Analisis genom besar-besaran mengubah pemahaman ilmuwan tentang evolusi koala. Penelitian menunjukkan bahwa koala (Phascolarctos cinereus) mengalami penurunan populasi yang serius sekitar 100.000 tahun yang lalu, jauh sebelum manusia mencapai Australia.
Setiap koala yang hidup saat ini tampaknya merupakan keturunan dari satu populasi leluhur yang mengalami perubahan lingkungan yang dramatis, termasuk zaman es yang intens.
Namun, koala modern kini menghadapi kombinasi bahaya yang berbeda. Hal ini termasuk perburuan, pembukaan lahan secara luas, kebakaran hutan dan penyakit.
Para peneliti dari University of Sydney dan Texas A&M University memimpin penelitian ini, yang menantang penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa jumlah koala hanya menurun setelah manusia tiba di Australia. Hasilnya diumumkan pada Biologi molekuler dan evolusiditerbitkan oleh Oxford University Press.
“Studi ini menulis ulang garis waktu sejarah genetik koala di Australia,” kata mahasiswa doktoral Toby Kovacs, yang memimpin penelitian tersebut.
“Dengan menghitung tingkat mutasi populasi koala modern, kita dapat memperkirakan dan menyusun garis waktu genetik sejak 100.000 tahun yang lalu untuk mendapatkan wawasan tentang keragaman genetik dan ukuran populasi koala purba.”
DNA Koala mengungkap sejarah populasi yang tersembunyi
Bukti fosil terlalu terbatas untuk menunjukkan dengan tepat berapa banyak koala yang hidup di Australia 100.000 tahun lalu, kata Kovacs. Data genom dapat membantu mengisi kesenjangan ini dengan memberikan petunjuk tentang ukuran populasi di masa lalu dan perubahan keragaman genetik.
“Analisis genom menunjukkan bahwa koala pernah mengalami penurunan populasi yang signifikan di masa lalu akibat perubahan iklim dan hilangnya habitat. Ketika kondisi lingkungan membaik, populasi mereka pulih dan berkembang di sebagian besar wilayah timur Australia.”
“Penting untuk diklarifikasi bahwa banyak ancaman yang dihadapi populasi koala modern disebabkan oleh manusia, termasuk hilangnya habitat dan perburuan.”
Dengan mengkaji bagaimana koala merespons penurunan dan pemulihan populasi sebelumnya, para ilmuwan mungkin dapat mengembangkan strategi konservasi yang lebih baik untuk melindungi spesies tersebut saat ini.
Bagaimana peneliti merekonstruksi evolusi koala
Untuk merekonstruksi sejarah genetik koala, para ilmuwan berfokus pada tingkat mutasi spesies dalam genomnya (informasi genetik suatu organisme).
Mutasi baru (perubahan genetik) secara alami muncul dalam genom setiap kali suatu organisme bereproduksi. Laju mutasi menggambarkan berapa banyak perubahan yang terjadi pada setiap generasi. Angkanya bervariasi antar spesies, dengan perubahan genetik terakumulasi lebih cepat pada beberapa hewan dibandingkan hewan lainnya.
Tim mengurutkan genom dari empat trio orangtua-keturunan dan menghitung mutasi baru yang muncul. Hal ini memungkinkan mereka menghitung tingkat mutasi koala secara akurat, yaitu sekitar setengah dari tingkat mutasi yang terlihat pada manusia.
Para peneliti kemudian menerapkan tingkat pengukuran baru pada 457 genom koala. Hal ini memberi mereka cara yang lebih tepat untuk melacak bagaimana populasi koala bertambah, menyusut, dan terpisah selama ribuan tahun.
Karya ini mewakili perkiraan langsung pertama mengenai tingkat mutasi pada koala atau anggota ordo marsupial Diprotodontia, yang juga mencakup wombat, kanguru, dan opossum.
Penelitian sebelumnya menyimpulkan bahwa populasi koala menurun setelah manusia modern tiba di Australia sekitar 65.000 tahun lalu. Namun perkiraan ini didasarkan pada tingkat mutasi yang diambil dari mamalia yang berkerabat jauh, seperti manusia dan tikus.
Koala menurun sebelum manusia datang
Analisis baru menunjukkan bahwa penurunan besar populasi koala dimulai sekitar 100.000 tahun yang lalu. Jumlah mereka kemudian mencapai hambatan genetik yang kritis hampir 60.000 tahun yang lalu.
Keruntuhan ini bertepatan dengan periode gangguan lingkungan yang besar selama periode glasial terbaru di akhir Pleistosen. Waktunya menempatkan penurunan tersebut jauh sebelum kontak dengan manusia.
Daratan yang akhirnya menjadi Australia sebagian besar ditutupi oleh hutan hujan selama masa Paleogen (23 hingga 66 juta tahun yang lalu). Kondisi berubah secara dramatis selama Miosen (5 hingga 23 juta tahun lalu) ketika lempeng tektonik Australia bergerak ke utara.
Selama Pleistosen (2,5 juta hingga 11.700 tahun yang lalu), Australia berulang kali berganti-ganti antara periode glasial, yang ditandai dengan kondisi dingin dan kering, dan periode interglasial, yang ditandai dengan kondisi yang lebih hangat dan basah. Siklus ini secara bertahap mengubah bentuk benua ini, menjadikan bentang alamnya semakin gersang dan semakin rentan terhadap kebakaran.
Sekitar 70.000 tahun yang lalu, Dataran Nullarbor yang meluas menciptakan kawasan semak semi-kering yang luas. Hal ini telah mengurangi jumlah habitat yang cocok untuk koala dan memisahkan populasi di Australia bagian timur dan barat.
Populasi koala di wilayah barat akhirnya punah. Sejumlah kecil populasi di wilayah timur berhasil bertahan dalam kondisi glasial yang paling keras.
Populasi kecil telah membangun kembali spesies tersebut
Kondisi telah membaik selama periode interglasial saat ini, memungkinkan populasi wilayah timur yang masih hidup bertambah. Antara 16.500 dan 6.000 tahun yang lalu, mereka terbagi menjadi lima populasi yang berbeda secara genetik.
Kelompok-kelompok ini akhirnya memunculkan populasi koala yang ditemukan di sepanjang pantai timur Australia saat ini.
“Mengingat hasil ini, kami kini penasaran untuk melihat apakah spesies Australia lainnya, termasuk kerabat terdekat megafauna yang telah punah, juga mengalami penurunan populasi sebelum kedatangan manusia,” kata Kovacs.
Tingkat mutasi yang baru dihitung tidak hanya memperjelas masa lalu koala. Para ilmuwan juga dapat menggunakannya untuk mempelajari perubahan terkini dalam ukuran populasi dan meningkatkan perencanaan konservasi modern.
Perkiraan yang mencakup generasi koala terkini menunjukkan bahwa populasi di Queensland dan New South Wales terus menurun. Sebaliknya, populasi di Victoria tampak mulai pulih.
Koala secara resmi terdaftar sebagai hewan terancam punah di Queensland, New South Wales, dan Wilayah Ibu Kota Australia sejak tahun 2022.
Penelitian genom dapat memandu konservasi
Kovacs mengatakan: “Memahami apakah populasi koala menurun akan membantu para pegiat konservasi untuk bertindak lebih awal, sebelum populasi koala kehilangan keragaman genetik dan menghadapi peningkatan risiko perkawinan sedarah.
“Koala telah mengalami penurunan populasi yang signifikan di masa lalu karena perubahan iklim dan hilangnya habitat yang sesuai. Koala yang masih hidup kembali mengalami penurunan populasi serupa, namun kali ini disebabkan oleh pembukaan lahan, kebakaran hutan, perburuan, dan penyakit yang disebabkan oleh manusia.”
“Tim kami menghasilkan sumber daya genom yang sangat besar untuk koala, namun untuk sepenuhnya memahami apa yang dapat disampaikan oleh kumpulan data ini, kami juga perlu mengetahui seberapa cepat perubahan genetik baru terjadi pada spesies tersebut,” kata Kovacs.
“Memperkirakan tingkat mutasi meningkatkan kemampuan kita untuk merekonstruksi sejarah populasi koala, memahami kapasitas adaptasi mereka, dan membuat keputusan konservasi yang lebih tepat untuk masa depan.”
