Ilmuwan Teliti Tulang Fosil Ikan Berusia 375 Juta Tahun, Temuannya Bikin Kaget

Sebelum evolusi kaki dari sirip, bagian kerangka aksial ikan seperti tulang kepala, leher, punggung, dan tulang rusuk, telah mengalami transformasi yang pada akhirnya membantu leluhur kita menyangga tubuh mereka untuk berjalan di daratan.

Sebuah tim peneliti termasuk ahli biologi Penn State menyelesaikan rekonstruksi baru kerangka Tiktaalik, fosil ikan berusia 375 juta tahun yang merupakan salah satu kerabat terdekat vertebrata berkaki.

Rekonstruksi baru menunjukkan, tulang rusuk ikan kemungkinan besar menempel pada panggulnya, sebuah inovasi yang dianggap penting untuk menopang tubuh dan pada akhirnya evolusi cara berjalan.

Makalah yang menggambarkan rekonstruksi baru ini, yang menggunakan microcomputed tomography (micro-CT) untuk memindai fosil dan mengungkap tulang belakang serta tulang rusuk ikan yang sebelumnya tersembunyi di bawah batu, diterbitkan pada 2 April dalam Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Penemuan Tiktaalik pada tahun 2004 menghadapi kekurangan informasi mengenai bagian penting dari kerangkanya," kata Tom Stewart, seorang asisten profesor biologi di Eberly College of Science di Penn State dan salah satu pemimpin tim peneliti, seperti dilansir Phys.org.

"Pemindaian micro-CT resolusi tinggi ini memberikan gambaran lebih jelas mengenai tulang belakang dan tulang rusuk Tiktaalik, memungkinkan kita untuk melakukan rekonstruksi penuh kerangkanya, yang sangat penting untuk memahami cara pergerakannya di dunia."

Berbeda dengan kebanyakan ikan yang memiliki tulang belakang dan tulang rusuk yang seragam sepanjang tubuhnya, kerangka aksial vertebrata berkaki menunjukkan perbedaan dramatis pada tulang belakang dan tulang rusuk dari daerah kepala hingga ekor.

Evolusi regionalisasi ini memungkinkan terjadinya fungsi-fungsi khusus. 

Salah satunya hubungan mekanis antara tulang rusuk di daerah sakral ke panggul yang memungkinkan penyangga tubuh oleh tungkai belakang.

Sirip perut ikan secara evolusi berkaitan dengan anggota belakang tetrapoda, yaitu vertebrata berkaki empat, termasuk manusia. 

Pada ikan, sirip perut dan korset panggul relatif kecil dan mengapung bebas di dalam tubuh.

Untuk evolusi berjalan, para peneliti menjelaskan tungkai belakang dan panggul menjadi jauh lebih besar dan membentuk sambungan ke tulang belakang sebagai cara untuk menguatkan kekuatan yang terlibat dalam menyangga tubuh.

"Tiktaalik luar biasa karena memberi kita gambaran sekilas tentang transisi evolusioner besar ini," kata Stewart.

"Dalam kerangkanya, kita melihat kombinasi ciri-ciri khas ikan dan kehidupan di air serta ciri-ciri yang terlihat pada hewan darat."

Deskripsi asli Tiktaalik lebih fokus pada bagian depan kerangka. Fosil tersebut dipersiapkan secara hati-hati untuk menghilangkan batuan di sekitarnya dan memperlihatkan tengkorak, korset bahu, dan sirip dada. Tulang rusuk di area ini besar dan melebar, menunjukkan bahwa tulang rusuk tersebut mungkin menyangga tubuh dengan cara tertentu, namun tidak jelas bagaimana fungsinya. Pada tahun 2014, panggul ikan, yang ditemukan di lokasi yang sama dengan kerangka lainnya, juga dibersihkan dari batuan dan dideskripsikan.

"Dari penelitian sebelumnya, kami mengetahui bahwa panggulnya besar, dan kami menduga bahwa sirip belakangnya juga besar, namun hingga saat ini kami belum dapat mengatakan apakah atau bagaimana panggul tersebut berinteraksi dengan kerangka aksial," kata Stewart. "Rekonstruksi ini menunjukkan, untuk pertama kalinya, hubungan antara keduanya dan memberi kita petunjuk tentang awal evolusi cara berjalan."

Para peneliti menjelaskan, tidak seperti pinggul manusia yang tulangnya saling terhubung erat, hubungan antara panggul dan kerangka aksial Tiktaalik kemungkinan merupakan sambungan jaringan lunak yang terbuat dari ligamen.

"Tiktaalik memiliki tulang rusuk khusus yang terhubung ke panggul melalui ligamen," kata Stewart. "Ini sangat menarik. Makhluk ini memiliki banyak ciri-ciri, seperti pasangan kaki belakang yang besar, panggul yang besar, dan hubungan antara panggul dan kerangka aksial, yang merupakan kunci dalam evolusi cara berjalan. Dan meskipun Tiktaalik mungkin tidak berjalan di daratan, ia pasti memiliki kemampuan yang baru. Ini adalah ikan yang kemungkinan besar bisa menyangga dirinya sendiri dan mendorong dengan sirip belakangnya."

Rekonstruksi kerangka baru juga mengungkap spesialisasi mobilitas kepala di Tiktaalik dan detail baru dalam anatomi sirip perut ikan.

"Sangat menakjubkan melihat kerangka Tiktaalik dengan sangat jelas," kata Neil Shubin, Profesor Biologi dan Anatomi Organisme Robert R. Bensley di Universitas Chicago dan salah satu penulis makalah tersebut. "Studi ini menjadi landasan bagi penelitian yang mengeksplorasi bagaimana hewan tersebut berpindah dan berinteraksi dengan lingkungannya 375 juta tahun yang lalu."