Gigi Mammoth Berusia Jutaan Tahun Ilmuwan Ungkap DNA Purba Tertua

KOMPAS.com- Para ilmuwan berhasil mengurutkan genom DNA purba dari gigi mammoth berusia jutaan tahun.

Studi genom ini membuka jendela wawasan yang sebelumnya belum pernah terjadi, dalam menguak evolusi mamalia raksasa Zaman Es yang telah punah di Amerika Utara, yakni mammoth Kolombia dan mammoth wolly.

Dikutip dari National Geographic, Minggu (21/2/2021), penelitian mengurutkan genom DNA mammoth bukanlah studi yang pertama kali dilakukan, yang juga tidak akan membawa umat manusia lebih dekat untuk membangkitkan mamalia purba ini.

Sebaliknya, studi DNA yang berusia lebih dari satu juta tahun yang telah diterbitkan dalam jurnal Nature pada Rabu lalu itu, menetapkan tonggak studi DNA purba yang berkembang pesat. Sebab, studi ini hampir menggandakan rekor genom tertua di dunia yang pernah diurutkan.

Evolusi mammoth Amerika Utara

DNA tersebut berasal dari tiga mammoth molar yang ditemukan di Siberia pada awal tahun 1970-an oleh ahli paleontologi Rusia, Andrei Sher.

Para ilmuwan ini memperkirakan bahwa DNA mammoth yang termuda ditemukan dari tiga gigi berusia sekitar 500.000 hingga 800.000 tahun, sedangkan dua yang lebih tua berusia antara satu juta hingga 1,2 juta tahun.

DNA tertua berikutnya yang pernah diurutkan dan berasal dari fosil kuda berusia hampir 700.000 tahun yang ditemukan di wilayah Yukon, Kanada.

"Mendobrak penghalang yang agak ajaib (dari fosil) berusia satu juta tahun ini, bisa dikatakan telah membuka jendela waktu baru, dan perspektif evolusioner," kata penulis utama studi, Tom van der Valk, ahli bioinformatika di Uppsala University yang mengerjakan studi tersebut di Pusat Paleogenetika di Stockholm, Swedia.

Penemuan ini menambah detail gambaran yang mengejutkan para ilmuwan tentang bagaimana mammoth Amerika Utara berevolusi.

Dalam studi ini, DNA purba pada fosil gigi mammoth yang diteliti, yakni salah satu satu spesies mammoth di Amerika Utara yakni mammoth Kolombia. Mammoth Kolombia adalah hibrida yang muncul 400.000 hingga 500.000 tahun tang lalu.

Ini adalah fakta yang terungkap karena DNA penelitian yang lebih tua secara dramatis mendahului kawin silang ini.

"Jika kita melihat organisme tingkat tinggi seperti vertebrata, saya tidak dapat memikirkan satu contoh pun di mana orang telah mengambil sampel sebelum spesies berasal," kata rekan penulis studi Love Dalén, ahli genetika di Center for Palaeogenetics.

Analisis dan pengurutan genom DNA gigi mammoth dimulai para ilmuwan pada tahun 2017, ketika Centre of Paleogenetics menerima sampel gigi dari Russian Academy of Sciences.

Pengurutan genom ungkap DNA purba tertua

Ahli genetika Patrícia Pe?nerová, peneliti postdoctoral yang sekarang berada di University of Copenhagen di Denmark, menumbuk 50 mg bubuk tulang dari setiap sampel dan dengan hati-hati mengekstraksi sejumlah kecil DNA dari setiap bubuk tulang yang kemudian direndam campuran zat kimia.

Pengurutan DNA mammoth ini hanyalah langkah awal, selanjutnya, vak der Valk dan timnya harus memastikan bahwa mereka berfous pada potongan DNA yang secara autentik tua, dan merupakan spesies asli mammoth.

Terlepas dari upaya terbaik untuk mencegah kontaminasi, para peneliti harus bersaing dengan DNA ekstra apa pun yang telah diambil gigi selama perjalanan mereka.

Setelah berminggu-minggu mengolah data pengurutan genom DNA secara komputasi, tim dapat secara akurat mengidentifikasi potongan DNA mammoth sependek 35 base pairs long dan memetakannya ke dalam genom yang, dalam kehidupan, panjangnya lebih dari tiga miliar base pairs long.

Studi baru ini telah menjelaskan bagaimana mammoth Amerika Utara berevolusi. Namun, yang mengejutkan para ilmuwan ini adalah urutan DNA studi baru ini sangat tua, sehingga bisa dikatakan bahwa satu dari dua spesies mammoth utama yang pernah hidup di Amerika Utara, adalah pemilik DNA tertua itu.

Pada 1,5 juta tahun yang lalu, kerabat jauh mammoth Eropa dan Asia tiba di Amerika Utara dari Siberia, melintasi daratan yang sekarang ditutupi oleh Selat Bering.

Kedatangan baru ini kemudian memunculkan mammoth Kolombia. Sekitar 100.000 hingga 200.000 tahun yang lalu, Amerika Utara adalah rumah bagi setidaknya dua jenis mammoth utama, yakni mammoth berbulu (wolly mammoth) di utara, dan mammoth Kolombia di selatan sejauh Meksiko.

Para peneliti juga mengetahui dari studi genetik sebelumnya bahwa mamut Kolombia dan mammoth berbulu melakukan kawin silang dan menghasilkan keturunan hibrida.

Ahli paleontologi telah lama menggunakan gigi geraham atas khas mammoth untuk membantu memisahkan spesies yang berbeda.

Mammoth Kolombia keturunan hibrida

Berdasarkan fosil gigi mammoth, ahli paleontologi secara tradisional menduga bahwa mammoth yang ada di Amerika Utara, mammoth Kolombia telah ada sekitar 1,5 juta tahun yang lalu.

Namun, catatan gigi fosil menunjukkan keberlangsungan, sedangkan catatan genetik dalam studi DNA baru menunjukkan adanya perubahan atau evolusi.

Dua dari genom mammoth studi baru termasuk ke dalam garis keturunan yang kemudian melahirkan mammoth berbulu (wolly mammoth). Akan tetapi, DNA yang tertua dari tiga gigi, yang dijuluki Krestovka oleh para ilmuwan, setelah sungai di dekatnya ditemukan.

Tampaknya DNA tersebut termasuk dalam garis keturunan genetik yang sebelumnya tidak diketahui, yang sekitar 1,5 juta tahun yang lalu terpisah dari garis keturunan yang mengandung dua gigi lainnya.

Ketika tim van der Valk membandingkan genom mammoth misterius dengan DNA mammoth Kolombia yang diurutkan sebelumnya, para ilmuwan ini sampai pada kesimpulan yang mengejutkan.

Dia mengungkapkan bahwa mammoth Kolombia adalah mammoth hibrida yang muncul 400.000 hingga 500.000 tahun yang lalu, setelah kawin silang antara mammoth Krestovka dan mammoth Siberia berbulu terjadi.

Perkawinan silang itu diperkirakan terjadi di suatu tempat di Siberia, Amerika Utara, atau Beringia, jembatan darat yang pernah menghubungkan keduanya.

Setelah peristiwa kawin silang kedua yang terjadi di Amerika Utara kira-kira 200.000 tahun yang lalu, mammoth Kolombia memperoleh 11 hingga 13 persen lagi genomnya dari mammoth berbulu.

Pada saat mammoth Kolombia punah sekitar 12.000 tahun yang lalu, sekitar tiga perlima dari genomnya ditelusuri kembali ke mammoth berbulu, sementara dua perlima lainnya ditelusuri kembali ke mammoth Krestovka yang misterius, yang hanya diketahui dari DNA salah satu gigi.

Tim telah mengidentifikasi gigi mammoth berusia 500.000 tahun dari Kanada, serta gigi berusia 200.000 tahun yang mungkin milik mammoth berbulu, sebagai kandidat yang memungkinkan untuk pengurutan genom di masa depan.

Sekarang para ilmuwan telah menembus penghalang jutaan tahun, dengan mengurutkan DNA purba dari fosil gigi mammoth dan hanya masalah waktu sebelum rahasia DNA yang lebih tua terungkap.