FORT LAUDERDALE, Florida (AP) – Setelah menyelam di lepas pantai Florida Keys, peneliti Leonid Moroz dengan gembira memperlihatkan kantong plastik berisi makhluk yang berkilau seperti opal di air laut.
Hewan tembus pandang ini dan sepupunya yang aneh juga menjadi bahan ilmu pengetahuan. Mereka tumbuh kembali dengan kecepatan luar biasa jika ditebang. Beberapa bahkan menghidupkan kembali otak yang belum sempurna.
“Temui alien di laut,” kata ahli neurobiologi di Universitas Florida sambil tersenyum lebar.
Mereka sedang dalam perjalanan ke laboratorium terapung uniknya.
Moroz sedang dalam upaya untuk memecahkan kode cetak biru genom kehidupan laut yang rapuh, seperti ubur-ubur kerang misterius ini, secara real time – di atas kapal tempat mereka ditangkap – sehingga dia dapat mempelajari gen mana yang aktif dan nonaktif saat hewan tersebut melakukan tugas seperti kelahiran kembali.
Tidak perlu jas putih di sini. Laboratorium adalah kontainer pengiriman baja yang dilengkapi peralatan khusus yang dapat diangkat dengan derek ke kapal mana pun yang dapat direkrut Moroz untuk petualangan ilmiah.
Di dalam, para peneliti yang menggunakan sandal jepit mengoperasikan mesin pengurutan genom canggih yang dipasang pada meja miring yang memantul dengan gelombang kasar. Data genetik dikirimkan melalui satelit ke superkomputer di Universitas Florida, yang menganalisis hasilnya dalam beberapa jam dan mengirimkannya kembali ke kapal.
Pekerjaan ini sebagian merupakan konservasi.
“Kehidupan muncul dari lautan,” kata Moroz, yang meratapi kepunahan spesies bahkan sebelum para ilmuwan membuat katalog semuanya. “Kita membutuhkan Proyek Manhattan untuk keanekaragaman hayati. Kami kehilangan warisan kami.”
Meski terdengar mengejutkan, ini adalah bagian dari ilmu otak.
“Kita tidak dapat meregenerasi otak, sumsum tulang belakang, atau menyembuhkan luka secara efisien tanpa meninggalkan bekas luka,” kata Moroz.
Namun beberapa makhluk laut sederhana bisa melakukannya.
Moroz secara tidak sengaja memotong bagian lobus bawah kerang yang mengalir saat memasukkannya ke dalam tangki. Beberapa jam kemudian, lukanya tidak terlihat lagi. Sore berikutnya, lobus itu mulai tumbuh lagi.
Hebatnya lagi, hewan-hewan agar-agar ini memiliki neuron, atau sel-sel saraf, yang terhubung dalam sirkuit yang Moroz gambarkan sebagai otak dasar. Merusak jaringan saraf tersebut dan beberapa, namun tidak semua, spesies ubur-ubur sisir juga dapat beregenerasi dalam tiga hingga lima hari, katanya, jika mereka berada di habitat di mana mereka dapat bertahan hidup cukup lama.
“Alam telah menemukan solusi bagaimana tetap sehat,” kata Moroz, yang juga mempelajari otak manusia ketika dia kembali ke pantai. “Kita harus belajar bagaimana mereka melakukannya. Namun mereka sangat rapuh, kita harus melakukannya di sini, di laut.
Dua layar uji di lepas pantai Florida telah menunjukkan bahwa laboratorium di kapal dapat berfungsi. Tim Moroz menghasilkan informasi tentang ribuan gen di 22 organisme, termasuk beberapa ubur-ubur sisir langka. Tujuan utama Moroz adalah membawa proyek ini ke seluruh dunia, ke lautan terpencil di mana sangat sulit untuk melestarikan hewan laut untuk dipelajari.
“Jika lautan tidak bisa datang ke laboratorium, maka laboratorium harus datang ke laut,” kata Moroz, yang mengundang The Associated Press pada uji pelayaran kedua, yang berlayar selama 2½ hari.
___
Ikan terbang meluncur melewati kapal pesiar Copasetic setinggi 141 kaki saat memantul di atas arus laut raksasa yang dikenal sebagai Gulf Stream. Di dalam laboratorium, pengurutan genetik senilai $50.000 yang disumbangkan diletakkan di atas meja khusus.
Ahli biologi molekuler Andrea Kohn menyandarkan pinggulnya ke lemari agar tetap tegak dan mempersiapkan mesin untuk pengoperasian pertama hari itu.
Dengan pipet di tangannya, dia dengan hati-hati meneteskan sampel berharga dari eksperimen kerang ke dalam chip seukuran kartu memori kamera digital.
Mahasiswa pascasarjana Rachel Sanford memotong serangkaian hewan ini, kemudian melakukan biopsi pada jaringan penyembuhannya 30 menit, satu jam, dan dua jam kemudian. Dia mencoba mencari tahu aktivitas genetik apa yang mendorong langkah-langkah penyembuhan.
Dia mempelajari otak dasar ubur-ubur sisir dengan cara yang hampir sama.
“Saya sedang mengerjakan hal-hal yang mirip dengan ubur-ubur, tapi mereka sama sekali bukan ubur-ubur. Dan saya mengeluarkan otak mereka. Dan kemudian tumbuh lagi. Dan kemudian saya mencoba mencari tahu bagaimana pertumbuhannya kembali,” adalah penjelasan Sanford yang disederhanakan.
Dia mencari pengatur utama, molekul kunci yang mengendalikan pertumbuhan kembali tersebut. Jika dia dapat menemukannya, langkah logis berikutnya adalah menyelidiki apakah manusia menyimpan sesuatu serupa yang mungkin menunjukkan jalur penting dalam cedera tulang belakang atau otak.
Sebuah petunjuk, kata Moroz, kemungkinan besar ditemukan pada perbedaan antara spesies kerang. “Mengapa tidak satu atau yang lainnya? Itu pertanyaan jutaan dolar.”
Evolusi menunjukkan “ada lebih dari satu rancangan cara membuat sel, cara membuat otak,” tambahnya.
Laboratorium terapung ini lahir dari rasa frustrasinya, kata Kohn sambil mengamati urutannya dengan cermat.
Meskipun sebelumnya ada upaya untuk mengambil sidik jari DNA yang tidak terlalu rumit di laut, para ilmuwan kelautan secara tradisional mengumpulkan hewan, membekukan sampel, dan mengirimkannya pulang untuk penelitian genetik.
Namun Moroz sering kali mencairkan dan menghancurkan kiriman yang hilang dalam perjalanan atau tertahan di bea cukai AS. Selain itu, materi genetik beberapa makhluk mulai terdegradasi segera setelah ditangkap.
“Saat saya memikirkan semua hewan yang telah hilang selama bertahun-tahun,” kata Kohn sambil menggelengkan kepalanya. Untuk sepenuhnya memetakan genom satu spesies kerang, “kami membutuhkan waktu satu tahun untuk mendapatkan DNA yang tidak terdegradasi.”
Peneliti biasanya mengumpulkan hewan tambahan sebagai jaminan. Namun umpan balik yang cepat dari superkomputer berarti bahwa dengan proyek baru Moroz, “ada lebih banyak konservasi,” kata profesor biologi Universitas Washington, Billie Swalla, yang mengamati dengan penuh minat. “Jika Anda memiliki hewan yang tidak terpakai, Anda dapat mengembalikannya.”
Bagian-bagian dari laboratorium terapung tersebut dibuat pada musim gugur yang lalu ketika Moroz bertemu dengan seorang alumni Universitas Florida yang bersedia meminjamkan perahunya untuk uji coba. Kemudian kapten Copasetic memperhatikan bahwa dek utama dapat memuat kontainer pengiriman seperti kapal kargo yang digunakan untuk mengangkut barang.
Institut Keanekaragaman Hayati Florida yang nirlaba menemukan satu untuk dijual, mengelas jendela dan memasang perlengkapan laboratorium, dan tim pun berangkat.
___
Jika oseanografi dan otak tampak seperti dua hal yang aneh, pertimbangkan hal ini: Banyak hal yang diketahui para ilmuwan tentang bagaimana neuron dan sinapsis manusia, koneksinya, membentuk ingatan, berasal dari penelitian bertahun-tahun yang menggunakan siput laut besar, yang disebut Aplysia, seperti salah satu mahasiswa pascasarjana Emily Dabe cup dengan lembut di tangannya.
Otak manusia memiliki 86 miliar neuron, memberi atau menerima. Siput laut hanya memiliki sekitar 10.000 neuron, neuron besar yang dikelompokkan dalam kelompok, bukan otak pusat, jelas Dabe sambil menganalisis sel yang mudah terlihat. Dia membawa hewan itu ke kapal sebagai kontrol untuk eksperimen dengan makhluk yang lebih misterius.
Namun, para ilmuwan dapat mengkondisikan siput laut, dengan guncangan ringan pada insangnya, untuk mempelajari jenis memori tersebut, kata Dabe. Penelitiannya sendiri meneliti serotonin neurokimia pada hewan.
Sedikit lebih jauh lagi dalam jenjang saraf, gurita, dengan sistem saraf paling kompleks dibandingkan hewan tanpa tulang punggung, memiliki sekitar 500 juta neuron, kata mahasiswa pascasarjana Gabrielle Winters. Ada laporan bahwa mereka belajar dengan menonton, meskipun Moroz memperingatkan bahwa hal ini sangat kontroversial.
Memahami bagaimana banyak gen bekerja sama untuk membuat ingatan yang semakin kompleks merupakan landasan untuk pemahaman yang lebih baik tentang penyakit otak. Hal ini membutuhkan kerja sama dengan makhluk sederhana, kata Swalla dari Universitas Washington, seorang spesialis invertebrata.
“Kami telah mengurutkan genom manusia, namun kami masih belum mengetahui cara kerjanya,” jelasnya. “Untuk mengetahui cara kerjanya, Anda harus memiliki model lain untuk dikerjakan. Banyak dari gen-gen ini sama, dan mereka berinteraksi dalam jalur yang sama.”
Moroz membandingkan interaksi genetik dengan mempelajari tata bahasa: mengetahui DNA hewan, atau seseorang, seperti mengetahui alfabet dan beberapa kata, tetapi bukan bagaimana mereka disatukan untuk membuat sebuah kalimat tidak berhasil.
“Kita perlu mengetahui cara mengatur tata bahasa otak,” kata Moroz, yang penelitiannya didanai oleh NASA, National Institutes of Health, National Science Foundation, dan lainnya.
___
Di luar dek tiba-tiba terasa seperti Natal.
Moroz dan Gustav Paulay, kurator di Museum Sejarah Alam Florida, kembali dari penyelaman di perairan biru dengan membawa hadiah untuk laboratorium: stoples bening dan kantong plastik berisi invertebrata yang menurut Paulay “miring”.
Perlombaan sedang berlangsung untuk membuat mereka tetap hidup untuk belajar. Tiga mahasiswa pascasarjana Moroz mengangkat ember berisi air laut dan memindahkan hewan-hewan halus itu ke dalam tangki, berhenti untuk melihat temuan aneh.
“Ya Tuhan, kamu harus melihat yang ini,” seru Paulay, terpesona oleh jenis siput datar dan tembus pandang yang jarang terlihat, dengan pita merah muda yang meliuk-liuk di tubuhnya yang bebas cangkang.
Moluska transparan lainnya memiliki sayap.
Lalu ada cacing melingkar yang bentuknya seperti naga Cina, matanya besar bersinar merah di bawah mikroskop. Berbeda dengan kebanyakan cacing, mata ini sebenarnya membentuk gambar, Paulay menginstruksikan saat awak kapal dan penumpang berkerumun untuk menonton.
Invertebrata sangat penting dalam rantai makanan, namun hanya sedikit yang diketahui tentang mereka. Diperkirakan ribuan spesies belum teridentifikasi. Paulay menyebut mereka “mahakarya alam”, namun mengatakan bahwa mereka tidak seseksi panda atau harimau untuk dipelajari.
Di lautan, “jumlah barang baru di luar sana sangat banyak. Itu berubah di depan mata kita,” katanya.
Namun hasil tangkapan hari ini adalah koleksi ubur-ubur sisir, yang secara resmi disebut ctenophores. (Jangan ucapkan huruf “c” dalam diam.) Mereka menjadi berita utama tahun lalu karena penelitian DNA menunjukkan bahwa hewan-hewan ini mungkin mewakili cabang tertua dari pohon keluarga hewan, dan bukan spons laut yang telah lama diyakini oleh para ilmuwan sebagai salah satu yang membedakannya.
Dinamakan berdasarkan deretan rambut seperti sisir yang mereka gunakan untuk berenang, ctenophore membiaskan cahaya sehingga tampak memancarkan listrik melalui air. Yang berkilauan seperti opal ukurannya sedikit lebih besar dari bola golf.
Yang lainnya berwarna merah muda muda, datar dan berbentuk seperti tas halus. Hewan ini adalah predator yang lapar: ia menelan sepupunya yang lebih besar dan bulat saat para peneliti membalikkan badan.
Versi kecil berwarna merah muda muncul di air – tampak seperti spesies baru, kata Moroz.
Beberapa ctenophore meregenerasi otak yang belum sempurna itu dan beberapa lainnya, seperti Beroe yang berbentuk kantung lapar, tidak. Beberapa menggunakan lebih banyak otot untuk berenang. Beberapa memiliki tentakel untuk menangkap makanannya, bukan paruh Beroe yang melar.
Moroz merenungkan keberagaman: “Katakan sejujurnya, mengapa kita mempelajari tikus?”
