SEBUAH terobosan ilmiah dari masa pandemi berhasil memperluas pandangan manusia terhadap kehidupan laut mikroskopis. Melalui teknik ultrastructure expansion microscopy (U-ExM), ilmuwan kini dapat melihat struktur dalam ratusan spesies plankton untuk pertama kalinya. Penelitian yang menjadi bagian dari ekspedisi Traversing European Coastlines (TREC) ini menjadi langkah awal penyusunan atlas global untuk memahami evolusi kehidupan di lautan.
Plankton merupakan penggerak utama kehidupan di Bumi. Organisme mikroskopis ini menghasilkan sebagian besar oksigen di planet kita dan menjadi dasar rantai makanan laut. Meski demikian, kompleksitas dan keberagamannya sangat besar, dengan puluhan ribu spesies telah teridentifikasi dan banyak lainnya belum ditemukan.
Selama bertahun-tahun, ilmuwan hanya bisa meneliti protista, organisme bersel tunggal yang berkerabat dekat dengan hewan dan jamur, melalui data genetik karena keterbatasan teknik pencitraan. Namun, pandemi covid-19 memicu kolaborasi baru yang mengubah hal itu.
Kolaborasi di Masa Pandemi
Saat pandemi, peneliti EMBL, Gautam Dey, mendapat panggilan dari kolaboratornya, Omaya Dudin, yang berhasil menerapkan teknik mikroskopi ekspansi untuk melihat struktur dalam Ichthyosporea, sejenis protista laut. Teknik ini dikembangkan di MIT dan disempurnakan Paul Guichard serta Virginie Hamel di Universitas Jenewa. Dengan metode ini, dinding sel protista yang keras menjadi lebih permeabel, memungkinkan pengamatan detail yang sebelumnya mustahil.
Keberhasilan itu mendorong terbentuknya kolaborasi jangka panjang antara Dey, Dudin, Guichard, dan Hamel. Tiga tahun kemudian, kerja sama mereka menghasilkan peta seluler dari lebih 200 spesies plankton, membuka jalan menuju proyek PlanExM, bagian dari ekspedisi TREC yang dipimpin EMBL.
Mengintip Dunia Mikro Lautan
Di stasiun biologi Roscoff, Prancis, tim peneliti awalnya hanya mengharapkan beberapa sampel. Namun, pengelola koleksi mikroorganisme laut Ian Probert justru memberikan lebih dari 200 spesies untuk diteliti. “Kami menghabiskan tiga hari penuh menyiapkan sampel itu. Ini seperti menemukan harta karun,” kata Felix Mikus, salah satu penulis utama penelitian.
Teknik ekspansi mikroskopi bekerja dengan memperbesar sampel biologis hingga 16 kali ukuran aslinya menggunakan gel transparan yang menyerap air. Struktur sel tetap utuh dan dapat diamati dengan jelas, bahkan tanpa mikroskop berkekuatan tinggi.
Peta Evolusi di Tingkat Sel
Melalui metode ini, para peneliti memetakan sitokeleton, jaringan filamen yang menjaga bentuk dan fungsi sel, pada berbagai kelompok eukariotik. “Skala penelitian ini memungkinkan kami membuat prediksi evolusioner,” kata Hiral Shah, peneliti pascadoktoral EMBL dan salah satu penulis utama.
Penelitian ini tidak hanya mengungkap bagaimana sel eukariotik tersusun, tetapi juga memberi petunjuk tentang bagaimana struktur internal mereka berevolusi dari waktu ke waktu. “U-ExM mengubah cara kita memahami arsitektur sel protista,” ujar Armando Rubio Ramos dari Universitas Jenewa.
Dengan dukungan hibah sebesar CHF 2 juta dari Moore Foundation, tim kini melanjutkan proyek untuk menyusun atlas global kehidupan mikroskopis laut, membuka babak baru dalam pemahaman evolusi di dunia bawah laut. (Live Science/Z-2)