2 weeks ago
24
- Sisik di kepala buaya terbentuk akibat mekanika jaringan selama masa embrio, berbeda dari bulu atau rambut vertebrata lain yang cenderung dikendalikan gen. Fenomena ini terlihat jelas pada buaya Nil, yang memperlihatkan pola sisik acak di sebelah kiri dan kanan kepalanya.
- Saat memasuki hari ke-51 dari total 90 hari perkembangan embrio, kulit buaya mulai melipat akibat pertumbuhannya lebih cepat daripada jaringan di bawahnya. Pemberian hormon EGF memicu perubahan dramatis pada pola lipatan ini, sehingga membuktikan pengaruh mekanis lebih besar daripada faktor gen.
- Penelitian menunjukkan perbedaan signifikan antara pola sisik kepala yang dipicu faktor fisik, sementara sisik tubuh lebih diatur secara genetik. Hasil pengamatan melalui light sheet fluorescence microscopy mengungkap struktur kolagen yang penting untuk membentuk kelenturan dan kekakuan kulit buaya.
- Para peneliti menyusun model komputer untuk menggambarkan variasi sisik antar spesies buaya. Penyesuaian kecil pada parameter laju pertumbuhan dan kekakuan kulit bisa menciptakan pola beragam pada buaya Nil, aligator Amerika, hingga kaiman. Metode ini membuka peluang baru dalam studi evolusi hewan dan turut dimanfaatkan untuk riset kanker serta penuaan kulit.
Buaya adalah salah satu hewan purba yang masih bertahan hingga saat ini dengan keunikannya yang mencolok, terutama pada kulitnya. Tekstur kulit buaya yang kasar dan bersisik sering dianggap sebagai simbol kekuatan dan ketangguhan. Namun, penelitian terbaru mengungkap bahwa pola unik pada kepala buaya—terutama di bagian moncong, rahang, dan kepala—ternyata memiliki mekanisme pembentukan yang sangat spesial dan berbeda dari hewan vertebrata lainnya.
Berbeda dengan bulu, rambut, dan sisik pada hewan lain yang terbentuk melalui ekspresi genetik, sisik di kepala buaya berkembang akibat mekanika jaringan selama proses perkembangan embrio. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Nature dan menunjukkan bahwa pertumbuhan kulit buaya lebih kompleks dari yang sebelumnya diketahui.
Baca juga: Inilah Henry, Buaya Tertua di Dunia dengan 10.000 Anak
Proses Pembentukan Sisik Buaya
Penelitian ini bermula dari pengamatan Michel Milinkovitch, seorang ahli biologi dari Universitas Jenewa sekaligus penulis utama studi, saat ia mengambil sampel darah dari seekor buaya Nil. Milinkovitch merasa terkejut melihat pola sisik di kepala buaya yang sangat tidak beraturan dan berbeda antara sisi kiri dan kanan. Lebih lanjut, banyak tepi sisik yang terlihat tidak lengkap.
Dalam wawancaranya dengan NPR, Milinkovitch mengungkapkan, “Pola ini sangat sulit dijelaskan jika dibandingkan dengan perkembangan bulu, rambut, dan sisik pada hewan lain yang lebih seragam dan terprogram secara genetik.”
Dalam ilustrasi pada publikasi tersebut, panel (a) memperlihatkan bentuk sisik buaya yang tidak beraturan, sedangkan panel (b) menunjukkan perubahan pada permukaan rahang atas dan bawah seiring kemunculan sisik. (Santos-Durán et al., Nature, 2024)Untuk menguji hipotesis tersebut, tim peneliti mengumpulkan embrio buaya selama lebih dari satu dekade. Mereka mengamati perkembangan embrio buaya Nil selama 90 hari. Pada hari ke-51, kulit embrio mulai membentuk lipatan-lipatan yang akhirnya berkembang menjadi sisik dengan pola tidak beraturan.
Tim menduga bahwa kulit buaya tumbuh lebih cepat dibandingkan jaringan di bawahnya. Pertumbuhan yang tidak seimbang ini menyebabkan kulit terlipat dan membentuk pola unik. Untuk membuktikannya, mereka menyuntikkan hormon Epidermal Growth Factor (EGF) ke dalam telur buaya. Hasilnya menunjukkan perubahan dramatis pada pola lipatan kulit, memperkuat dugaan bahwa faktor mekanik, bukan genetik, berperan dalam proses ini.
Gabriel Santos-Durán dan Rory Cooper, penulis pendamping penelitian, menjelaskan bahwa pada embrio yang diobati dengan EGF, lipatan kulit berkembang seperti lipatan otak manusia. Namun, setelah menetas, lipatan ini membentuk pola sisik kecil yang mirip dengan buaya jenis lain seperti kaiman.
Baca juga: Tersisa 605 Ekor di Dunia, Buaya Purba ini di Ambang Kepunahan
Uniknya Sisik Kepala Dibanding Tubuh Buaya
Salah satu temuan menarik dari penelitian ini adalah adanya perbedaan mekanisme antara sisik di kepala dan tubuh buaya. Sisik di tubuh berkembang melalui proses genetik yang terprogram, sedangkan sisik kepala terbentuk murni karena mekanisme fisik, seperti tingkat pertumbuhan kulit dan kekakuan jaringan.
Observasi detail mengenai geometri lapisan jaringan berhasil dilakukan melalui light-sheet fluorescence microscopy (LSFM). (F. Berger & M. C. Milinkovitch / Universitas Jenewa, Swiss)Dengan menggunakan teknik light sheet fluorescence microscopy, para peneliti mengukur pertumbuhan dan bentuk lapisan kulit serta tulang pada kepala buaya. Teknik ini memungkinkan analisis struktur kolagen—protein berbentuk serat yang berperan sebagai “lem” dalam tubuh. Melalui data ini, tim membuat model komputer untuk mensimulasikan perkembangan kulit buaya.
Baca Juga: Pertarungan Hiu Melawan Buaya, Siapa Pemenangnya?
Peran Model Komputer dalam Simulasi Evolusi Sisik
Model komputer yang dibuat menunjukkan bahwa variasi pola sisik antar spesies buaya dapat dijelaskan melalui perubahan kecil dalam parameter mekanis, seperti kekakuan kulit atau laju pertumbuhan. Milinkovitch menjelaskan bahwa modifikasi kecil ini dapat menghasilkan perbedaan pola pada buaya Nil, aligator Amerika, dan kaiman.
“Tidak perlu perubahan genetik yang kompleks untuk menjelaskan evolusi pola sisik pada buaya,” ungkap Milinkovitch. “Perubahan kecil pada sifat mekanis kulit sudah cukup untuk menghasilkan variasi tersebut.”
Selain memberikan wawasan baru tentang evolusi hewan, penelitian ini juga menciptakan teknik baru untuk menganalisis serat kolagen. Teknik ini kini digunakan oleh peneliti lain untuk memahami invasi tumor kanker serta penuaan kulit.
Menurut Milinkovitch, selama lima dekade terakhir, para ilmuwan cenderung fokus pada genetika. Penemuan ini memberikan kepuasan tersendiri karena berhasil menunjukkan proses “murni mekanis” dalam perkembangan biologis.
