Bagaimana Kulit Menentukan Lokasi Tumbuhnya Rambut? Ini Penjelasan Studi Terbaru

Suara.com - Pernahkah kamu berpikir bagaimana tubuh mamalia termasuk kita sebagai manusia bisa menentukan dengan sangat presisi titik-titik tempat rambut harus tumbuh?

Jauh sebelum seekor mamalia dilahirkan, kulit kecil mereka telah mulai memetakan pola geometris yang rumit untuk folikel rambut. 

Selama bertahun-tahun, misteri biologis ini menjadi teka-teki besar di kalangan ilmuwan. Bagaimana alam mampu merancang pola sekeren dan serapi itu di sekujur tubuh?

Baru-baru ini, sebuah studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) memecahkan kebingungan tersebut. 

Sekelompok ilmuwan menemukan bahwa pola rumit ini ternyata lahir dari proses yang mengejutkan. Sangat sederhana, namun menghasilkan fakta biologis baru yang luar biasa.

Mematahkan Teori Lama 

Selama bertahun-tahun, dunia sains, khususnya dalam pengamatan pada tikus laboratorium (Mus musculus), konsisten menggunakan pendekatan yang dikenal sebagai model ekspansi-induksi.

Teori lama ini menduga bahwa setiap kali titik awal folikel rambut (placode) muncul, ia melepaskan sinyal kimia yang menciptakan daerah steril di sekitarnya agar tidak ada folikel lain yang berdekatan. 

Barulah ketika kulit embrio merenggang seiring pertumbuhannya, jarak antar folikel ini menjadi cukup jauh untuk lepas dari radius sinyal kimia tadi, yang kemudian memberi ruang bagi placode berikutnya untuk mulai terbentuk. 

Meskipun teori ini sudah lama diterima secara luas, para peneliti belum pernah benar-benar bisa membuktikan apakah mekanisme ini mampu menjelaskan variasi pola folikel yang begitu masif di berbagai spesies hewan yang berbeda.

Mekanisme Chemotaxis 

Untuk mencari kemungkinan mekanisme lain, tim peneliti dari Fakultas Sains Université de Genève (UNIGE) yang dipimpin oleh Athanasia Tzika dan Profesor Michel Milinkovitch menyoroti proses biologis yang disebut chemotaxis (kemotaksis).

Kemotaksis merupakan proses ketika sel-sel bergerak merespons perbedaan konsentrasi zat kimia di lingkungannya. Mekanisme serupa yang mengarahkan sel darah putih menuju area peradangan dalam sistem kekebalan tubuh.

Para ilmuwan kemudian membangun model matematika untuk melacak bagaimana sel-sel di lapisan dermis merespons sinyal kimia penarik yang dilepaskan oleh epidermis (lapisan terluar kulit) selama pertumbuhan kulit embrio. 

Hasil simulasi komputer tersebut menunjukkan bahwa interaksi dasar ini mampu mereplikasi urutan kemunculan folikel pada tikus laboratorium secara akurat, tanpa memerlukan sistem yang rumit.

Satu Mekanisme Dasar untuk Beragam Struktur Bulu

Untuk menguji seberapa luas mekanisme ini berlaku, tim peneliti menerapkannya pada spesies mamalia lain dengan karakteristik mantel bulu yang jauh berbeda, yaitu tikus berduri (Acomys dimidiatus).

Berbeda dengan tikus laboratorium biasa, tikus berduri memiliki susunan folikel rambut yang sangat teratur dan kuat. Pola geometris yang sangat presisi ini sebelumnya tidak dapat dijelaskan melalui model ekspansi-induksi tradisional.

Dengan memanfaatkan data pemindaian tiga dimensi dari kulit embrio tikus berduri, para peneliti menyesuaikan simulasi komputer mereka agar sesuai dengan sifat biokimia dan laju pertumbuhan kulit spesies tersebut. 

Hasilnya membuktikan bahwa proses kemotaksis yang sama tetap mampu mereproduksi susunan folikel tikus berduri dengan tepat.

Temuan ini mengindikasikan bahwa perbedaan pola rambut, bulu, maupun sisik di dunia hewan tidak selalu berasal dari blueprint biologis yang terpisah. 

Variasi dalam cara sel saling berinteraksi, kekuatan sinyal kimia, serta dinamika pertumbuhan jaringan kulit sudah cukup untuk menghasilkan struktur anatomi yang sangat beragam di sepanjang sejarah evolusi.

Kontributor : Muhammad Ikhwan Nur Ariyansyah