Selama berkunjung ke hutan lebat di Peru pada tahun 2016, Kim Roelants, seorang ahli biologi di Universitas Vrije Brussel di Belgia, menangkap seekor katak pohon. Saat amfibi besar itu menggeliat, lendir yang ditinggalkannya di tangan Dr. Roelants berubah menjadi lem.
“Jari-jari saya terjepit satu sama lain,” katanya. “Sebelum saya menyadarinya, kedua tangan saya, senter saya, semuanya terjepit.”
Sekresi yang sangat lengket juga ditemukan di antara katak lain serta salamander. Hewan-hewan ini menggunakan lem alami super ini untuk menggagalkan tanto dan ilmuwan yang terlalu ingin tahu. Mekanisme di balik perekat yang cepat ini — termasuk bagaimana itu berevolusi di amfibi yang tidak terkait — adalah sebuah misteri, kata Dr. Roelants. Dalam penelitian yang diterbitkan bulan lalu di Nature Communications, ia dan timnya memberikan jawaban: Protein mirip mie yang ditemukan di seluruh pohon keluarga amfibi telah diadaptasi oleh sejumlah spesies untuk membuat lem cepat mereka sendiri.
Banyak jenis amfibi menghasilkan lapisan lendir di atas kulit mereka. Ini membuat mereka tetap lembab dan membantu mereka bernapas. Dan beberapa, termasuk kodok biasa dan spesies yang lebih eksotis dan mematikan seperti katak beracun, mengeluarkan racun yang sangat kuat untuk mencegah predator. Namun, sayangnya, racun seperti itu tidak selalu bertindak dengan cepat, menyebabkan hasil yang tidak menyenangkan bagi amfibi yang diserang, kata Dr. Roelants.
Lem amfibi, bagaimanapun, “bekerja hampir seketika,” kata Dr. Roelants.
“Stres dari gigitan memicu pelepasan cairan kental yang cepat mengeras,” tambah Shabnam Zaman, seorang mahasiswa doktoral di Universitas Vrije Brussel dan seorang penulis studi tersebut.
Itu kabar buruk bagi siapa pun yang memiliki selera untuk amfibi.
“Ketika seekor amfibi terjebak di dalam mulut predator seperti ular, ular itu dalam masalah,” kata Dr. Roelants. “Pada suatu saat, Anda akan melihat ular memutuskan bahwa ini tidak akan berujung, menyerah, dan mulai mencoba menyingkirkan katak itu.”
Bagaimanapun, pertanyaan tentang bagaimana katak menghasilkan lem seperti itu belum mendapatkan banyak perhatian penelitian, kata Tn. Zaman. Untuk mencari tahu bagaimana lem bekerja, tim itu melihat katak tomat, katak merah berisi dari Madagaskar yang sering menghasilkan lem putih kental ketika diganggu.
Tim itu dengan hati-hati menangani beberapa katak yang dipelihara dan menggunakan lendir yang dihasilkan untuk menempelkan balok mainan bersama, mengukur seberapa besar kekuatan yang diperlukan untuk memisahkannya. Mereka juga menjalani serangkaian pengujian terhadap cairan tersebut, termasuk melalui mikroskop berdaya tinggi. Organisme lain, seperti kerang, melekat pada batu dengan menggunakan perekat biokimia yang dihasilkan oleh tubuh mereka. Tetapi protein yang membuat lem amfibi tidak biasa, kata Tn. Zaman.
Sebagian besar protein memiliki struktur yang kaku dan terdefinisi, yang membantu mereka melaksanakan fungsi khusus mereka. Namun, protein yang ditemukan tim dalam lem katak itu jelas-jelas lembek. “Itu bertindak seperti mie yang dimasak,” kata Dr. Roelants. “Anda melemparkan bentuknya ke permukaan dan itu beradaptasi dengan permukaan itu.”
Protein yang dimaksud juga penuh dengan gula lengket. Tambahkan protein kedua yang mengikat protein pertama bersama-sama, dan Anda memiliki lendir seperti getah yang peka terhadap tekanan “yang pada dasarnya adalah lem,” kata Dr. Roelants.
Penelitian, kata Tn. Zaman, adalah langkah awal menuju “membantu kita mengidentifikasi lebih banyak protein perekat,” dalam amfibi lain serta dalam lendir pemburu-koran cacing belut atau lem defensif siput. Ini menetapkan preseden untuk dapat mengidentifikasi komponen lebih mudah,” katanya.
Penelitian ini juga memberi petunjuk tentang bagaimana lem mungkin berevolusi menjadi amfibi yang terpisah, kata Dr. Roelants. Ketika ilmuwan melihat kodok hujan Mozambik — sebuah katak kecil dan gemuk yang juga dikenal menghasilkan lem — mereka menemukan protein lengketnya terkait dengan yang ditemukan dalam katak tomat. Dua spesies itu, terpisah oleh lebih dari ratusan juta tahun evolusi yang berbeda, telah konvergen pada adaptasi yang serupa. Mereka tidak sendiri: Sementara fenomena ini hanya dilaporkan secara resmi dalam lima keluarga katak, laporan anekdotal menunjukkan bahwa ini lebih luas.
Protein serupa ditemukan dalam sebagian besar amfibi non-perekat dalam jumlah yang lebih rendah. “Kami menemukan gen untuk membuat protein-protein ini ada di hampir semua amfibi yang kita teliti,” kata Dr. Roelants, termasuk katak, salamander, dan caecilian, amfibi mirip cacing. Gen-manifestasi berbeda-beda di hewan yang berbeda, tetapi sebagian besar amfibi membawa alat biologis untuk menghasilkan lem mereka sendiri, meskipun mayoritas tidak menggunakannya.
“Setelah Anda memiliki template yang baik yang banyak tersebar, hal-hal ini bisa muncul,” kata Dr. Roelants. “Lem ini adalah contoh bagus bagaimana inovasi evolusioner bisa berkembang.”