Labah-Labah Radioaktif atau Iradiatif? Sejauh Manakah Kebenarannya?

Oleh: Johan Ariff Mohtar
Jabatan Kimia, Fakulti Kejuruteraan & Teknologi Kimia (FKTK), Universiti Malaysia Perlis

Sejak kecil, kita telah didedahkan dengan karakter fiksyen sains adiwira Spiderman yang mengisahkan tentang seorang pemuda bernama Peter Parker yang digigit oleh seekor labah-labah radioaktif. Beliau mendapat kuasa luar biasa menghasilkan benang sarang daripada pergelangan tangannya dan juga boleh memanjat dinding bangunan. Apa yang menarik, labah-labah tersebut pada asalnya adalah labah-labah biasa yang telah terdedah kepada sinar gama secara tidak sengaja semasa eksperimen sains atom dijalankan (Rajah 1a). Akibatnya, labah-labah tersebut mengalami radiasi mutagenik pada komposisi genetiknya dan dikatakan menjadi radioaktif sehingga berupaya mengubah kandungan genetik Peter Parker. Ini berkemungkinan terjadi akibat kesan radiasi yang membolehkannya mendapat kuasa luar biasa menjadi adiwira Spiderman (Rajah 1a). Mengikut definisi fiksyen sains, labah-labah radioaktif adalah sejenis labah-labah yang telah terubahsuai komposisi genetiknya akibat terdedah kepada aruhan sinar radiasi gama dalam kuantiti yang tinggi dan mampu memberi kekuatan luar biasa pada manusia. Teori ini merupakan fiksyen sains di belakang karakter adiwira Spiderman yang kita sedia maklum selama ini. Namun, sejauh manakah kebenaran kisah fiksyen sains labah-labah radioaktif ini dapat kita fahami?

Jika dilihat daripada perspektif sains, labah-labah radioaktif ini sememangnya wujud. Ini dibuktikan dengan penemuan labah-labah tersebut oleh sekumpulan saintis dari Universiti Carolina Selatan yang diketuai oleh Dr. Timothy Mousseau di sekitar kawasan Chernobyl, Rusia. Chernobyl merupakan satu kawasan malapetaka yang terkesan dengan pencemaran radiasi berikutan kejadian letupan loji nuklear dengan kekuatan berskala 7 pada tahun 1986. Insiden letupan itu telah membebaskan jutaan radionuklid ke udara seperti Strontium-90, Sesium-134, dan Sesium-137, yang menyebabkan pencemaran radiasi nuklear yang teruk. Sejak tahun 1999, Dr. Timothy Mousseau telah menjalankan beberapa siri kajian mengenai kesan radiasi kronik jangka masa panjang ke atas spesies haiwan yang hidup di sekitar Chernobyl. Pada tahun 2014, labah-labah radioaktif yang dijumpai menunjukkan tingkah laku yang tidak normal, iaitu membina sarang dengan ciri geometri yang tidak sekata dan kelihatan cacat (Rajah 2a).

Walaupun kajian lanjut yang terperinci tidak dilakukan pada peringkat molekul, ini sudah cukup membuktikan kesan mutasi genetik yang berpunca daripada pendedahan kepada radiasi nuklear dalam tempoh yang panjang walaupun pada tahap pencemaran di bawah seratus kali paras normal. Selain itu, bioakumulasi radionuklid di dalam badan labah-labah yang berkemungkinan memasuki rantai makanan ekosistem kawasan berkenaan turut menyumbang kepada pencemaran radiasi. Pada masa kini, kebanyakan radiasi di Chernobyl adalah pada permukaan paling atas tanah, dengan kewujudan banyak serangga yang terdedah kepada pencemaran radionuklid dan merupakan makanan labah-labah. Radionuklid yang terkumpul ini akan mengalami pereputan radioaktif dan radiasi yang terhasil akan diserap terus oleh tisu badan sehingga menyebabkan kerosakan DNA labah-labah dalam jangka masa panjang. Hal ini dibuktikan oleh sekumpulan penyelidik Jepun di kampung Iitate, Nimaibashi di wilayah Fukushima, Jepun. Mereka melaporkan bahawa kepekatan radioaktif perak, ^110m Ag, yang terkumpul di dalam labah-labah Joro-Gumo (N. clavata) adalah 87 kali lebih tinggi daripada kepekatannya di dalam tanah selepas enam bulan insiden letupan loji kuasa nuklear Fukushima Daiichi milik TEPCO (Gambarajah 2b). Loji kuasa nuklear tersebut mengalami leburan teras pada tahun 2011 akibat kejadian gempa bumi dan tsunami yang mencemarkan sekitar kawasan berkenaan dengan sisa radioaktif. Akibatnya, kerosakan DNA berterusan ini menyumbang kepada kejadian mutasi genetik dalam fisiologi labah-labah lantas mengakibatkan kecacatan kekal seperti kemandulan yang akhirnya membunuh labah-labah tersebut. Di samping itu, labah-labah terbabit juga mungkin mengalami perubahan ciri fizikal atau ketidaknormalan kelakuan sebagai cara beradaptasi untuk terus hidup. Ini mungkin menjadi penyebab keberadaan labah-labah radioaktif yang ditemui masih boleh hidup di kawasan tercemar dengan radiasi.

[ARTIKEL BERKAITAN- Video-Bagaimana Saintis Mengumpul Sarang Labah-labah]

Oleh yang demikian, penggunaan terma radioaktif yang diberikan kepada labah-labah yang terdedah dengan sinaran radiasi sehingga boleh memberikan kuasa luar biasa adalah tidak tepat. Ini kerana mengikut definisi Dewan Bahasa dan Pustaka (DBP), istilah radioaktif itu sendiri merujuk kepada entiti yang mengandungi bahan radioaktif seperti uranium dan radium yang menghasilkan sinar radiasi seperti alfa, beta dan gama yang bertenaga tinggi dan berbahaya. Justeru, terma ini adalah lebih bersesuaian digunakan untuk individu labah-labah yang terkesan dengan sinaran radiasi daripada radionuklid di persekitaran atau terkumpul dalam badan sehingga menyebabkan mutasi rawak yang ketara pada komposisi genetiknya. Gigitan labah-labah radioaktif ini mungkin hanya akan menyebabkan alahan atau keradangan akibat tindakbalas sebatian protein atau peptida dalam bisanya tetapi tidaklah sehingga mengubah struktur DNA manusia. Sekiranya gigitan labah-labah radioaktif ini mempunyai radionuklid di dalam bisanya, kuantiti kecil radionuklid itu berkemungkinan masuk ke dalam saluran darah dan menyebabkan kanser akibat mutasi rawak dalam jangka masa panjang lalu membawa maut (Rajah 1b) tetapi tidaklah sehingga boleh menukarkan keupayaan menjadi luar biasa seperti seekor labah-labah!

Persoalannya, adakah labah-labah seperti dalam fiksyen adiwira Spiderman benar-benar mengumpulkan elemen radioaktif di dalam badannya seperti labah-labah di Chernobyl dan Fukushima hanya dengan terdedah kepada sinar gama sahaja? Jawapannya adalah tidak sama sekali! Ini kerana keterdedahan kepada sinaran tersebut tidak meninggalkan sisa radionuklid di dalam sistem badan labah-labah, apatah lagi menghasilkannya. Proses ini dikenali sebagai iradiasi, iaitu objek didedahkan kepada sinaran radiasi mengion seperti sinar-X dan sinar gama, di dalam satu kebuk khas (Rajah 3a).

Pada masa kini, penggunaan iradiasi sinar gama adalah meluas bagi tujuan pensterilan dan pemeliharaan kualiti makanan, kawalan serangga perosak, melambatkan proses kematangan buah, pemetaan hibrid radiasi dan pembiakan mutasi. Oleh itu, istilah labah-labah radioaktif dalam fiksyen sains tersebut seharusnya lebih tepat dikenali sebagai labah-labah iradiatif. Akan tetapi, adakah labah-labah iradiatif sinar gama ini benar-benar wujud? Tidak, kerana ia adalah khayalan semata-mata. Namun begitu, walaupun tiada kajian terperinci dilaporkan mengenai kewujudannya sehingga kini, labah-labah ini boleh dihasilkan dengan menggunakan teknologi pengiradian sinar gama melalui pembiakan mutasi.

Secara amnya, sinar gama adalah salah satu daripada radiasi pengionan yang mempunyai tenaga sangat tinggi untuk mengion molekul. Dalam pembiakan mutasi menggunakan teknologi iradiasi, sinar gama yang terhasil daripada pereputan radioisotop seperti Kobalt-60 dan Sesium-137 bertindak sebagai agen mutasi. Ini kerana ia mampu menembusi organ dan lapisan tisu organisma hidup dan mengion dengan sel-sel dalam badan. Keterdedahan kepada sinar tersebut boleh mengakibatkan pemutusan bebenang ganda dua DNA sehingga menyebabkan apoptosis sel berlaku dan memberi kesan negatif yang serius kepada tindak balas fungsi sel. Mekanisma pemulihan DNA alami sel mampu membaiki semula kerosakan tersebut bagi mengembalikan struktur dan fungsi asal DNA. Walau bagaimanapun, sekiranya berlaku ralat semasa proses tersebut, mutasi rawak seperti penghapusan, penyisipan, penggantian, inversi dan translokasi nukleotida akan terhasil. Namun, darjah penghasilan jenis mutasi ini bergantung kepada beberapa faktor seperti keamatan sinar gama samada secara kronik atau akut dan tempoh keterdedahan kepada sinar tersebut. Apabila mutasi pada gen yang mempunyai fungsi kritikal dalam sel bersifat memudaratkan, ia boleh menyebabkan kematian kepada organisma berkenaan. Sebaliknya, jika mutasi tersebut bermanfaat, ia akan memberi nilai tambah kepada organisma untuk berevolusi dan beradaptasi dengan perubahan tersebut bagi meneruskan kehidupan.

Pembiakan mutasi secara lazimnya digunakan untuk pembangunan tanaman dan tumbuhan berbunga seperti padi dan bunga kekwa atau mikrob berfaedah, di mana mutasi rawak yang bermanfaat menghasilkan pelbagai jenis varieti baru dengan ciri dingini bertujuan meningkatkan kualiti atau produktiviti. Namun demikian, aplikasi ke atas haiwan bagi tujuan yang sama jarang dilakukan. Sehingga kini, pembiakan mutasi menggunakan sinar gama ke atas haiwan hanya pernah direkodkan terhadap invertebrata, iaitu serangga lebah madu bagi penghasilan mutan lebah yang tidak bersengat oleh sekumpulan penyelidik Jepun. Walaubagaimanapun, status pengkomersialan mutan lebah madu tersebut tidak pernah dilaporkan selepas itu.

Berdasarkan teori dan aplikasi yang dibentangkan di atas, penulis berpendapat bahawa labah-labah iradiatif mampu dihasilkan dengan menggunakan teknik mutagenesis radiasi melalui pembiakan mutasi (Rajah 4a). Seperti yang kita sedia maklum, labah-labah merupakan haiwan invertebrata penting dalam mengawal serangga perosak seperti nyamuk dan lalat di persekitaran rumah dengan menggunakan sarangnya. Acapkali sarang labah-labah yang ditinggalkan di sudut tertentu di dalam rumah menjadi satu kotoran yang menyakitkan mata kerana perlu dibersihkan secara berkala. Namun, pernahkah kita terfikir jika ia boleh diubahsuai menjadi sesuatu yang berguna kepada manusia? Sarang labah-labah diperbuat lebih daripada 90% protein benang sarang dikenali sebagai spidroin dan ini  menjadi satu kelebihan sebagai platform kepada penghasilan protein asing rekombinan. Oleh kerana spidroin memberi sifat kalis air, sarang labah-labah tidak mudah larut air. Akan tetapi, menerusi pembiakan mutasi dengan cara mendedahkan labah-labah terhadap sinar gama, pembangunan strain mutan dengan ciri yang diinginkan seperti penghasilan benang sarang yang lebih larut air dapat direalisasikan. Pembiakan mutasi yang berterusan dilihat mampu menghasilkan strain mutan labah-labah iradiatif yang lebih stabil dengan komposisi sistem protein benang sarangnya diubahsuai menggunakan kaedah kejuruteraan genetik (Rajah 4b). Seterusnya, varieti mutan ini berpotensi dijadikan hos dalam pelbagai aplikasi bioteknologi seperti penghasilan terapeutik rekombinan alternatif dan produk berasaskan benang sarang. Produk tersebut hanya perlu diekstrak daripada benang sarang terubahsuai menggunakan teknik pemisah berasaskan air. Semakin banyak sarang labah-labah dibuat, semakin banyak produk berkenaan akan berterusan dihasilkan. Selain itu, varieti mutan berkenaan berpotensi dijadikan sebagai kawalan perosak yang diperkasa, atau sebagai modal kajian genetik (Rajah 4c). Idea ini adalah hasil inspirasi pembangunan mutan ulat sutera yang dijadikan hos untuk penghasilan terapeutik rekombinan dalam benang suteranya oleh sekumpulan penyelidik Jepun dan China. Walaupun Malaysia tidak mempunyai ternakan ulat sutera, negara kita dikurniakan dengan pelbagai spesies labah-labah yang berpotensi digunakan dalam bidang bioteknologi. Jika pembiakan mutasi berkesan ke atas lebah madu dengan penghasilan strain mutan tidak bersengat, pembangunan mutan labah-labah iradiatif juga adalah tidak mustahil boleh dijayakan!

Kesimpulannya, fakta kewujudan labah-labah radioaktif adalah benar, seperti yang telah dibuktikan di kawasan pencemaran radioaktif Chernobyl, Rusia dan Fukushima, Jepun. Namun, labah-labah yang dirujuk dalam fiksyen sains adiwira Spiderman seharusnya lebih sesuai dinyatakan sebagai labah-labah iradiatif kerana cara keterdedahannya kepada sinar gama adalah berbeza. Walaupun labah-labah tersebut hanyalah bersifat khayalan, menurut perspektif penulis, ia boleh dibangunkan dengan teknik mutagenesis radiasi melalui pembiakan mutasi dan berpotensi untuk diaplikasi dalam bidang bioteknologi pada masa hadapan. Inovasi pembangunan labah-labah iradiatif ini diharap dapat membantu mengikis perasaan takut terhadap labah-labah (arachnophobia) dan memupuk minat terhadap sains dan teknologi mengenai labah-labah serta kepentingannya di kalangan orang awam, khususnya para pelajar.

Kredit imej Ilustrasi imej labah-labah  -sketchfab.com

Nota: Penulis, seorang pensyarah di Jabatan Kimia, Fakulti Kejuruteraan dan Teknologi Kimia, Universiti Malaysia Perlis, sedang aktif menjalankan kajian ke atas kesan iradiasi sinar gama ke atas labah-labah rumah, Crossopriza lyoni, untuk pembiakan mutasi (Rajah 3b). Penulis boleh dihubungi melalui johanariff@unimap.edu.my