https://frosthead.com

Alasan Evolusi Mengapa Ikan Tidak Berenang Terbalik

Tidak ada naik atau turun di ruang angkasa, namun dalam pertunjukan seperti Star Trek, kapal selalu berorientasi dengan cara yang sama: sisi kanan atas. Ini adalah kiasan yang tidak perlu secara ilmiah yang telah menjadi lelucon di kalangan penggemar fiksi ilmiah.

Namun di sini di Bumi, ikan menemukan diri mereka dalam situasi yang sangat mirip. Ketika seekor ikan meluncur melalui dunianya yang tak berbobot, tiga dimensi, dan berair, ia hampir selalu berada di sisi kanan atas. Pertanyaannya — untuk kapal luar angkasa dan ikan — adalah mengapa?

Ini adalah pertanyaan yang lebih mudah dijawab untuk pesawat ruang angkasa fiksi daripada ikan kehidupan nyata.

Di film atau di televisi, sutradara menunjukkan kapal seperti yang mereka lakukan karena itu membuat pemandangan lebih dimengerti oleh pemirsa, makhluk yang terbiasa dengan dunia yang terikat gravitasi. "Kami memiliki gagasan tetap bahwa semuanya harus benar, " kata Frank Fish, morfologis fungsional di West Chester University di Pennsylvania. Tapi bagaimana dengan ikan? Ini teka-teki.

“Saya tidak bisa masuk ke dalam pikiran seekor ikan — terlepas dari nama saya — dan menentukan mengapa ikan itu melakukan hal itu, ” kata Fish.

Memperdalam misteri adalah bahwa para ilmuwan tahu beberapa alasan mengapa seekor ikan akan berenang dalam orientasi tertentu — namun mereka jelas memiliki preferensi. Tidak seperti hewan darat, ikan tidak mendorong tanah untuk bergerak. Dan, saat bergerak, ikan tidak lebih ramping dalam satu orientasi daripada orientasi lainnya. Terlebih lagi, sebagian besar ikan sangat berat, kata Brooke Flammang, yang mempelajari biomekanik ikan di New Jersey Institute of Technology. Seperti anak kecil yang menyeimbangkan bola pantai di kolam, gravitasi ingin mereka berputar. Jadi kenapa tidak?

Penjelasan utama adalah bahwa ikan memulai kehidupan dengan benar, secara evolusi, dan sebagian besar tidak pernah memiliki alasan untuk berubah. "Hanya di antara kita, ya, mereka tidak pernah peduli, " kata Milton Love, ahli zoologi laut semi-pensiunan di Universitas California, Santa Barbara.

Orientasi yang disukai ikan “kembali ke langkah awal membangun sisi kiri dan kanan, ujung kepala [dan] ujung ekor, ” kata Peter Wainwright, yang mempelajari morfologi dan perilaku ikan di University of California, Davis .

Ada dua kelompok hewan yang memiliki sisi kiri dan kanan yang berbeda, kata Wainwright. Kelompok pertama, protostomia, termasuk kebanyakan invertebrata, seperti serangga dan moluska. Pada awal perkembangannya, sebagai embrio, hewan-hewan ini mengembangkan rongga yang kemudian menjadi mulut. Pada kelompok kedua, deuterostomia, yang meliputi vertebrata seperti ikan dan manusia, embrio berkembang secara berbeda. Dalam hal ini, depresi pertama yang terbentuk menjadi anus.

Perbedaan awal yang sedikit ini berarti kedua kelompok berkembang dalam orientasi yang berlawanan. Flip menentukan sisi hewan mana yang menjadi bagian atas (dorsal) dan yang menjadi bagian bawah (ventral), serta tempat tali saraf berjalan, kata Lauren Sallan, yang mempelajari evolusi vertebrata awal di University of Pennsylvania.

Pada kebanyakan invertebrata, kabel saraf membentang di perut. Saraf memiliki sedikit kesulitan menghubungkan ke mata dan otak, yang lebih dorsal, karena invertebrata tidak sering memiliki bagian keras di dalam tubuh mereka untuk menghalangi, kata Sallan.

Sebaliknya, vertebrata yang paling primitif pun memiliki jaringan keras, seperti tulang, yang membentuk hambatan internal di dalam tubuh. Akibatnya, rencana tubuh mereka jauh lebih mudah beradaptasi. Tali saraf membentang di sepanjang punggung hewan dan otaknya berkembang di sisi punggungnya untuk terhubung ke saraf. Karena mata berada di tengkorak dekat otak, mereka berakhir di atas juga. Dengan bagian atas tubuh tidak tersedia, perut dan mulut berakhir di bagian bawah.

Sallan tidak yakin apa yang menyebabkan perubahan itu, tetapi itu sangat memengaruhi evolusi vertebrata. "Ini adalah koin balik awal yang menjadi kendala utama dalam bentuk ikan, " kata Sallan.

Pertanyaannya, lalu, mengapa ikan tetap berada di sisi punggung? Jawabannya terletak pada prinsip dasar teori evolusi: jika sifat baru tidak memberikan keuntungan yang berbeda, segala sesuatu cenderung tetap sama.

Para ilmuwan telah menggoda beberapa manfaat untuk berenang di bagian atas. Sebagai contoh, gravitasi akan membantu memindahkan darah dari otak kembali ke jantung, kata Flammang. Ikan juga mendapat manfaat dari memiliki mata mereka di atas mulut mereka, kata Love, karena menjaga organ-organ sensitif dari makanan dan puing-puing, dan mencari predator. Bahkan mereka yang paling tinggi memberi ikan beberapa manfaat: meningkatkan kemampuan manuver mereka, kata Flammang.

Dan, beberapa ikan telah belajar berenang terbalik, sementara yang lain menggoda ide itu.

Banyak ikan yang hidup di dekat struktur seperti terumbu atau dermaga akan mengorientasikan perut mereka pada dinding vertikal atau bahkan langit-langit, kata Wainwright. Ikan tampak nyaman berenang dengan cara ini di dekat struktur, tetapi mereka akan dengan cepat berbalik ke kanan ketika mereka berenang menjauh.

Sekelompok lele Afrika telah sepenuhnya merangkul kehidupan yang terbalik. Perilaku mereka adalah hasil dari ikan yang tinggal di bawah beradaptasi untuk mengambil keuntungan dari air yang kaya oksigen di dekat permukaan. Mulut ikan lele ada di bagian bawahnya, jadi itu kemungkinan yang paling mudah bagi ikan untuk hanya membalikkan dan memperlakukan bagian atas air dengan cara yang sama seperti pada bagian bawah, kata Lauren Chapman, yang mempelajari respirasi ikan di McGill University di Montreal., Quebec. "Untuk ikan lele terbalik, permukaan air hanyalah substrat lain, " katanya.

Tetapi dalam sebagian besar kasus, kata Love, "tidak ada keuntungan selektif bagi kebanyakan ikan untuk menjadi terbalik."

Jawabannya, seperti yang dikatakan Wainwright, kemungkinan bagi kebanyakan ikan, beralih tidak sepadan. Pada titik ini, menjadi tegak adalah bawaan. Sederhananya, ikan "mungkin tidak suka terbalik, " kata Flammang.

Dengan kata lain, mereka sudah terbiasa, dan itu berhasil. Seperti menonton kapal luar angkasa berlomba melintasi galaksi, sisi kanan atas.

Kisah Terkait dari Majalah Hakai:

  • Teknik Memancing Menargetkan Ikan Dengan “Kepribadian” yang Berbeda
  • Kemana Ikan Pergi dalam Badai?
  • Ikan dalam Formasi
Alasan Evolusi Mengapa Ikan Tidak Berenang Terbalik