Bagi ahli biologi evolusi, telinga ikan paus adalah teka-teki yang aneh dan mempesona. Mempelajari mereka saat mereka berkembang di dalam rahim dapat membantu kita memahami bagaimana mereka berevolusi. Tetapi mengumpulkan janin ikan paus saat ini tidak mungkin dilakukan karena perburuan paus adalah ilegal, dan para ilmuwan harus bergantung pada penelantaran, yang tidak sering muncul pada wanita hamil.
Konten terkait
- Paus Baleen Paling Awal Dihisap Secara harfiah
- Betapa Paus Biru Mati Dapat Mengajari Kita Tentang Kehidupan di Lautan, dan Tentang Diri Kita
- Bagaimana Dua Laser Koboi Menyelamatkan Hari Ini
- Di Balik Layar dengan Kurator Nick Pyenson: Paus Fosil Baru
Jadi ketika peneliti Smithsonian Maya Yamato pertama kali mengetahui koleksi 56 janin paus yang diawetkan dalam alkohol di Museum Nasional Sejarah Alam, ia membawanya ke laboratorium pemindaian CT museum. “Kita tidak akan pernah mendapatkan bahan semacam ini lagi, ” kata Yamato, “Karena mereka sangat berharga dan langka, itu tidak diinginkan untuk membedahnya.”
Yamato, seorang rekan pascadoktoral yang bekerja dengan kurator mamalia laut fosil, Nicholas Pyenson, ingin mendapatkan pandangan yang lebih baik tentang bagaimana telinga berkembang pada janin paus. Koleksinya mencakup beberapa spesimen berumur 100 tahun, dengan sebagian besar berasal dari periode di awal dan pertengahan abad ke-20, ketika operasi perburuan paus komersial berkembang pesat. Pada tahun 1986, perburuan paus dilarang oleh Komisi Penangkapan Ikan Paus Internasional, dan meskipun beberapa spesimen dalam koleksi berasal dari tangkapan sampingan dan untaian, banyak yang terkait dengan perburuan paus di era sebelumnya.
“Mereka unik karena ada spesies yang tidak akan dapat dikumpulkan lagi oleh siapa pun, ” kata Pyenson. "Dalam beberapa kasus, keadaan di mana mereka dikumpulkan tidak dapat ditiru, atau organisme tidak ada di alam liar."
Karena membedah salah satu spesimen atau melakukan semacam pemeriksaan invasif bukanlah suatu pilihan, Yamato menggunakan teknologi CT non-invasif untuk memeriksa fitur yang sangat halus di dalam tengkorak paus. Hasil karya Yamato muncul dalam penelitian baru hari ini di jurnal PLOS ONE . Apa yang ditemukan Yamato membantu mengonfirmasi apa yang dicatat oleh catatan fosil tentang bagaimana paus membuat perubahan dramatis dari darat ke laut, dan bagaimana keluarga paus terus mengembangkan karakteristik fisik yang berbeda untuk mengakomodasi gaya hidup yang berbeda di lingkungan bawah laut mereka.
Maya Yamato (kanan) dan seorang kolega membedah kepala paus sirip terdampar di Chesapeake Bay untuk memeriksa jaringan lunak yang terkait dengan telinga. (Program Respons Stranding Virginia Aquarium) Cetacea telah berevolusi menjadi dua kelompok berbeda: mereka yang memiliki gigi dan mereka yang memiliki balin — struktur seperti saringan yang terbuat dari keratin. Paus bergigi seperti paus sperma, orca, dan lumba-lumba berburu dan menangkap mangsa di rahang bergigi mereka, tetapi paus balin seperti bungkuk, paus biru dan paus bowhead menelan air dan menyaringnya melalui baleen mereka untuk menjebak ikan kecil dan krill.
Mereka tidak hanya memberi makan dengan cara yang sama sekali berbeda, tetapi kedua kelompok ikan paus juga mendengarnya secara berbeda. Kelompok-kelompok memproses suara pada ujung-ujung ekstrim dari skala frekuensi untuk pendengaran mamalia. Paus Baleen menggunakan suara frekuensi sangat rendah untuk berkomunikasi jarak jauh. Mereka mendengar dan bersuara menggunakan frekuensi yang lebih rendah daripada yang digunakan oleh mamalia darat, bahkan gajah.
Paus bergigi, di sisi lain, mendengar dan menghasilkan suara dalam frekuensi yang lebih tinggi daripada kelelawar cokelat kecil, mamalia darat bernada tertinggi. Paus bergigi mengandalkan kemampuan ekolokasi untuk menavigasi dan menemukan mangsa.
Menggunakan CT scan dari koleksi paus janin, Yamato dan Pyenson mampu melacak perkembangan dua jenis paus yang sangat berbeda ini. "Jika Smithsonian tidak memiliki pemindai CT, dan tidak memiliki koleksi mamalia laut terbesar di dunia, studi ini mungkin tidak akan terjadi, " kata Yamato.
Dia dan Pyenson adalah ilmuwan pertama yang mengidentifikasi "corong akustik" yang berkembang di telinga spesimen janin. Telinga paus sepenuhnya internal. Mereka mengandalkan jaringan lemak yang terkait dengan corong akustik berbentuk kerucut, yang hanya ditemukan pada paus. Bagaimana tepatnya mereka bekerja belum sepenuhnya dipahami. Pada semua paus bergigi, corong akustik menghadap ke depan, tetapi pada beberapa paus balin, corong diarahkan ke sisi kepala.
Tim peneliti menjadi kelompok ilmuwan pertama yang mengidentifikasi dan menggambarkan in situ pengembangan area spesifik telinga yang ditemukan secara eksklusif pada paus yang dikenal sebagai "corong akustik" (atas: kerucut merah muda), struktur yang dianggap sebagai komponen penting. untuk lebih memahami bagaimana baleen (bawah) dan paus bergigi (atas) mendengar di lingkungan akuatik mereka. (Yamato M, Pyenson ND (2015)) Tahap awal perkembangan telinga pada janin sejajar dengan perbedaan evolusi cetacean dari nenek moyang mereka di daratan. Dan, yang lebih penting, divergensi kedua kelompok dari satu sama lain. Corong akustik berkembang dengan cara yang sama, pada awalnya, di semua cetacean. Kemudian, ketika janin dari kedua kelompok berkembang, itu mengubah orientasi dan bentuk di otak, meniru proses evolusi.
"Kami ingin dapat melacak semua struktur di dalam telinga, " kata Yamato. “Pada janin awal, kita melihat struktur mamalia yang khas. Mereka lebih mirip dengan semua mamalia lainnya — dengan mamalia darat. Dengan metode non-invasif ini untuk mempelajari spesimen langka ini, kami dapat mengamati bagaimana bahan-bahan mamalia darat ditata ulang untuk membentuk telinga paus modern. ”
Informasi seperti ini sulit didapat. Janin kuno tidak bertahan dengan baik dalam catatan fosil. Pyenson mengatakan hanya ada satu spesimen fosil yang diketahui dari paus yang belum lahir. Jadi memeriksa spesimen-spesimen bersejarah ini yang mencakup 15 spesies paus bergigi dan bal yang berbeda itu seperti membuka harta karun data. Sekarang scan tersedia untuk komunitas ilmiah, ilmuwan lain sudah mulai menggunakannya untuk mempelajari fitur lain dari pengembangan paus.
"Bagaimana kita tumbuh, terutama di dalam rahim, memberi tahu kita banyak tentang bagaimana kita telah berevolusi, " kata Pyenson. "Jadi, melihat data janin dapat memberi kita banyak jawaban dalam hal bagaimana hewan berkembang."
“Studi semacam ini membantu untuk menggambarkan keragaman luar biasa dan adaptasi kehidupan di Bumi, ” tambah Yamato. "Meskipun kita semua berasal dari leluhur yang sama, kita memiliki strategi berbeda untuk menghadapi lingkungan yang sangat berbeda."
