Hampir semua spesies hewan, termasuk manusia, memiliki sel darah. Namun darah tidak sama di seluruh dunia hewan. Spesies yang berbeda telah mengembangkan jenis darah dan sel kekebalan yang berbeda, yang mencerminkan adaptasi jutaan tahun terhadap infeksi dan penyakit.
Para ilmuwan telah mengetahui banyak tentang komposisi dan fungsi sel darah pada manusia dan tikus berkat kemajuan di bidang hematologi dan imunologi. Yang masih belum jelas adalah bagaimana sel-sel ini muncul dan berevolusi seiring berjalannya waktu. Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, para peneliti di Universitas Kyoto mulai menelusuri asal-usul dan diversifikasi sel darah di dunia hewan.
Menelusuri darah ke 700 juta tahun yang lalu
Tim tersebut menciptakan pendekatan analitis baru yang membandingkan pola ekspresi gen di banyak jenis sel dan spesies hewan. Dengan menggunakan metode ini, mereka membangun pohon keluarga evolusi untuk garis keturunan sel darah dan memperkirakan bagaimana sel-sel ini berkembang sepanjang evolusi hewan.
Para peneliti juga membandingkan sel darah dengan organisme bersel tunggal dalam upaya mengidentifikasi kemungkinan nenek moyang bersel tunggal.
Dari garis sel darah manusia yang diperiksa, makrofag menunjukkan kemiripan yang paling kuat dengan organisme bersel tunggal. Temuan ini menunjukkan bahwa sel darah awal mungkin menyerupai makrofag, sel kekebalan yang menelan mikroba berbahaya dan sisa-sisa sel.
Tim juga menelusuri gen FOS, yang banyak diekspresikan dalam sel darah banyak spesies hewan, hingga nenek moyang bersel tunggal yang hidup sekitar 700 juta tahun lalu. Menurut para peneliti, hal ini menunjukkan bahwa sel darah pertama mungkin muncul pada waktu yang sama dengan hewan multiseluler pertama kali muncul di Bumi.
Bagaimana sel darah modern berevolusi
Temuan ini menunjukkan bahwa hewan purba menciptakan sel darah pertama dengan menggunakan kembali materi genetik yang diwarisi dari nenek moyang bersel tunggal purba.
Analisis tersebut juga mengungkapkan bagaimana berbagai jenis sel darah mungkin terdiversifikasi dari waktu ke waktu. Sel mast tampaknya berevolusi dari makrofag, sedangkan versi awal sel T dan sel darah merah kemudian muncul dari sel mast. Para peneliti juga menemukan bahwa sel B prototipikal bercabang langsung dari makrofag setelah sel mast terpisah.
Dengan menyatukan sejarah evolusi ini, para ilmuwan mampu memetakan pohon keluarga sel darah berusia 700 juta tahun. Hasilnya menunjukkan bahwa jalur perkembangan sel darah dan kekebalan modern masih mencerminkan sejarah evolusi kuno.
Tautan hidup ke bentuk kehidupan pertama di Bumi
Para peneliti mengatakan penelitian ini menyoroti bagaimana darah modern dan sel-sel kekebalan tubuh mungkin mewakili perluasan sistem biologis yang pertama kali dibangun oleh nenek moyang bersel tunggal ratusan juta tahun yang lalu.
“Saya merasa sangat tersentuh dengan temuan ini, yang merupakan puncak dari pekerjaan kami dan menggambarkan bahwa jalur diferensiasi sel darah vertebrata mencerminkan sejarah evolusi sel-sel ini selama 700 juta tahun,” kata ketua tim Hiroshi Kawamoto.
“Ketika saya menyadari bahwa warisan dari masa lalu ini beredar di tubuh saya dalam bentuk sel darah, saya merasa lebih dekat dengan nenek moyang kita yang jauh,” tambah penulis pertama Yosuke Nagahata dari Institute of Evolutionary Biology di Spanyol.
Tim percaya bahwa metode analisis baru yang dikembangkan untuk penelitian ini juga dapat membantu para peneliti mempelajari asal mula evolusi penyakit seperti kanker. Mereka mengatakan hal ini dapat mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme penyakit dan mungkin berkontribusi pada pengobatan baru.
Artikel berjudul “Hewan telah memperluas warisan evolusi nenek moyang bersel tunggal menjadi sel darah” akan diterbitkan pada 29 Mei 2026 di Prosiding National Academy of Sciences Amerika Serikatdengan doi: 10.1073/pnas.2528110123.
