Memikirkan tanaman dan hewan - termasuk manusia - sebagai individu yang mandiri mungkin merupakan penyederhanaan yang berlebihan, menurut pemikiran modern dalam mikrobiologi.
Pohon kehidupan dibuat dengan kultur bakteri. Kredit gambar: Robert Brucker / Universitas Harvard
Penelitian mikrobiologis baru-baru ini menunjukkan bahwa apa yang kita selalu anggap sebagai individu adalah “jaringan biomolekuler” yang terdiri dari inang yang terlihat ditambah jutaan mikroba yang tidak terlihat. Mikroba ini memiliki efek signifikan pada bagaimana inang berkembang, penyakit yang ditangkapnya, bagaimana berperilaku dan bahkan mungkin interaksi sosialnya. Itu menurut sebuah artikel oleh para ilmuwan dari Vanderbilt University dan University of Michigan dalam edisi 18 Agustus PLOS Biologi.
Seth Bordenstein adalah profesor ilmu biologi di Vanderbilt University. Dia berkata:
Ini adalah kasus keseluruhan menjadi lebih besar dari jumlah bagian-bagiannya.
Dalam hal ini, bagian-bagiannya adalah inang dan genomnya ditambah ribuan spesies bakteri yang berbeda yang hidup di dalam atau di inang tersebut, bersama dengan semua genomnya, yang secara kolektif dikenal sebagai microbiome.
Tuan rumah adalah sesuatu seperti ujung gunung es, kata para peneliti, sementara bakteri seperti bagian dari gunung es yang berada di bawah air. Sembilan dari setiap 10 sel dalam tubuh tumbuhan dan hewan adalah bakteri. Tetapi sel-sel bakteri jauh lebih kecil dari sel inang yang umumnya tidak diketahui.
Ahli mikrobiologi telah menciptakan istilah baru untuk entitas kolektif ini - holobiont - dan untuk genomnya - hologenome. Bordenstein berkata:
Istilah-istilah ini diperlukan untuk mendefinisikan kumpulan organisme yang membentuk apa yang disebut individu.
Para penulis mengatakan bahwa kekuatan evolusi seperti seleksi alam dan pergeseran dapat bertindak pada hologenome tidak hanya pada genom. Jadi mutasi pada microbiome yang memengaruhi kebugaran holobiont sama pentingnya dengan mutasi pada genom inang. Namun, mereka berpendapat bahwa ini tidak mengubah aturan dasar evolusi tetapi hanya meningkatkan jenis unit biologis yang dapat ditindaklanjuti oleh aturan tersebut.
Meskipun tidak mengubah aturan dasar evolusi, holobiont memiliki cara untuk menanggapi tantangan lingkungan yang tidak tersedia bagi organisme individu: Mereka dapat mengubah komposisi komunitas bakteri mereka. Misalnya, jika holobiont diserang oleh patogen yang tidak dapat dipertahankan oleh inang, simbion lain dapat memenuhi pekerjaan dengan membuat racun yang dapat membunuh penyerang. Dalam hal ini, mikroba adalah bagian dari sistem kekebalan holobiont seperti halnya gen imun inang sendiri.
Menurut Bordenstein, ide-ide ini mulai diterima di komunitas mikrobiologi. Namun, adopsi ide-ide ini lebih lambat di bidang lain. Dia berkata:
Saat ini, bidang biologi telah mencapai titik belok. Silo mikrobiologi, zoologi, dan botani mogok dan kami berharap bahwa kerangka kerja ini akan membantu menyatukan bidang ini lebih jauh.
Tidak hanya akan pendekatan holistik yang kuat ini mempengaruhi ilmu biologi dasar, kata Bordenstein, tetapi juga kemungkinan akan berdampak pada praktik kedokteran yang dipersonalisasi juga.
Ambil masalah heritabilitas yang hilang, misalnya. Meskipun studi luas genom telah memberikan wawasan berharga ke dalam dasar genetik dari sejumlah penyakit sederhana, mereka hanya menemukan sebagian kecil penyebab genetik dari sejumlah kondisi yang lebih kompleks seperti penyakit autoimun dan metabolisme. Ini mungkin sebagian “hilang” karena faktor genetik yang menyebabkannya ada di mikrobioma, kata Bordenstein. Dia berkata:
Alih-alih menjadi 'germofobik', kita perlu menerima kenyataan bahwa kita hidup dan mendapat manfaat dari dunia mikroba. Kita adalah lingkungan bagi mikroba sama seperti mikroba bagi kita.
Intinya: Menurut sebuah makalah 18 Agustus 2015 dalam jurnal 18 Agustus PLOS Biologi, penelitian mikrobiologis baru-baru ini menunjukkan bahwa berpikir tentang tumbuhan dan hewan, termasuk manusia, sebagai individu yang otonom mungkin merupakan penyederhanaan yang berlebihan.