Courtesy of QuantaMagazine
Bagaimana Gaya Mekanik dan Efek Marangoni Membentuk Perkembangan Embrio
Menjelaskan bagaimana gaya mekanik, seperti efek Marangoni, berperan penting dalam proses perkembangan embrio dan pembentukan pola biologis, melengkapi peran gen dan molekul dalam biologi.
10 Okt 2025, 07.00 WIB
148 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Mekanika memainkan peran penting dalam perkembangan embrio, mengubah cara kita memahami biologi.
- Efek Marangoni dapat digunakan untuk menjelaskan pola aliran dalam jaringan sel yang berkembang.
- Peran gen dan mekanika harus dipahami secara bersamaan untuk mengungkap kompleksitas perkembangan organisme.
Aix Marseille, Prancis - Setiap kali Anda melihat tetesan air atau aliran cairan di gelas anggur, ada fenomena fisika bernama efek Marangoni yang sedang bekerja. Efek ini terjadi karena perbedaan tegangan permukaan antara cairan yang berbeda, seperti alkohol dan air dalam anggur. Dalam biologi, para ilmuwan kini menemukan bahwa efek yang sama membantu pembentukan bentuk dan pola pada embrio selama tahap awal perkembangan.
Penelitian terbaru di Prancis menggunakan model embrio yang disebut gastruloid, yang terdiri dari kumpulan sel punca, mengamati bahwa sel-sel di embrio bergerak seperti pola aliran cairan Marangoni. Sel-sel ini mengalir di sepanjang sisi kemudian turun di bagian tengah, memungkinkan embrio mendapatkan sumbu kepala dan ekor. Temuan ini menekankan bahwa gaya mekanik berperan bersama gen dalam membentuk organisme.
Selain itu, penelitian di Rockefeller University mengungkap bahwa pola bulu burung tidak sepenuhnya diatur oleh sinyal genetik yang dikendalikan molekul. Sebaliknya, perubahan sifat mekanik jaringan yang dipengaruhi molekul menyebabkan gaya tarikan dan dorongan yang akhirnya menentukan pola bulu, menunjukkan bagaimana gen dan mekanika berinteraksi pada tingkat yang lebih luas.
Studi lainnya pada embriogenesis lalat buah menunjukkan bahwa sel tidak hanya bergerak, tapi juga meregangkan diri dengan cara yang unik, tergantung pada waktu dan produksi protein aktin yang berperan layaknya pegas di dalam sel. Eksperimen membuktikan bahwa penghambatan pembentukan aktin menghilangkan kemampuan peregangan ini, menunjukkan hubungan erat antara mekanika dan biologi molekuler.
Penemuan-penemuan ini membuka jalan baru dalam biologi perkembangan dengan mengajak kita melihat selain genetika, juga mekanika sebagai faktor kunci. Pemahaman ini diharapkan akan meningkatkan kemampuan kita mempelajari penyakit, kelainan bentuk, dan proses regenerasi dengan pendekatan yang lebih holistik antara fisika, kimia, dan biologi.
Referensi:
[1] https://www.quantamagazine.org/genes-have-harnessed-physics-to-help-grow-living-things-20251010/
[1] https://www.quantamagazine.org/genes-have-harnessed-physics-to-help-grow-living-things-20251010/
Analisis Ahli
Alexandre Kabla
"Fisik dan mekanika sangat penting untuk memahami biologi pada skala jaringan, bukan hanya fokus pada gen dan molekul."
Pierre-François Lenne
"Kemajuan teknologi memungkinkan kita mengamati pergerakan sel secara langsung, membuktikan bahwa gaya mekanik mengarahkan perkembangan embrio."
D’Arcy Thompson
"Bentuk organisme sangat dipengaruhi oleh prinsip fisika dan gaya mekanik, bukan hanya oleh seleksi alam dan genetika."
Analisis Kami
"Penemuan ini menunjukkan bahwa mekanika bukan hanya pelengkap dalam biologi perkembangan, melainkan bagian inti yang kadang lebih menentukan bentuk dan pola kehidupan. Kesalahan besar jika kita terus memandang gen sebagai satu-satunya pengendali tanpa mempertimbangkan kekuatan fisik dan mekanik yang berinteraksi di tingkat jaringan."
Prediksi Kami
Dalam beberapa tahun ke depan, model perkembangan biologi akan semakin mengintegrasikan mekanika dan fisika bersama genetika untuk menjelaskan proses pembentukan organisme secara lebih komprehensif dan akurat.
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang dijelaskan oleh efek Marangoni dalam konteks perkembangan embrio?A
Efek Marangoni menjelaskan bagaimana perbedaan tegangan permukaan antara alkohol dan air dapat memengaruhi aliran sel dalam embrio.Q
Siapa peneliti yang menemukan pola aliran Marangoni dalam gastruloid?A
Pierre-François Lenne adalah peneliti yang menemukan pola aliran Marangoni dalam gastruloid.Q
Apa yang dinyatakan oleh D’Arcy Thompson dalam bukunya 'On Growth and Form'?A
D’Arcy Thompson menyatakan bahwa bentuk organisme hidup dipengaruhi oleh kekuatan fisik, bukan hanya seleksi alam.Q
Bagaimana mekanika berperan dalam pengembangan folikel bulu pada burung?A
Mekanika berperan dalam pengembangan folikel bulu dengan mempengaruhi sifat material jaringan, yang memungkinkan gaya mekanis untuk membentuk pola.Q
Apa yang ditemukan oleh Konstantin Doubrovinski terkait dengan perilaku sel dalam embrio buah fly?A
Konstantin Doubrovinski menemukan bahwa perilaku sel dalam embrio buah fly dipengaruhi oleh produksi protein actin yang mengubah respons elastis sel.Artikel Serupa
