

Robin laut (Prionotus carolinus). (Kredit: Anik Grearson)
CAMBRIDGE, Massa.— Sesuatu yang mencurigakan sedang terjadi di laut biru yang dalam. Dalam penelitian terbaru, para ilmuwan mendokumentasikan bagaimana spesies ikan tertentu yang dikenal sebagai burung robin laut berevolusi menjadi memiliki kaki.
Burung robin laut dapat dengan mudah disebut sebagai burung aneh di lautan. Kebanyakan ikan memiliki sirip dan insang, namun makhluk ini mengambil langkah lebih jauh dan mengembangkan organ baru. Pelengkap seperti enam kaki ini merupakan perpanjangan dari sirip dada ikan, menjadikannya makhluk yang populer di antara ikan lainnya. Kaki mereka memudahkan burung robin laut untuk menemukan dan mengungkap mangsa yang terkubur sehingga ikan lain berkeliaran di sekitar mereka dan menghabiskan persediaan makanan mereka.
“Robin laut adalah contoh spesies dengan sifat yang sangat tidak biasa dan sangat baru,” kata Corey Allard, peneliti pascadoktoral di Universitas Harvard dan rekan penulis studi, dalam rilis media.
Burung robin laut menarik perhatian Allard pada tahun 2019 ketika penulis mengamati pergerakan mereka di dalam tank.
“Kami ingin menggunakan mereka sebagai model untuk bertanya, 'Bagaimana cara membuat organ baru?'”
Bekerja sama dengan laboratorium penelitian lain, beberapa penelitian dipublikasikan di Biologi Saat Ini telah meneliti genetika yang membantu burung robin laut menumbuhkan pelengkap seperti kaki dan bagaimana mereka menggunakan kaki mereka untuk bertahan hidup. Temuan ini juga menjadikan burung robin laut sebagai model evolusi untuk mengembangkan sifat-sifat unik.
Pertama, Allard ingin tahu apa itu kaki-kaki itu. Meskipun kaki biasanya digunakan untuk berjalan, para ilmuwan telah lama menduga bahwa kaki burung robin laut lebih berfungsi sebagai organ sensorik. Namun teori ini belum pernah dikonfirmasi. Timnya menjalankan beberapa eksperimen di mana mereka menyaksikan burung robin laut yang ditangkap berburu mangsa secara real-time.
Burung robin laut beralih antara berenang dan “berjalan” sambil menggaruk pasir untuk mencari mangsa yang terkubur seperti kerang dan kerang lainnya. Meski tidak memiliki petunjuk visual, mereka dapat dengan mudah mendeteksi mangsa dan mengubur kapsul yang mengandung bahan kimia tunggal. Temuan ini menunjukkan bahwa kaki berfungsi sebagai semacam antena terhadap rangsangan mekanis dan kimia.


Menambah temuan mereka, para peneliti menemukan bahwa tidak semua burung robin laut memiliki kemampuan sensorik yang sama dengan pelengkap mereka yang berbentuk kaki. Melalui kecelakaan pelayaran, para ilmuwan menerima spesies burung robin laut yang berbeda — Prionotus berkembang — yang tampak seperti yang asli yang mereka pelajari sebelumnya (P.carolinus) tetapi bertindak berbeda. P.evolans menggunakan kaki mereka untuk berjalan dan menjelajahi permukaan pasir, tetapi tidak untuk menggali.
Para peneliti menemukan sedikit perbedaan pada bentuk kaki kedua jenis burung robin laut tersebut. Hewan yang menggunakan kakinya untuk menggali memiliki kaki berbentuk sekop yang ditutupi papila atau struktur kecil yang membantu cengkeraman, mirip dengan benjolan di indra perasa kita. Ikan yang menggunakan kakinya untuk bergerak daripada menggali memiliki kaki berbentuk batang dan tidak memiliki papila.
Studi tersebut juga menganalisis komposisi kaki robin laut antar spesies dan waktu. Ditemukan bahwa kaki penggali adalah ciri evolusi terkini, karena ciri ini hanya ditemukan di beberapa lokasi tempat tinggal burung robin laut. Selain itu, penelitian kedua berfokus pada genetika yang mengekspresikan pelengkap seperti kaki. Para peneliti menggunakan alat genetik, seperti transkriptomik dan pengeditan genetik, untuk memeriksa gen apa yang terlibat dalam pembentukan dan fungsi kaki robin laut. Mereka juga menciptakan hibrida dengan bentuk kaki berbeda untuk mempelajari perbedaan genetik antara kedua spesies robin laut tersebut secara dekat.
“Saya pikir sangat jarang untuk beralih dari deskripsi perilaku, deskripsi molekul, hingga deskripsi hipotesis evolusi,” kata Nicholas Bello, profesor di departemen biologi molekuler dan seluler di Harvard dan rekan-rekannya. penulis penelitian. “Saya pikir ini adalah cetak biru yang bagus tentang bagaimana seseorang mengajukan pertanyaan ilmiah dan mengikutinya dengan penuh rasa ingin tahu dan pikiran terbuka.”
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti melakukan percobaan pada jenis ikan unik yang disebut burung robin laut, yang telah mengembangkan pelengkap khusus seperti kaki. Pelengkap ini digunakan untuk berjalan dan merasakan lingkungannya, terutama untuk mencari mangsa yang tersembunyi di bawah pasir. Para ilmuwan menguji seberapa baik ikan ini dapat menemukan makanan tersembunyi dengan menyiapkan lingkungan terkendali di mana ikan ditempatkan dalam tangki berisi mangsa yang terkubur.
Mereka juga menggunakan elektrofisiologi untuk mencatat bagaimana saraf sensorik di kaki ikan merespons sentuhan fisik dan sinyal kimia. Selain itu, analisis genetik dan perbandingan antara spesies robin laut yang berbeda dilakukan untuk memahami bagaimana kemampuan sensorik ini berevolusi.
Hasil Utama
Studi tersebut menemukan bahwa burung robin laut menggunakan pelengkap seperti kaki mereka untuk mencari makanan yang tersembunyi di bawah pasir. Kaki ini dilengkapi dengan sensor yang dapat mendeteksi sentuhan dan bahan kimia tertentu yang dikeluarkan mangsanya. Ikan dengan kaki khusus, seperti spesiesnya Prionotus carolinusjauh lebih baik dalam menemukan makanan tersembunyi dibandingkan spesies lain yang tidak memiliki kaki khusus ini. Para peneliti menemukan bahwa sel sensorik khusus di kaki membuat ikan lebih sensitif terhadap bahan kimia, yang membantu mereka menemukan mangsa.
Keterbatasan Studi
Meskipun penelitian ini memberikan wawasan yang signifikan tentang bagaimana burung robin laut menggunakan kaki mereka untuk mencari makanan, ada beberapa keterbatasan. Misalnya, percobaan dilakukan di lingkungan akuarium yang terkendali, yang mungkin tidak sepenuhnya menangkap kompleksitas habitat alami ikan. Selain itu, hanya sedikit spesies robin laut yang dipelajari, sehingga tidak jelas seberapa umum temuan ini pada spesies atau lingkungan lain. Terakhir, manfaat evolusi jangka panjang dari kaki sensorik ini belum sepenuhnya dieksplorasi dalam penelitian ini.
Diskusi & Kesimpulan
Studi ini menunjukkan bagaimana hewan dapat mengembangkan sifat-sifat baru untuk beradaptasi dengan lingkungannya. Bagi burung robin laut, evolusi kaki sensorik memungkinkan mereka memperluas strategi berburu, memberi mereka keunggulan dalam menemukan makanan yang tersembunyi di bawah pasir. Penelitian ini membantu kita memahami bagaimana perilaku dan sifat kompleks dapat muncul melalui evolusi. Temuan ini juga membuka pertanyaan tentang bagaimana hewan lain mungkin mengembangkan sifat khusus serupa untuk beradaptasi dengan lingkungannya.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didanai oleh beberapa organisasi terkemuka, termasuk New York Stem Cell Foundation dan National Institutes of Health. Para penulis mengungkapkan bahwa tidak ada persaingan kepentingan yang mungkin mempengaruhi penelitian ini.