Serangga Antartika ekstrem ini memiliki genom terkecil

Pengusir hama Antartika adalah serangga sederhana: tidak memiliki sayap, tubuh hitam ramping, dan umur dewasa tidak lebih dari seminggu.

Jadi mungkin pantas jika serangga tersebut kini memegang rekor sebagai pemilik genom serangga terkecil yang pernah diurutkan. Dengan hanya 99 juta pasangan basa nukleotida (bahan penyusun DNA), genom nyamuk lebih kecil dibandingkan kutu badan dan jauh lebih kecil dibandingkan genom kutu. genom manusiayang memiliki 3.2 miliar pasangan basa. (Meskipun genom nyamuk masih jauh lebih kecil dari genom nyamuk yang pernah tercatat, hal ini menyebabkan a bakteri yang hidup pada serangga dan hanya berisi 160.000 pasangan basa.)

“Ini adalah lalat yang cukup menarik,” kata peneliti genomik Universitas Negeri Washington, Joanna Kelley, yang mengerjakan proyek pengurutan genom nyamuk, dalam sebuah pernyataan. (Gambar: Foto-foto indah dari Tiny Life)

Pria tangguh

Nyamuk Antartika (Belgia Antartika) menarik dalam lebih dari satu cara. Ia menjalani sebagian besar hidupnya dalam bentuk larva, membeku di dalam es. Ini adalah satu-satunya serangga sejati yang hidup benua Antartika, dan dengan panjang 0,23 inci, ia memenuhi syarat sebagai hewan darat terbesar di Antartika, menurut Laboratorium Kriobiologi Ekofisiologi Universitas Miami di Ohio. Semua fauna Antartika lainnya berukuran lebih kecil (kutu dan tungau tertentu) atau hidup di air laut.

Larva nyamuk Antartika hidup dalam kondisi beku selama dua musim dingin. Mereka bisa kehilangan hingga 70 persen air dalam tubuhnya dan masih bisa bertahan hidup. Saat dewasa, pengusir hama muncul tanpa sayap. Mereka kemudian hidup hanya tujuh sampai 10 hari, kawin dan memakan alga dan bakteri.

Pengusir hama Antartika membuat para peneliti terpesona karena kemampuan serangga tersebut untuk bertahan dalam perubahan suhu yang sangat besar, paparan sinar ultraviolet yang tinggi, dan kondisi keras lainnya. Namun setelah mengurutkan genom nyamuk, para ilmuwan terkejut dengan ukurannya yang kecil. (Lihat foto kehidupan aneh Antartika di dasar laut)

“Ini kecil. Itu adalah kejutan besar,” kata Kelley. “Saya sangat terkesan.”

Dengan 99 juta pasangan basa, genom nyamuk mengalahkan genom kecil kutu badan, yang memiliki 105 juta pasangan basa, dan parasit sayap bengkok (dalam ordo Strepsiptera), yang hidup pada lebah, tawon, dan tawon, serta memiliki genom 108 juta pasangan basa.

Genom yang sangat kecil

Tim peneliti yang melaporkan temuannya hari ini (12 Agustus) di jurnal Nature Communications menduga bahwa genom mini ada hubungannya dengan gaya hidup ekstrim lalat.

“Ini benar-benar membawa genom hingga ke tulang-tulangnya dan mengupasnya menjadi ukuran yang lebih kecil dari yang diperkirakan sebelumnya,” kata peneliti studi David Denlinger, ahli entomologi di Ohio State University, dalam sebuah pernyataan. “Akan menarik untuk mengetahui apakah kutu ekstremofilik, tungau, dan organisme lain yang hidup di Antartika juga memiliki genom yang sangat kecil, atau apakah ini hanya terjadi pada nyamuk. Kami belum mengetahuinya..”

Genom nyamuk tidak memiliki “DNA sampah”, segmen DNA berulang yang tidak mengkode protein yang pernah dianggap tidak berguna dan sebenarnya memainkan peran penting dalam regulasi gen. Implikasi dari membuang semua DNA berulang ini masih belum jelas, kata Denlinger.

Banyak dari 13.500 gen fungsional yang ada dalam genom nyamuk terlibat dalam perkembangan, hal ini masuk akal bagi hewan yang menghabiskan sebagian besar hidupnya dalam tahap larva. Pengusir hama ini kekurangan banyak gen untuk reseptor penciuman, mungkin karena ia tidak banyak bergerak atau menjelajah, sesuatu yang memerlukan reseptor tersebut; tanpa sayap, nyamuk akan tinggal dekat dengan wilayah jelajahnya.

Nyamuk Antartika memang memiliki banyak aquaporin, atau gen yang terlibat dalam pergerakan air masuk dan keluar sel, demikian temuan para peneliti. Aquaporin ini mungkin menjadi rahasia kelangsungan hidup nyamuk dalam kondisi dehidrasi ekstrim.

“Mereka tampak seperti kismis kering, dan ketika kita menuangkan air ke atasnya, mereka akan menggembung dan melanjutkan perjalanannya,” kata Denlinger. “Mampu bertahan dalam tingkat dehidrasi ekstrem adalah salah satu kunci untuk bertahan hidup pada suhu rendah. Nyamuk ini memiliki beberapa mekanisme yang memungkinkannya mengalami dehidrasi dan tetap hidup, dengan sel-selnya berfungsi normal.”