Gurita Antartika Mampu Bertahan Hidup di Lautan Terdingin di Bumi Tanpa Membeku
JAKARTA - Pernah melihat gurita? Salah satu jenisnya adalah gurita Antartika yang hidup di perairan terdingin di dunia. Akan tetapi hewan ini mampu bertahan hidup dengan suhu mencapai puncaknya pada 10°C (50°F) dan sering kali turun hingga hampir -2°C (28°F).
Bagaimana makhluk 'berdarah dingin' ini bertahan hidup dalam kondisi ekstrem seperti ini masih menjadi misteri. Gurita aneh dari genus Pareledone baru-baru ini ditemukan menggunakan ketiga jantungnya untuk memompa jenis darah biru khusus ke seluruh tubuh mereka, memasok oksigen ke jaringan bahkan di dalam tubuh mereka, lingkungan super dingin seperti Antartika.
BACA JUGA:
Mirip dengan banyak spesies lain yang hidup di perairan yang sangat dingin, gurita ini juga tampaknya memiliki enzim yang 'beradaptasi dengan suhu dingin', menurut penyelidikan yang dipimpin oleh Laboratorium Biologi Kelautan di AS. Protein tersebut memainkan peran penting dalam banyak reaksi biokimia.
Pada makhluk di Antartika, fleksibilitas uniknya memungkinkan mereka berfungsi bahkan pada suhu yang lebih rendah, sedangkan enzim dari gurita yang beriklim sedang melambat sebesar 25 persen saat menghadapi kondisi ekstrem serupa. Enzim yang larut – seperti yang memecah makanan di usus kita – dapat beradaptasi lebih mudah terhadap suhu yang berbeda karena reaksi tertentu yang terlibat di dalamnya. Namun tidak semua enzim dalam tubuh mampu menjadi fleksibel. Beberapa di antaranya dihantam ke dalam membran sel, yang 'kondisi kerjanya' jauh lebih kaku.
'Pompa' atau saluran protein ini membawa ion-ion penting masuk dan keluar sel, menciptakan gradien yang memungkinkan penyebaran energi.
Jadi bagaimana enzim-enzim ini mengatasi suhu dingin di Antartika?
Para peneliti dari Laboratorium Biologi Kelautan, Universitas Puerto Rico, dan Institut Gangguan Neurologis dan Stroke Nasional AS memutuskan untuk menggali lebih dalam. Mereka menciptakan dua model: satu berdasarkan enzim pompa natrium-kalium yang ditemukan pada gurita Antartika (Pareledone) dan yang lainnya berdasarkan pompa yang sama yang ditemukan pada spesies beriklim sedang yang disebut gurita dua tempat (Octopus bimaculatus).
BACA JUGA:
Para penulis memilih enzim ini karena enzim ini mengekspor tiga ion natrium dan mengimpor dua ion kalium dengan mengorbankan satu molekul adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi sel. Pertukaran ini penting untuk rangsangan sel dan pengangkutan zat terlarut.
“Karena pentingnya hal ini, [pompa natrium-kalium] harus berada di bawah seleksi ketat agar dapat beroperasi secara efisien di lingkungan termal yang berbeda,” kata para penulis dilansir dari Science Alert, Sabtu (7/10/2023).
Seperti dugaan tim, pompa Antartika bekerja lebih baik pada suhu −1,8 °C dibandingkan pompa di daerah beriklim sedang. Secara intrinsik ia kurang sensitif terhadap dingin.
Bahan penyusun, atau asam amino, yang membentuk pompa Antartika sedikit berbeda dari spesies gurita beriklim sedang.
Secara total, para peneliti menghitung 12 lokasi pada rangkaian asam amino Antartika di mana mutasi tampaknya memberikan ketahanan terhadap dingin.
Dengan menambahkan mutasi ini satu per satu ke model, para peneliti menemukan bahwa tiga mutasi bekerja sama untuk memberikan sebagian besar ketahanan pompa terhadap dingin.
Terlebih lagi, sebagian besar mutasi ini terjadi pada antarmuka antara pompa dan membran sel lainnya. Satu mutasi, di lokasi L314V, memiliki pengaruh paling besar. Tanpanya, pompa tidak lagi bekerja pada suhu mendekati titik beku.
Para peneliti perlu mempelajari detail di balik mutasi ini lebih lanjut, tetapi mungkin saja asam amino yang berbeda di lokasi spesifik ini memberikan ruang gerak ekstra bagi pompa di dalam membran sel. Ahli biofisika Miguel Holmgren dari Institut Nasional Gangguan Neurologis dan Stroke AS tidak terkejut bahwa antarmuka antara protein dan membran akan menjadi tempat adaptasi semacam itu.
BACA JUGA:
“Itu masuk akal bagi kami,” katanya.
Para penulis sekarang berharap untuk melakukan percobaan lebih lanjut tentang bagaimana pompa protein gurita Antartika menjaga sel tetap menyala dalam suhu yang sangat dingin. Studi ini dipublikasikan di PNAS.
(Marieska Harya Virdhani)
