Darwin di laboratorium: Evolusi karang disesuaikan untuk pemanasan global

Pada malam musim panas tanpa bulan di Hawaii, krill, ikan, dan kepiting berputar-putar melalui seberkas cahaya saat dua peneliti mengintip ke dalam air di atas terumbu karang yang hidup.

Beberapa menit kemudian, seperti jarum jam, mereka melihat telur dan sperma dari karang pemijahan melayang melewati perahu mereka. Mereka menyendok gumpalan berbau amis dan memasukkannya ke dalam tabung reaksi.

Dalam eksperimen Darwin ini, para ilmuwan mencoba mempercepat jam evolusi karang untuk membiakkan “karang super” yang lebih tahan terhadap dampak pemanasan global.

Selama lima tahun terakhir, para peneliti telah melakukan eksperimen untuk membuktikan teori mereka akan berhasil. Sekarang, mereka bersiap untuk menanam karang yang dibesarkan di laboratorium di laut untuk melihat bagaimana mereka bertahan hidup di Alam.

“Evolusi yang dibantu dimulai sebagai ide gila bahwa Anda benar-benar dapat membantu sesuatu berubah dan membiarkannya bertahan lebih baik karena itu berubah,” kata Kira Hughes, peneliti Universitas Hawaii dan manajer proyek.

MEMPERCEPAT ALAM

Para peneliti menguji tiga metode untuk membuat karang lebih tangguh:

– Pemuliaan selektif yang membawa sifat-sifat yang diinginkan dari orang tua.

— Aklimatisasi yang mengkondisikan karang untuk mentolerir panas dengan memaparkannya pada suhu yang meningkat.

— Dan memodifikasi ganggang yang memberi karang nutrisi penting.

Hughes mengatakan semua metode telah terbukti berhasil di laboratorium.

Dan sementara beberapa ilmuwan lain khawatir ini campur tangan dengan Alam, Hughes mengatakan planet yang memanas dengan cepat tidak meninggalkan pilihan lain. “Kita harus turun tangan untuk membuat perubahan bagi terumbu karang agar bisa bertahan di masa depan,” katanya.

Ketika suhu laut naik, karang melepaskan ganggang simbiosis yang memasok nutrisi dan memberikan warna-warna cerah. Karang menjadi putih – proses yang disebut pemutihan – dan dapat dengan cepat menjadi sakit dan mati.

Selama lebih dari satu dekade, para ilmuwan telah mengamati karang yang bertahan dari pemutihan, bahkan ketika yang lain mati di terumbu yang sama.

Jadi, para peneliti berfokus pada mereka yang selamat, berharap dapat meningkatkan toleransi panas mereka. Dan mereka menemukan pembiakan selektif yang paling menjanjikan untuk terumbu Hawaii.

“Karang terancam di seluruh dunia oleh banyak penyebab stres, tetapi peningkatan suhu mungkin yang paling parah,” kata Crawford Drury, kepala ilmuwan di Lab Ketahanan Karang Hawaii. “Dan itulah yang menjadi fokus kami, bekerja dengan orang tua yang benar-benar toleran terhadap panas.”

IDE NOVEL

Pada 2015, Ruth Gates, yang meluncurkan lab ketahanan, dan Madeleine van Oppen dari Institut Ilmu Kelautan Australia menerbitkan makalah tentang evolusi terbantu selama salah satu peristiwa pemutihan terburuk di dunia.

Para ilmuwan mengusulkan membawa karang ke laboratorium untuk membantu mereka berevolusi menjadi hewan yang lebih tahan panas. Dan ide tersebut menarik salah satu pendiri Microsoft, Paul Allen, yang mendanai penelitian tahap pertama dan yang yayasannya masih mendukung program tersebut.

“Kami telah memberikan pengalaman (karang) yang kami pikir akan meningkatkan kemampuan mereka untuk bertahan hidup,” kata Gates kepada The Associated Press dalam sebuah wawancara tahun 2015.

Gates, yang meninggal karena kanker otak pada tahun 2018, juga mengatakan dia ingin orang tahu bagaimana “kesehatan karang terkait erat dengan kesehatan manusia.”

Terumbu karang, sering disebut hutan hujan laut, menyediakan makanan bagi manusia dan hewan laut, perlindungan garis pantai bagi masyarakat pesisir, pekerjaan untuk ekonomi turis dan bahkan obat untuk mengobati penyakit seperti kanker, radang sendi, dan penyakit Alzheimer.

Sebuah laporan baru-baru ini dari National Oceanic and Atmospheric Administration dan organisasi penelitian lainnya menyimpulkan peristiwa pemutihan adalah ancaman terbesar bagi terumbu karang dunia. Para ilmuwan menemukan bahwa antara 2009 dan 2018, dunia kehilangan sekitar 14% terumbu karangnya.

Evolusi yang dibantu tidak diterima secara luas ketika pertama kali diusulkan.

Van Oppen mengatakan ada kekhawatiran tentang hilangnya keragaman genetik dan kritikus yang mengatakan para ilmuwan “bermain dewa” dengan merusak terumbu karang.

“Yah, Anda tahu, (manusia) telah campur tangan dengan terumbu untuk waktu yang sangat lama,” kata van Oppen. “Yang kami coba lakukan hanyalah memperbaiki kerusakan.”

Alih-alih mengedit gen atau menciptakan sesuatu yang tidak alami, para peneliti hanya mendorong apa yang sudah bisa terjadi di lautan, katanya. “Kami benar-benar fokus pertama pada skala lokal mungkin untuk mencoba dan mempertahankan dan meningkatkan apa yang sudah ada.”

JUTAAN TAHUN DALAM PEMBUATAN

Tetap saja, ada pertanyaan yang mengganjal.

“Kami telah menemukan banyak alasan mengapa karang tidak memutih,” kata Steve Palumbi, ahli biologi kelautan dan profesor di Universitas Stanford. “Hanya karena Anda menemukan karang yang tidak memutih di lapangan atau di lab tidak berarti itu tahan panas secara permanen.”

Karang telah ada di Bumi selama sekitar 250 juta tahun dan kode genetik mereka tidak sepenuhnya dipahami.

“Ini bukan pertama kalinya ada karang di seluruh planet yang terkena panas,” kata Palumbi. “Jadi fakta bahwa semua karang tidak tahan panas memberi tahu Anda … bahwa ada beberapa kelemahannya. Dan jika tidak ada kerugian, mereka semua akan tahan panas.”

Tetapi Palumbi berpikir bahwa pekerjaan evolusi yang dibantu memiliki tempat yang berharga dalam rencana pengelolaan karang karena “terumbu karang di seluruh dunia dalam keadaan putus asa, putus asa, putus asa.”

Proyek ini telah memperoleh dukungan luas dan mendorong penelitian di seluruh dunia. Para ilmuwan di Inggris, Arab Saudi, Jerman, dan di tempat lain sedang melakukan pekerjaan ketahanan karang mereka sendiri. Pemerintah AS juga mendukung upaya tersebut.

Evolusi yang dibantu “sangat mengesankan dan sangat konsisten dengan penelitian yang kami lakukan dengan Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional,” kata Jennifer Koss, direktur Program Konservasi Terumbu Karang NOAA.

“Kami meminta mereka untuk mengumpulkan semua ilmu pengetahuan mutakhir yang benar-benar berpusat pada intervensi inovatif dalam pengelolaan terumbu karang,” kata Koss. “Dan tentu saja, aliran gen yang dibantu ini cocok.”

GANTANGAN UTAMA

Masih ada tantangan serius.

Skalabilitas adalah satu. Membawa karang hasil lab ke laut dan membuatnya bertahan hidup akan sulit, terutama karena reintroduksi harus terjadi di tingkat lokal untuk menghindari membawa bahan biologis yang merugikan dari satu daerah ke daerah lain.

James Guest, ahli ekologi karang di Inggris, memimpin sebuah proyek untuk menunjukkan karang yang dibiakkan secara selektif tidak hanya bertahan lebih lama di air yang lebih hangat, tetapi juga dapat berhasil diperkenalkan kembali dalam skala besar.

“Sangat bagus jika kita bisa melakukan semua hal ini di lab, tapi kita harus menunjukkan bahwa kita bisa mendapatkan jumlah yang sangat besar dari mereka ke terumbu karang dengan cara yang hemat biaya,” kata Guest.

Para ilmuwan sedang menguji metode pengiriman, seperti menggunakan kapal untuk memompa karang muda ke laut dan menggunakan robot bawah air kecil untuk menanam karang.

Tidak ada yang mengusulkan evolusi terbantu saja yang akan menyelamatkan terumbu karang dunia. Idenya adalah bagian dari serangkaian tindakan – dengan proposal mulai dari menciptakan naungan untuk karang hingga memompa air laut dalam yang lebih dingin ke terumbu yang terlalu hangat.

Keuntungan menanam karang yang lebih kuat adalah bahwa setelah satu atau dua generasi, mereka akan menyebarkan sifatnya secara alami, tanpa banyak campur tangan manusia.

Selama beberapa tahun ke depan, para ilmuwan Hawaii akan menempatkan karang yang dibiakkan secara selektif kembali ke Teluk Kaneohe dan mengamati perilaku mereka. Van Oppen dan rekan-rekannya telah menempatkan beberapa karang dengan alga simbiosis yang dimodifikasi kembali ke Great Barrier Reef.

Dengan lautan dunia yang terus menghangat, para ilmuwan mengatakan mereka melawan waktu untuk menyelamatkan terumbu karang.

“Semua pekerjaan yang akan kita lakukan di sini,” kata Drury dari Hawaii, “tidak akan membuat perbedaan jika kita tidak menyelesaikan perubahan iklim dalam skala global dan sistematis.

“Jadi sungguh, apa yang kami coba lakukan adalah mengulur waktu.”

related post : spanyol-menyetujui-suntik-vaksin-anak-anak

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *