meskipun mutasi yang merugikan dapat dengan cepat dihilangkan melalui seleksi alam, mutasi yang menguntungkan terlalu jarang untuk mempengaruhi jalannya evolusi secara signifikan.
Kini, penelitian inovatif dari Universitas Michigan menantang gagasan lama ini. Sebuah studi baru yang dipimpin oleh ahli biologi evolusi Jianzhi Zhang menunjukkan bahwa mutasi yang bermanfaat mungkin jauh lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya, dengan potensi implikasi yang besar terhadap pemahaman kita tentang adaptasi dan bagaimana organisme berevolusi dalam dunia yang dinamis.
Para peneliti, dengan cermat menganalisis kumpulan data besar yang dihasilkan melalui “pemindaian mutasi mendalam”, mengamati tingkat mutasi menguntungkan yang sangat tinggi—lebih dari 1% varian yang diuji memberikan keunggulan pada ragi dan E. coli dalam kondisi tertentu. Temuan ini secara langsung bertentangan dengan prediksi Teori Netral bahwa mutasi yang menguntungkan seperti itu sangat jarang terjadi.
Namun, perbedaan ini tidak berarti teori tersebut sepenuhnya salah; sebaliknya, hal ini menyoroti bagian penting yang hilang: lingkungan itu sendiri. Studi ini mengusulkan penjelasan baru yang menarik: Pelacakan Adaptif dengan Pleiotropi Antagonis.
Perlombaan Melawan Perubahan Konstan
Model ini berpendapat bahwa mutasi menguntungkan sering muncul tetapi sulit untuk menetap secara permanen dalam suatu populasi karena lingkungan jarang bersifat statis. Apa yang terbukti menguntungkan di satu situasi, mungkin terbukti merugikan di situasi lain. Bayangkan suatu spesies beradaptasi secara sempurna pada ekosistem yang stabil—kemudian perubahan iklim mengganggu keseimbangan. Mutasi yang tadinya bermanfaat kini menghambat kelangsungan hidup.
Zhang dan timnya mendemonstrasikan prinsip ini melalui eksperimen yang melibatkan evolusi ragi dalam lingkungan yang konstan dan berfluktuasi. Populasi ragi yang beradaptasi dengan kondisi yang tidak berubah mengakumulasi mutasi yang lebih menguntungkan dibandingkan populasi yang menghadapi perubahan sumber nutrisi secara berkala. Alasannya? Di dunia yang terus berubah, mutasi yang menguntungkan hanya memiliki sedikit waktu untuk menyebar luas sebelum lingkungan menuntut serangkaian sifat baru.
“Kami mengatakan bahwa hasilnya netral, namun prosesnya tidak netral,” jelas Zhang. “Model kami menunjukkan bahwa populasi alami tidak benar-benar beradaptasi dengan lingkungannya karena lingkungan berubah dengan sangat cepat, dan populasi selalu mengejar lingkungan.”
Implikasinya bagi Kemanusiaan di Dunia yang Berubah?
Penelitian ini memiliki implikasi signifikan di luar ragi sederhana. Hal ini memaksa kita untuk mempertimbangkan kembali sejauh mana manusia telah sepenuhnya beradaptasi dengan dunia yang terus berubah. Spesies kita telah mengalami transformasi lingkungan yang dramatis sepanjang sejarah—mulai dari revolusi pertanian hingga era industri, dan sekarang pada zaman Antroposen.
“Beberapa mutasi mungkin bermanfaat di lingkungan lama kita, tetapi tidak cocok dengan kondisi saat ini,” saran Zhang. Ia memperingatkan bahwa meskipun kita tampak beradaptasi dengan baik di permukaan, laju perubahan lingkungan yang cepat dapat membuat kita membawa warisan genetik yang tidak lagi bermanfaat bagi kita. Hal ini dapat berdampak pada kerentanan penyakit, ketahanan terhadap cuaca ekstrem, dan bahkan respons terhadap teknologi baru.
Meskipun temuan penelitian ini terutama berasal dari eksperimen dengan organisme bersel tunggal, temuan ini menawarkan kerangka kerja yang menarik untuk memahami adaptasi dalam bentuk kehidupan yang lebih kompleks. Penelitian di masa depan akan fokus pada mereplikasi eksperimen ini dengan organisme multiseluler seperti manusia untuk melihat apakah pola serupa muncul.
Teori Pelacakan Adaptif menyoroti interaksi dinamis antara evolusi dan lingkungan, menantang kita untuk memikirkan kembali cara kita memandang konsep “adaptasi” itu sendiri. Hal ini memberikan gambaran tentang perlombaan evolusioner yang sedang berlangsung—perjuangan terus-menerus untuk mengimbangi perubahan, membuat banyak organisme terus-menerus berada di titik puncak adaptasi namun tidak pernah sepenuhnya mencapai titik puncak adaptasi.
