Evolusi pada Awal Kehidupan Hewan Ternyata Sangat Cepat

SISA-SISA fosil tertua dari hewan kompleks muncul tiba-tiba dalam catatan fosil, dan seolah-olah dari ketiadaan, dalam batuan yang berusia 538 juta tahun. Yang tertua di antaranya adalah jejak fosil sederhana yang disebut Treptichnus, dengan bentuk mirip cacing dengan kepala dan ekor.

Sejumlah hewan lain muncul dengan cepat, nenek moyang dari beragam kelompok hewan yang dikenal saat ini: arthropoda purba mirip kepiting, moluska bercangkang, dan nenek moyang bintang laut dan landak laut.

Kedatangan cepat hewan-hewan yang sangat berbeda satu sama lain (dan ketidakhadiran mereka bahkan dalam batuan yang sedikit lebih tua) bisa jadi membuat Charles Darwin sakit kepala. Pasalnya tampak bertentangan dengan idenya tentang evolusi bertahap dan telah membingungkan para ilmuwan lainya.

Pada tahun 1859, Darwin menulis dalam On the Origin of Species: “Jika teori saya benar… selama periode waktu yang sangat panjang ini, dunia dipenuhi dengan makhluk hidup. Untuk pertanyaan mengapa kita tidak menemukan catatan tentang periode purba yang sangat panjang ini, saya tidak dapat memberikan jawaban yang memuaskan,”  kata Max Telford, Profesor Zoologi dan Anatomi Komparatif Jodrell, University College London (UCL).

Saat ini, para ilmuwan tidak sepakat tentang kapan hewan-hewan purba ini berevolusi. Masalah ini berasal dari penemuan akhir abad ke-20 yang disebut jam molekuler. Seperti yang dijelaskan Telford, dalam bukunya berjudul The Tree of Life, jam molekuler bergantung pada gagasan bahwa perubahan pada gen terakumulasi secara stabil, seperti detak teratur jam kakek.

“Jika gagasan ini benar, maka hanya dengan menghitung jumlah perbedaan genetik antara dua hewan akan memungkinkan kita untuk menghitung seberapa jauh hubungan kekerabatan mereka – seberapa tua nenek moyang mereka,” tulisnya di laman The Conversation.

Misalnya, manusia dan simpanse berpisah 6 juta tahun yang lalu. Katakanlah bahwa satu gen simpanse menunjukkan enam perbedaan genetik dari gen manusia yang setara. Selama detak jam molekuler teratur, ini akan memberi tahu bahwa satu perbedaan genetik antara dua spesies sesuai dengan satu juta tahun. Jam molekuler seharusnya memungkinkan untuk menempatkan peristiwa evolusi dalam waktu geologis di seluruh pohon kehidupan.

Ketika para ahli zoologi pertama kali menggunakan jam molekuler dengan cara ini, mereka sampai pada kesimpulan luar biasa bahwa nenek moyang semua hewan kompleks hidup sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu. Perbaikan selanjutnya sekarang memberikan perkiraan yang jauh lebih masuk akal untuk usia nenek moyang hewan, yaitu sekitar 570 juta tahun. Namun, ini masih sekitar 30 juta tahun lebih tua daripada fosil pertama.

Selang waktu 30 juta tahun ini sebenarnya cukup membantu Darwin. Ini berarti ada banyak waktu bagi nenek moyang hewan kompleks untuk berevolusi, dengan perlahan membelah diri untuk membuat spesies baru yang secara bertahap dapat diubah oleh seleksi alam menjadi bentuk yang berbeda seperti ikan, kepiting, siput, dan bintang laut.

“Masalahnya adalah tanggal kuno ini membuat kita berpikir bahwa sejumlah besar hewan purba pasti telah berenang, melata, dan merayap melalui lautan purba ini selama 30 juta tahun tanpa meninggalkan satu pun fosil. Para peneliti memperkirakan adanya celah dalam catatan fosil, tetapi celah ini akan sangat besar,” ujarnya.

Penjelasan populer untuk fosil yang hilang adalah bahwa, selama 30 juta tahun, hewan-hewan kompleks berukuran kecil dan lunak, sehingga sulit untuk menjadi fosil. Kemudian, sekitar 540 juta tahun yang lalu, menurut teori tersebut, hewan-hewan kecil ini mulai tumbuh lebih besar, mungkin karena peningkatan kadar oksigen. Peningkatan ukuran inilah yang digunakan beberapa ilmuwan untuk menjelaskan kemunculan tiba-tiba hewan-hewan kompleks dalam catatan fosil.

Makalah baru oleh ahli paleontologi Graham Budd dan ahli matematika Richard Mann memberikan penjelasan yang berbeda untuk jurang pemisah antara nenek moyang kuno yang diprediksi oleh jam molekuler dan kemunculan fosil kompleks yang lebih tiba-tiba dan kemudian.

Budd dan Mann berpendapat bahwa jam molekuler mungkin tidak berdetak secara teratur seperti yang diduga. Gagasan barunya adalah bahwa saat kelompok organisme besar pertama kali muncul, evolusi akan semakin cepat.

Untuk kembali ke contoh, selama beberapa juta tahun, jam imajiner mungkin telah berdetak bukan sekali per juta tahun tetapi dua kali. Jam yang berdetak lebih cepat akan membuat seolah-olah lebih banyak waktu berlalu, seperti menekan tombol maju cepat pada video, dan ini akan mendorong usia leluhur hewan lebih jauh ke masa lalu.

Gen yang berubah lebih cepat juga akan memungkinkan penampilan hewan berubah lebih cepat. Ini memecahkan dilema Darwin, karena akan memudahkan berbagai cabang pohon hewan untuk menjadi berbeda satu sama lain.

Leluhur hewan pertama dapat dengan cepat melakukan diversifikasi menjadi vertebrata, moluska, arthropoda, dan bintang laut. Efek keseluruhan dari gagasan baru ini adalah untuk membawa usia leluhur hewan kompleks jauh lebih selaras dengan penampilan dalam catatan fosil dari keturunan langsungnya.

“Setidaknya untuk asal-usul hewan, saya yakin Darwin akan menyetujuinya,” kata Telford. hay