Apa Fungsi Lampiran? Ahli Biologi Menjelaskan Evolusi Rumit dari Organ yang Tidak Nyaman Ini

(MENAFN- The Conversation) Kebanyakan orang hanya tahu dua hal tentang usus buntu: Anda tidak membutuhkannya – dan jika pecah, Anda perlu operasi dengan cepat.

Cerita dasar ini setidaknya berasal dari Charles Darwin, ahli alam Inggris yang mengembangkan teori seleksi alam. Dalam “The Descent of Man,” dia menggambarkan usus buntu sebagai sisa warisan: bekas dari nenek moyang yang memakan tumbuhan dengan organ pencernaan yang lebih besar. Selama lebih dari satu abad, interpretasi ini membentuk pengetahuan medis dan buku teks secara umum.

Namun, cerita evolusi tentang usus buntu ternyata jauh lebih rumit.

Bersama rekan kami Helene M. Hartman, seorang mahasiswa yang sedang mempersiapkan karier di bidang kesehatan, kami menggabungkan keahlian dalam ekologi perilaku, biologi, dan sejarah untuk meninjau literatur ilmiah tentang usus buntu, dengan harapan menemukan jawaban yang sederhana.

Sebaliknya, kami menemukan sebuah organ yang terus diubah oleh evolusi, lebih menarik dari yang dibayangkan kebanyakan orang.

Bagaimana usus buntu berevolusi?

Usus buntu adalah kantung kecil yang bercabang dari bagian pertama usus besar. Bentuk dan strukturnya sangat bervariasi antar spesies – petunjuk bahwa evolusi mungkin telah mengubahnya lebih dari sekali.

Beberapa spesies, termasuk primata tertentu seperti manusia dan kera besar, memiliki usus buntu yang panjang dan silindris. Di lain pihak, termasuk beberapa marsupial seperti wombat dan koala, usus buntu tampak lebih pendek atau berbentuk corong. Ada juga yang memiliki struktur berbeda proporsi atau bercabang, seperti beberapa rodent dan kelinci. Keragaman struktur ini menunjukkan bahwa organ tersebut telah dimodifikasi oleh evolusi dalam berbagai kondisi ekologis.

Kecurigaan ini didukung oleh analisis evolusi. Studi komparatif menunjukkan bahwa struktur mirip usus buntu berkembang secara independen di setidaknya tiga garis keturunan mamalia – marsupial, primata, dan glires, kelompok yang mencakup rodent dan kelinci. Survei evolusi yang lebih luas menemukan bahwa usus buntu berevolusi secara terpisah setidaknya 32 kali di antara 361 spesies mamalia.

Ketika sebuah ciri berkembang berulang kali dan secara independen, biologi menyebut ini sebagai evolusi konvergen. Konvergensi tidak berarti struktur tersebut mutlak diperlukan. Tetapi ini menunjukkan bahwa, dalam kondisi lingkungan tertentu, memiliki struktur tersebut memberikan keuntungan yang cukup konsisten sehingga evolusi mendorong keberadaannya lagi dan lagi.

Dengan kata lain, usus buntu kemungkinan besar bukanlah kecelakaan evolusi yang tidak berguna.

Apa fungsi usus buntu?

Usus buntu mendukung sistem kekebalan tubuh. Ia mengandung jaringan limfoid terkait usus – sel imun yang tertanam di dinding usus yang membantu memantau aktivitas mikroba di usus. Pada masa awal kehidupan, jaringan ini mengekspos sel imun yang sedang berkembang ke mikroba usus, membantu tubuh belajar membedakan antara simbiotik yang tidak berbahaya dan patogen yang berbahaya.

Usus buntu terutama kaya akan struktur yang disebut folikel limfoid selama masa kanak-kanak dan remaja, saat sistem kekebalan masih berkembang. Komponen imun ini berpartisipasi dalam kekebalan mukosa, yang membantu mengatur populasi mikroba di sepanjang lapisan usus dan permukaan mukosa lainnya. Folikel limfoid menghasilkan antibodi, seperti imunoglobulin A, untuk menetralkan patogen.

Para peneliti juga mengusulkan bahwa usus buntu berfungsi sebagai tempat perlindungan mikroba. Beberapa menyarankan bahwa biofilm – komunitas bakteri yang tipis dan terstruktur – melapisi usus buntu. Saat terjadi infeksi saluran pencernaan yang parah dan membersihkan sebagian besar mikrobioma usus dari kolon, bakteri menguntungkan yang terlindungi dalam biofilm ini mungkin bertahan dan membantu mengisi kembali usus setelahnya. Mikroba yang menguntungkan ini membantu pencernaan, bersaing dengan patogen, dan berinteraksi dengan sistem kekebalan dalam cara yang mengurangi peradangan dan mempercepat pemulihan.

Hipotesis ini memunculkan pertanyaan yang kami teliti: Jika usus buntu membantu menjaga kestabilan mikroba, mungkinkah pengangkatannya secara halus mempengaruhi kesuburan?

Kekhawatiran klinis lama menyatakan bahwa apendisitis atau apendektomi dapat mengurangi kesuburan dengan menyebabkan peradangan dan jaringan parut – yang dikenal sebagai adhesi tuba falopi. Jaringan parut ini dapat secara fisik menghalangi jalannya ovum ke rahim. Tetapi beberapa studi besar kemudian menemukan tidak ada penurunan kesuburan setelah apendektomi – bahkan dalam beberapa kasus, peneliti menemukan sedikit peningkatan tingkat kehamilan.

Usus buntu tampaknya memiliki berbagai fungsi, termasuk yang imun dan mikroba. Namun, mempengaruhi kesuburan tampaknya bukan salah satunya.

Pentingnya evolusi dan kehidupan modern

Meskipun usus buntu memiliki masa lalu yang menarik, dengan evolusi yang terus-menerus mengubahnya, pentingnya di zaman modern sangatlah terbatas. Darwin meremehkan sejarah organ ini, tetapi nalurinya tidak jauh salah dalam konteks medis saat ini: Beberapa bagian dari biologi manusia lebih penting di lingkungan tempat manusia berevolusi daripada dalam kehidupan mereka saat ini.

Manusia awal hidup di lingkungan dengan sanitasi yang minim dan kontak sosial yang kuat – kondisi sempurna untuk wabah patogen yang menyebabkan diare. Usus buntu yang mampu dengan cepat memulihkan mikrobioma setelah infeksi dapat meningkatkan peluang bertahan hidup secara signifikan. Tetapi selama abad terakhir, air bersih, sanitasi yang lebih baik, dan antibiotik secara tajam mengurangi kematian akibat penyakit diare di negara-negara maju.

Akibatnya, tekanan evolusi yang dulu mendorong keberadaan usus buntu sebagian besar telah hilang. Sementara itu, risiko medis dari mempertahankannya – terutama apendisitis – tetap ada. Operasi modern biasanya mengangkat usus buntu yang terinfeksi. Sebuah struktur yang dulu memberikan keuntungan evolusi global kini lebih menjadi beban medis.

Ketidaksesuaian antara adaptasi masa lalu dan lingkungan saat ini menunjukkan prinsip utama dalam kedokteran evolusi: Evolusi mengoptimalkan untuk kelangsungan hidup dan reproduksi di lingkungan nenek moyang, bukan untuk kesehatan, kenyamanan, atau umur panjang di zaman modern.

Evolusi bekerja pada tingkat populasi selama beberapa generasi, mendukung sifat-sifat yang meningkatkan keberhasilan reproduksi rata-rata, meskipun sifat-sifat tersebut kadang merugikan individu. Sebaliknya, kedokteran berfungsi membantu individu berkembang di dunia saat ini daripada bertahan dari masa lalu.

Usus buntu bukanlah suku cadang cadangan IKEA yang disimpan “hanya sebagai cadangan,” tetapi juga bukan sesuatu yang mutlak diperlukan saat ini. Biologi manusia memiliki banyak sifat yang dulunya bermanfaat, tetapi kini bersifat marginal – dan memahaminya memungkinkan kedokteran membuat keputusan yang lebih baik di zaman modern.