Tim peneliti yang dipimpin oleh Universitas Göttingen mempelajari evolusi genetik alga
Tumbuhan darat – seperti lumut, pakis, dan pepohonan – adalah beberapa organisme fotosintesis yang secara struktural paling kompleks di Bumi. Namun kisah evolusi mereka sangat terkait dengan nenek moyang mereka: ganggang hijau sederhana yang hidup ratusan juta tahun lalu. Di antara alga tersebut, ada kelompok yang berkerabat dengan tumbuhan darat yang masih dapat ditemukan hingga saat ini – yaitu Coleochaetophyceae – menonjol. Ganggang air tawar ini membentuk struktur bercabang dan berbentuk cakram yang menyerupai beberapa bahan penyusun tubuh tumbuhan. Menariknya, kerabat alga terdekat yang masih hidup dari tumbuhan darat adalah Zygnematophyceae – strukturnya jauh lebih sederhana, menunjukkan bahwa kompleksitas mirip tumbuhan muncul dan menghilang berkali-kali sepanjang evolusi. Kini, tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Universitas Göttingen telah menggunakan DNA dan data dari bukti fosil untuk memberikan petunjuk baru tentang kelompok alga yang penuh teka-teki ini: Coleochaetophyceae. Hasilnya dipublikasikan di Biologi Saat Ini.
Dengan mempelajari gen Coleochaetophyceaebanyak di antaranya dibudidayakan dan diperoleh dari Koleksi Budaya Alga di Universitas Göttingen (SAG), dan membandingkannya dengan bukti fosil, para ilmuwan memperkirakan bahwa kelompok ini berasal lebih dari 600 juta tahun yang lalu, jauh sebelum tumbuhan darat pertama. Di dalam grup terdapat subgrup seperti genus Coleochaete yang berumur lebih dari 400 juta tahun. Namun bentuk cakramnya lebih kompleks, seperti Coleochaete scutatabaru muncul sekitar 65 juta tahun yang lalu – relatif baru dalam istilah evolusi. “Hal ini memberi tahu kita bahwa kita perlu mengambil sampel keragaman garis keturunan kuno untuk memahami evolusi sifat-sifat kompleks seperti bentuk tubuh,” jelas Profesor Jan de Vries di Institut Mikrobiologi dan Genetika Universitas Göttingen. “Fakta bahwa kerabat terdekat yang masih hidup adalah Zygnematophyceae – adalah cara yang jauh lebih sederhana bahwa kompleksitas tubuh bukanlah hasil evolusi yang terjadi satu kali saja: hal ini terjadi berulang-ulang pada waktu yang berbeda dalam garis keturunan yang berbeda.”
Ketika mereka menganalisis urutannya, para peneliti menemukan hal itu Coleochaetophyceae memiliki banyak gen pengatur pertumbuhan yang sama dengan tanaman darat, termasuk gen yang terkait dengan pembelahan sel dan hormon tanaman seperti sitokinin, yang penting untuk proses seperti pembelahan sel serta pertumbuhan tunas dan akar. Namun, sampai saat ini tidak ada satu set gen pun yang dapat menjelaskan mengapa beberapa spesies tumbuh hanya sebagai filamen sederhana sementara spesies lainnya membentuk tubuh berbentuk cakram yang lebih rumit. Hal ini menunjukkan bahwa kompleksitas tidak hanya bergantung pada memiliki gen yang tepat tetapi juga pada kapan dan bagaimana gen tersebut diaktifkan. “Temuan kami menyoroti bahwa kompleksitas mirip tumbuhan merupakan potensi kuno,” tambah penulis pertama Maaike Bierenbroodspot, juga di Institut Mikrobiologi dan Genetika Universitas Göttingen. “Ini berarti bahwa kadang-kadang gen sudah ada di dalam DNA sampai tindakan mereka terprogram selama evolusi, misalnya pada alga dan tanaman darat.”
Publikasi asli: Bierenbroodspot MJ dkk, “Filogenomics mengungkap asal mula kompleksitas morfologi di Coleochaetophyceae” Biologi Saat Ini 2025. DOI: 10.1016/j.cub.2025.08.046
