Fitur bulu mikroskopis mengungkapkan warna fosil burung dan menjelaskan mengapa kasuari bersinar – Sains Terkini

Kasuari adalah burung besar yang tidak bisa terbang dengan kepala biru dan kaki yang tampak seperti dinosaurus; mereka tampak seperti emu yang waktu itu lupa, dan mereka secara objektif menakutkan. Mereka juga, bersama dengan sepupu burung unta dan kiwi, bagian dari keluarga burung yang terpisah dari ayam, bebek, dan burung penyanyi 100 juta tahun yang lalu. Dalam burung penyanyi dan kerabat mereka, para ilmuwan telah menemukan bahwa susunan fisik bulu menghasilkan warna-warna cerah, tetapi mereka belum pernah melihat mekanisme dalam kelompok yang menjadi bagian dari kasuari – sampai sekarang. Dalam whammy ganda kertas masuk Kemajuan Sains, para peneliti telah menemukan apa yang membuat bulu kasuari bersinar hitam mengkilap dan seperti apa bulu burung yang hidup 52 juta tahun lalu.

"Banyak kali kita mengabaikan burung aneh yang tidak bisa terbang ini. Ketika kita berpikir tentang seperti apa burung purba itu, penting untuk mempelajari kedua garis keturunan saudari yang akan bercabang dari nenek moyang yang sama 80 juta tahun yang lalu," kata Chad Eliason, seorang ilmuwan staf di Field Museum dan penulis pertama makalah itu.

"Memahami atribut dasar – seperti bagaimana warna dihasilkan – adalah sesuatu yang sering kita terima begitu saja pada hewan hidup. Tentunya, kita berpikir, kita harus tahu segala sesuatu yang perlu diketahui? Tapi di sini, kita mulai dengan rasa ingin tahu yang sederhana. Apa yang membuat kasuari begitu mengkilap? Chad menemukan mekanisme yang mendasari di balik kilau ini yang tidak dideskripsikan pada burung. Pengamatan semacam ini adalah kunci untuk memahami bagaimana warna berkembang dan juga menginformasikan bagaimana kita berpikir tentang spesies yang punah, "kata Julia Clarke, ahli paleontologi di Jackson School of Geosains di University of Texas di Austin dan penulis senior makalah ini. Eliason mulai melakukan penelitian untuk makalah ini ketika bekerja dengan Clarke di University of Texas sebagai bagian dari proyek yang lebih besar yang didanai oleh National Science Foundation (NSF EAR 1355292) untuk mempelajari bagaimana burung-burung yang tidak dapat terbang seperti kasuari telah mengembangkan fitur karakteristik mereka.

Pada manusia dan mamalia lainnya, warna sebagian besar berasal dari pigmen seperti melanin yang ada di kulit dan rambut kita. Warna burung tidak hanya berasal dari pigmen – beberapa warna mereka, seperti bintik-bintik pelangi pada burung kolibri dan hitam, mengkilap mengkilap pada gagak, disebabkan oleh susunan fisik bulu mereka. Bagian-bagian sel mereka yang menghasilkan pigmen, yang disebut melanosom, memengaruhi warna bulu berdasarkan pada bagaimana cahaya memantul dari melanosom tersebut. Bentuk atau susunan melanosom yang berbeda dapat menciptakan warna struktural yang berbeda, dan begitu juga lapisan keratin yang membentuk bulu burung. Mereka dapat memantulkan pelangi cahaya, dan mereka dapat membuat perbedaan antara bulu kusam, matte dan bulu dengan kilau mengkilap.

Para ilmuwan belum pernah menemukan warna struktural pada bulu paleognath seperti kasuari dan burung unta – hanya pada kelompok burung neognath seperti burung penyanyi. Tetapi paleognath dapat membuat warna struktural: kulit biru di kepala burung kasuari disebabkan oleh warna struktural, dan begitu juga kilau mengkilap pada telur yang diletakkan oleh sepupu mereka, tinamous. Eliason dan Clarke, yang mempelajari warna struktural pada burung dan dinosaurus, ingin melihat apakah warna struktural juga hadir dalam bulu paleognath.

Bulu burung tersusun sedikit seperti pohon. Batang panjang yang berjalan melalui tengah disebut rachis, dan memiliki cabang yang disebut duri. Duri-duri itu ditutupi dengan struktur kecil yang disebut barbules, mirip dengan dedaunan di dahan pohon. Pada burung mengkilap lainnya, kilau dihasilkan oleh bentuk duri dan lapisan melanosom di barbules. Namun, Eliason dan Clarke tidak menemukannya dalam bulu kasuari. Sebagai gantinya, mereka menemukan bahwa warna hitam mengkilap datang dari rachis yang mengalir di tengah-tengah bulu. Karena barbul berbulu halus pada bulu kasuari sangat jarang, rachis mendapat lebih banyak paparan cahaya daripada pada burung "berbulu tebal", memberikan kesempatan untuk benar-benar bersinar.

Selain menemukan warna struktural pada bulu kasuari, Eliason dan Clarke juga menjelajahi bulu sepupu kasuari yang hidup 52 juta tahun yang lalu. Burung yang punah Calxavis grandei hidup di tempat yang sekarang bernama Wyoming, dan fosil-fosilnya yang sangat terawat baik termasuk jejak bulu-bulunya.

"Anda dapat melihat lempengan fosil dan melihat garis besar di mana bulu-bulunya berada, karena Anda agak melihat noda hitam melanin yang tersisa, bahkan setelah Anda 50 juta tahun atau lebih," jelas Eliason. "Kami mengelupas serpihan kecil fosil dari titik-titik gelap melanin, dan kemudian kami menggunakan pemindaian mikroskop elektron untuk mencari sisa-sisa melanosom yang diawetkan."

Dengan memeriksa jejak bulu ini pada tingkat mikroskopis, para peneliti dapat melihat bentuk melanosom penghasil pigmen dalam barbul daun seperti bulu. Melanosom itu panjang, kurus, dan berbentuk kacang hijau, yang pada burung modern dikaitkan dengan warna-warni.

Sebelum penelitian ini, para ilmuwan belum pernah menemukan bukti warna struktural pada bulu paleognath – sekarang, mereka punya dua contoh berbeda. Para peneliti tidak yakin mengapa kasuari dan burung-burung fosil berevolusi dua cara berbeda untuk membangun bulu mengkilap – mengapa menciptakan kembali roda? Eliason menduga bahwa terbang mungkin memberi ruang lebih banyak kasuari untuk bereksperimen dengan bulu mereka. Pada burung yang terbang, termasuk fosil burung dalam penelitian ini, prioritas nomor satu untuk struktur bulu adalah aerodinamis. Karena kasuari tidak perlu khawatir tentang terbang, mereka memiliki kelonggaran evolusioner untuk mengembangkan bulu mereka yang berbentuk aneh dan berduri tebal. "Perlu bisa terbang adalah kekuatan stabilisasi yang sangat kuat pada bentuk sayap," kata Eliason. "Kehilangan batasan itu, yang perlu terbang, mungkin menghasilkan morfologi bulu baru yang menghasilkan kilap dengan cara yang mungkin tidak dimiliki burung terbang."

Selain pertanyaan yang diajukan penelitian ini tentang mengapa bulu burung ini berevolusi begitu berbeda, Eliason dan Clarke mencatat bahwa itu memberi kita pemahaman keseluruhan yang lebih baik tentang kehidupan di Bumi. "Ini memberi kita sekilas ke masa ketika dinosaurus akan punah dan burung-burung naik," kata Eliason. "Mempelajari paleognath ini memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang apa yang terjadi di sana, karena kamu tidak bisa hanya mempelajari neognath; kamu perlu mempelajari kedua saudara perempuan clades untuk memahami leluhur mereka."

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.