Hewan dari spesies yang sama tidak selalu sama. Dari burung dengan bentuk paruh berbeda hingga mamalia dengan ukuran dan warna berbeda, populasi yang tinggal di lokasi berbeda seringkali bisa sangat berbeda.
Yang lebih sulit dijabarkan adalah mengapa perbedaan-perbedaan ini muncul. Apakah mereka dibentuk oleh lingkungan setempat? Atau didorong oleh seleksi alam atau seksual? Ataukah hal ini hanya disebabkan oleh hilangnya varian genetik secara acak seiring dengan semakin terisolasinya populasi dan perlahan-lahan menyimpang dari waktu ke waktu?
Saya adalah bagian dari tim ahli ekologi dan peneliti macan tutul yang berusaha menjawab beberapa pertanyaan ini ketika kami mensurvei populasi macan tutul yang berjumlah kurang dari 1.000 ekor di Wilayah Cape Floristic di Afrika Selatan, sebuah wilayah yang meliputi Western Cape dan sebagian Eastern Cape dan Northern Cape di negara tersebut.
Macan tutul ini jauh lebih kecil dibandingkan macan tutul lain di benua ini – dalam beberapa kasus beratnya hanya setengah dari massa tubuhnya. Selama beberapa dekade, para peneliti dan pegiat konservasi bertanya-tanya apakah macan tutul di wilayah ini benar-benar merupakan populasi yang berbeda dalam hal gen dan, jika demikian, apa yang mungkin menyebabkan perbedaan tersebut.
Studi genetik sebelumnya hanya memberikan jawaban terbatas. Sebagian besar bergantung pada sejumlah kecil penanda genetik – tempat spesifik dalam DNA di mana mutasi cenderung lebih sering terjadi. Hal ini berguna untuk menemukan pola berskala besar, namun tidak memiliki rincian lebih lanjut yang diperlukan untuk memahami bagaimana populasi berevolusi.
Untuk mengisi kesenjangan penelitian ini, kami beralih ke data seluruh genom. Artinya, alih-alih mencari bagian kecil DNA yang diperkirakan akan bervariasi, kami menganalisis seluruh rangkaian pasangan basa DNA yang membentuk genom macan tutul (2,57 miliar pasangan basa, atau total sekitar 19.000 gen). Bekerja sama dengan pakar macan tutul lokal dan ahli biologi evolusi, kami mengumpulkan jaringan otot atau kulit macan tutul dan membandingkannya dengan genom macan tutul dari wilayah lain di Afrika.
Kami menemukan bahwa macan tutul Cape secara genetik berbeda dari macan tutul Afrika lainnya. Memang, mereka telah lama diisolasi dari macan tutul lain dan beradaptasi dengan suatu wilayah. Hal ini mempunyai implikasi penting bagi konservasi.
Macan tutul Cape: lebih kecil, terisolasi, dan unik secara genetik
Macan tutul adalah salah satu karnivora besar yang paling tersebar luas di dunia, ditemukan di Afrika dan sebagian Asia. Delapan subspesies saat ini dikenali, termasuk macan tutul Afrika (Panthera pardus pardus).
Macan tutul Afrika yang ditemukan di sebagian besar Afrika sub-Sahara menunjukkan variasi yang luar biasa dalam warna bulu, ukuran tubuh, dan bentuk tengkorak. Secara umum, macan tutul yang hidup di habitat terbuka cenderung berukuran lebih besar dan pucat, sedangkan macan tutul yang hidup di kawasan hutan seringkali berukuran lebih kecil dan berwarna gelap.
Pengecualian terhadap tren ini adalah macan tutul di Wilayah Cape Floristic (wilayah dengan keanekaragaman hayati yang kaya akan tumbuhan yang tidak ditemukan di tempat lain di dunia). Massanya relatif kecil, namun hingga saat ini belum ada yang mengetahui alasan kemunculannya yang khas.
Penelitian kami mengungkapkan bahwa macan tutul Cape tidak hanya lebih kecil dari macan tutul Afrika lainnya, mereka juga telah membentuk kelompok genetiknya sendiri, yang jelas terpisah dari macan tutul di tempat lain di Afrika bagian selatan dan timur.
Pola serupa juga terjadi pada macan tutul dari Ghana hingga Afrika Barat. Dalam kedua kasus tersebut, hanya ada sedikit bukti adanya percampuran genetik baru-baru ini dengan populasi di sekitarnya.
Macan tutul hadir dan berpindah-pindah di seluruh pegunungan Cape Fold Belt, yang berfungsi sebagai tempat perlindungan bagi kucing. Di luar batas utara dan timur pegunungan ini, tampaknya pergerakan macan tutul terhenti – hambatan yang terlihat adalah semi-gurun yang sangat kering di utara dan aktivitas manusia yang padat di sebagian besar Eastern Cape.
Bagaimana perubahan iklim dan penganiayaan manusia telah membentuk macan tutul Cape selama 20.000 tahun
Kembali ke masa lalu membantu menjelaskan mengapa populasi ini unik secara genetik. Analisis kami menunjukkan bahwa macan tutul ini mulai menyimpang dari populasinya di wilayah timur sekitar 20.000 hingga 24.000 tahun yang lalu, selama Maksimum Glasial Terakhir (fase terdingin dari zaman es terakhir).
Kami memperkirakan hal ini dengan menganalisis DNA seluruh genom untuk merekonstruksi kapan populasi terpecah dan sejauh mana mereka bertukar gen di masa lalu. (Kami memang membaca sejarah evolusi bersama mereka, yang tertulis dalam genom.)
Selama periode ini, Afrika bagian selatan menjadi lebih dingin dan kering, dengan lebih sedikit padang rumput dan lebih sedikit makanan, sehingga lebih sulit bagi hewan untuk bergerak dan bertahan hidup serta menyebabkan populasi terpisah. Baru-baru ini, jumlah macan tutul menurun tajam pada tahun 1800-an dan 1900-an, kemungkinan besar disebabkan oleh perburuan manusia, hilangnya habitat, dan sistem bounty yang mendorong petani untuk membunuh macan tutul. Pada tahun 1968, karunia macan tutul berakhir dan populasi macan tutul mulai pulih seiring dengan meluasnya upaya konservasi.
Karena mereka telah diisolasi dari macan tutul lain dan diburu, kami berharap penelitian kami menunjukkan bahwa macan tutul Cape telah kehabisan genetik (ketika populasi kecil melakukan perkawinan sedarah dan kehilangan keragaman genetik). Keragaman genetik yang rendah mempersulit populasi untuk beradaptasi terhadap ancaman baru seperti perubahan iklim, penyakit, dan tekanan manusia. Namun, kami menemukan bahwa mereka hanya memiliki keragaman genetik yang sedikit lebih rendah dibandingkan populasi Afrika lainnya – sebuah temuan yang sangat positif.
Petunjuk dalam genom menunjukkan adanya adaptasi
Kami juga ingin mengetahui mengapa macan tutul Cape berukuran lebih kecil.
Kami menemukan sekitar 90 gen yang lebih umum pada macan tutul ini, terkait dengan ukuran tubuh, otot, tulang, dan konsumsi energi. Perbedaan ini masuk akal mengingat lingkungan tempat mereka tinggal berisi mangsa yang jauh lebih kecil dan kurang tersebar dibandingkan habitat macan tutul lainnya. Macan tutul tanjung terutama memakan spesies seperti hyrax batu (Procavia capensis), pegas klip (Oreotragus oreotragus) dan Tanjung Grysbok (Raphicerus melanotis).
Secara keseluruhan, sinyal genom ini menunjukkan bahwa macan tutul ini berukuran kecil karena mereka telah beradaptasi dengan cara tersebut, bukan hanya karena isolasi atau penyimpangan genetik.
Mengapa hal ini penting untuk konservasi
Populasi yang berbeda secara genetis dan beradaptasi secara lokal sering kali digambarkan sebagai unit yang signifikan secara evolusi. Artinya, mereka mewakili cabang unik dari sejarah evolusi suatu spesies dan memerlukan perlindungan khusus agar mereka dapat terus beradaptasi terhadap perubahan di masa depan.
Macan tutul di Wilayah Cape Floristic menempati lanskap unik di Afrika bagian selatan, yang dibentuk oleh rendahnya ketersediaan mangsa, vegetasi unik, dan populasi manusia yang berkembang pesat. Cagar alam yang besar dan berpagar jarang ditemukan, dan macan tutul sering kali berpindah ke wilayah pertanian dan perkotaan, tempat konflik dengan manusia sering terjadi.
Untuk melestarikan macan tutul ini, habitatnya harus terhubung agar dapat beraktivitas tanpa hambatan dan aman dari penganiayaan. Perburuan liar dan kematian di jalan raya adalah dua ancaman lain yang harus diatasi untuk memastikan keberlangsungan macan tutul di lanskap tersebut. Bekerja sama dengan pemilik tanah dan masyarakat sangat penting untuk melindungi macan tutul.
Dengan melestarikan macan tutul ini, kita tidak hanya menyelamatkan predator ikonik, namun kita juga melestarikan warisan evolusi yang terbentuk selama ribuan tahun oleh salah satu bentang alam paling khas di benua Afrika.
