Ratusan juta tahun sebelum dinosaurus muncul dan jauh sebelum vertebrata mendarat di darat, kelabang sudah berkembang biak di permukaan bumi.
Pengurai sederhana ini memainkan peran penting dalam beberapa ekosistem terestrial paling awal di planet ini. Meskipun sejarahnya luar biasa, pertanyaan besar mengenai evolusinya masih belum terjawab.
Kini, tim internasional yang dipimpin oleh peneliti Virginia Tech telah mengisi salah satu kesenjangan terakhir dalam pohon keluarga kelabang, memberikan pencerahan baru tentang makhluk purba yang membantu mempersiapkan Bumi untuk kehidupan di darat.
Penelitian yang dipublikasikan di Biologi saat inimenyajikan sejarah evolusi komprehensif pertama dari semua ordo kelabang yang hidup. Dengan menggabungkan data DNA dari spesies modern dengan bukti fisik yang tersimpan dalam fosil, para peneliti menelusuri asal usul kelabang hingga hampir 460 juta tahun yang lalu, menunjukkan bahwa mereka sudah ada jauh sebelum fosil kelabang tertua ditemukan sejauh ini.
“Kelabang telah mengungguli vertebrata di darat selama lebih dari 80 juta tahun,” kata Paul Marek, peneliti utama studi tersebut dan profesor di Departemen Entomologi di Fakultas Pertanian dan Ilmu Hayati. “Mereka benar-benar menentukan landasan bagi kehidupan selanjutnya di bumi, termasuk manusia dan vertebrata.”
Memecahkan misteri kelabang yang sudah lama ada
Selama lebih dari 100 tahun, para ilmuwan telah mengenali keberadaan dua kelompok kelabang langka, Siphoniulida dan Siphonocryptida. Namun, karena spesimen segar tidak tersedia untuk analisis DNA, para peneliti tidak dapat menentukan secara pasti di mana kelompok-kelompok ini termasuk dalam pohon keluarga kelabang.
Satu kelompok terdiri dari kelabang yang panjangnya kurang dari satu sentimeter yang menghabiskan hidupnya di bawah tanah. Yang lainnya hanya bertahan di beberapa lokasi yang diketahui.
“Dua paus terakhir ini agak mirip dengan paus putih kita,” kata Marek.
Untuk menemukannya, para peneliti melakukan perjalanan ke Los Tuxtlas di Meksiko dan Kepulauan Canary di Spanyol. Di sana mereka mengumpulkan Siphoniulus neotropicus Dan Hirudicryptus canariensisdua spesies yang DNA-nya belum pernah dimasukkan dalam studi evolusi.
“Dibutuhkan 10 orang selama seminggu hanya untuk menemukan ikan dewasa kecil berukuran 10 milimeter ini,” kata Luisa “Fernanda” Vasquez-Valverde MS ’21, Ph.D. ’24, penulis pertama makalah ini dan asisten di lab Marek. “Menemukan mereka di lapangan sulit karena kami hanya melihat nematoda putih kecil ini. Kami tidak tahu pasti bahwa itu adalah kelabang sampai kami melihatnya di bawah mikroskop.”
Tim mengurutkan DNA kedua kelompok dan membandingkan ratusan gen dari 82 spesies kelabang. Mereka juga memasukkan bukti dari 29 fosil. Bersama-sama, data ini memungkinkan para peneliti untuk menentukan di mana letak kelompok misterius dalam evolusi kelabang dan kapan garis keturunan mereka pertama kali muncul.
Proyek ini menghasilkan data genetik berukuran terabyte dan mengandalkan sumber daya komputasi penelitian canggih Virginia Tech untuk merekonstruksi hubungan evolusi sejak ratusan juta tahun yang lalu.
Hasilnya menunjukkan bahwa Siphonocryptida bukanlah salah satu ordo lipan seperti yang diperkirakan sebelumnya, melainkan termasuk dalam garis keturunan yang sudah ada. Sementara itu, Siphoniulida akhirnya ditempatkan di samping kerabat evolusioner terdekatnya.
Lipan di Bumi Purba
Analisis tersebut menunjukkan bahwa kelabang mungkin muncul hampir 460 juta tahun yang lalu, sekitar 35 juta tahun lebih awal dari fosil kelabang tertua yang diketahui dan jauh lebih awal dari perkiraan sebelumnya.
“Kejutan terbesarnya adalah berapa umur beberapa garis ini,” kata Marek.
Saat itu, kondisi bumi sangat berbeda dengan saat ini. Menurut Marek, kelabang termasuk pionir pertama kehidupan di darat, membantu mendaur ulang nutrisi dengan memakan bahan organik yang membusuk di beberapa ekosistem terestrial paling awal.
“Tidak ada vertebrata, tidak ada pohon, tidak ada daun, tidak ada tumbuhan berbunga, tidak ada tumbuhan berbiji,” kata Marek. “Kelabang memakan lumut yang membusuk, lendir yang membusuk, dan kotoran purba di permukaan bumi.”
Asal usul pertahanan kimiawi kelabang
Pohon evolusi yang baru saja diselesaikan juga membantu para peneliti menentukan kapan salah satu adaptasi kelompok yang paling luar biasa muncul.
“Mereka membuat senjata kimia pertama,” kata Marek. “Itu adalah pabrik kimia kecil.”
Studi tersebut menunjukkan bahwa pertahanan kimiawi ini muncul sekitar 260 juta tahun yang lalu, memberikan bukti paling jelas tentang kapan kelabang pertama kali mengembangkan kemampuan ini.
Insinyur ekosistem yang kurang dikenal
Saat ini, kelabang masih menjadi salah satu hewan pemakan bangkai terpenting di dunia. Dengan menguraikan materi tanaman mati, mereka membantu mendaur ulang nutrisi dan mendukung ekosistem yang sehat.
“Sungguh membingungkan bahwa mereka memiliki fungsi penting dalam ekosistem, namun pemahaman mereka masih kurang,” kata Marek.
Bahkan dengan lebih dari 14.000 spesies yang dideskripsikan di seluruh dunia, para peneliti yakin puluhan ribu spesies kelabang masih belum diketahui. Marek dan murid-muridnya menemukan spesies baru di lokasi mulai dari kampus Blacksburg Virginia Tech hingga Los Angeles.
Bagi ilmuwan seperti Vasquez-Valverde, rasa eksplorasi adalah bagian dari daya tariknya.
“Ada banyak potensi untuk ditemukan,” katanya. “Itu membuatku bertanya-tanya apa lagi yang akan kita temukan.”
Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation dan melibatkan ilmuwan dari Field Museum of Natural History, Hampden-Sydney College, Universidad de La Laguna, Virginia Tech’s School of Plant and Environmental Sciences, Australian National Insect Collection, West Virginia University dan Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo.
