ACEH — Tsunami Tohoku 2011 di Jepang menyatukan dua spesies ikan stickleback yang terpisah 680 ribu tahun di kolam air tawar Kota Otsuchi. Survei 2012 mencatat 38% populasi kolam adalah hibrida, namun pada 2020 hampir tak ada lagi jejak genetik spesies laut dalam tubuh mereka.
National Institute of Genetics Jepang merilis temuan bahwa kolam-kolam yang terbentuk setelah tsunami Tohoku 2011 di Kota Otsuchi menjadi laboratorium alam bagi perkawinan silang dua spesies ikan stickleback. Gasterosteus nipponicus yang biasa hidup di laut kawin dengan Gasterosteus aculeatus yang hidup di air tawar, meski keduanya sudah terpisah secara evolusi selama 680 ribu tahun.
Studi yang dipublikasikan di jurnal Nature Ecology & Evolution ini menelusuri bagaimana hibrida hasil persilangan tersebut justru menghilang dalam waktu kurang dari satu dekade. Temuan ini memberi gambaran langka tentang seberapa cepat batas spesies bisa pulih setelah terganggu peristiwa tunggal.
Bagaimana Tsunami Menyatukan Dua Spesies
Gelombang tsunami 2011 membawa G. nipponicus dari laut ke cekungan-cekungan yang terbentuk akibat penurunan tanah di Otsuchi. Kolam-kolam tersebut awalnya berisi air laut, tetapi karena terletak di cekungan yang terisi air hujan, salinitasnya berangsur turun menjadi air tawar.
G. nipponicus memang menghabiskan sebagian hidupnya di air tawar, sehingga mampu bertahan di lingkungan baru. Kemampuan itu membuka peluang kawin silang dengan G. aculeatus yang sudah lebih dulu menghuni perairan setempat.
38 Persen Hibrida, Lalu Hilang dalam 10 Generasi
Survei pada 2012 menemukan 38% ikan di kolam-kolam Otsuchi adalah hibrida dengan garis keturunan campuran laut dan air tawar. Namun, populasi hibrida ini tidak bertahan lama.
Gasterosteus biasanya berkembang biak setiap tahun, sehingga dalam 10 generasi alel dari G. nipponicus hampir seluruhnya tersapu dari genom. Pada 2020, ikan-ikan di kolam Otsuchi secara genetik nyaris tak bisa dibedakan dari G. aculeatus yang tidak pernah bertemu sepupu lautnya.
Kecepatan pembersihan materi genetik asing ini jauh melampaui perkiraan pergeseran genetik acak. Tekanan seleksi bekerja lebih keras pada wilayah genom tertentu, terutama yang mengatur adaptasi air tawar, migrasi ke laut, pemilihan pasangan, dan kesuburan jantan hibrida.
Mengapa Gen Laut Cepat Tersapu
Hibrida yang mewarisi alel G. aculeatus pada wilayah genom kunci terbukti lebih sukses secara reproduktif dibanding hibrida yang mendapat alel G. nipponicus. Kombinasi alel laut justru menurunkan kebugaran ikan di lingkungan air tawar.
Pola ini berbeda tajam dengan gen Neanderthal yang masih bertahan dalam DNA manusia selama ribuan generasi. Perbedaan tekanan seleksi dan jumlah ketidaksesuaian genetik menjadi penjelasan utama mengapa dua kasus hibridisasi alami bisa berakhir sangat berbeda.
Kutipan Peneliti
"Ada dua kejutan besar dalam penelitian ini," kata Dr. Takuya Hosoki dan Dr. Jun Kitano dari National Institute of Genetics Jepang.
"Pertama, kami tidak menyangka wilayah genom yang terkait dengan penghalang reproduksi utama akan dibersihkan begitu cepat. Kedua, kami terkejut bahwa sebagian besar genom asing terus menghilang selama generasi berikutnya," papar mereka.
Pertanyaan Lanjutan soal Batas Spesies
Hosoki dan Kitano mempertanyakan apakah kombinasi penghalang reproduksi kuat dan banyak ketidaksesuaian genetik lemah adalah mekanisme umum yang menjaga batas spesies setelah hibridisasi.
Studi sebelumnya tentang hibridisasi alami biasanya dimulai jauh setelah peristiwa terjadi, atau dilakukan pada spesies berumur panjang. Kedua kondisi itu membuat penelusuran lintas generasi sulit dilakukan.
Penelitian ini memiliki kemiripan dengan kasus ikan G. aculeatus laut di Alaska yang terangkat gempa besar 1964 ke perairan yang berubah menjadi tawar. Dua peristiwa alam berbeda itu menghasilkan pola yang serupa: hibrida muncul cepat, lalu gen asing menghilang lebih cepat dari perkiraan.
Bagi peneliti evolusi, kolam-kolam Otsuchi menjadi jendela langka untuk mengamati batas spesies bekerja dalam skala waktu manusia. Peristiwa tsunami berikutnya bisa kembali membuka eksperimen alam serupa, meski jeda antar-tsunami besar biasanya berlangsung puluhan hingga ratusan tahun.
