Penciuman Membuat Mamalia Lebih Pintar

• 
• 

Details

Category: BIOLOGI

Published on Tuesday, 31 May 2011 13:31

Written by Ucuffucu

Hits: 95

Penciuman Membuat Mamalia Lebih Pintar

Jumat, 20 Mei 2011 - Tim riset mengamati bahwa rongga hidung dan area yang terkait penciuman mengalami pembesaran dalam fosil pra-mamalia, bersama dengan area otak yang memproses informasi penciuman.

---

Para paleontologis telah menemukan bahwa peningkatan indera penciuman mendorong percepatan evolusi otak pada sepupu leluhur mamalia saat ini. Penelitian ini muncul dalam jurnal Science edisi 20 Mei 2011.

Temuan ini mungkin membantu menjelaskan mengapa otak mamalia berevolusi menjadi besar dan kompleks, yang dalam beberapa kasus menggelembung 10 kali lebih besar dari ukuran tubuh relatif. Dengan merekonstruksi fosil-fosil dua mamalia dari Awal Periode Jurassic – Morganuocodon dan Hadrocodium – para penulis memberikan bukti baru bahwa otak mamalia berkembang dalam tiga tahap utama: pertama dengan perbaikan pada indera penciuman; berikutnya dengan peningkatan sentuhan atau sensitivitas sentuhan pada rambut tubuh, dan ketiga dengan meningkatkan koordinasi neuromuskular atau kemampuan untuk menghasilkan gerakan otot yang terampil dengan menggunakan indera.

CT scan dari otak sejenis tupai berekor pendek modern (kiri atas) dan Hadrocodium (kanan bawah) melalui belahan tengkorak. Buli pencium berada di depan otak. (Kredit: Matt Colbert, Univ of Texas at Austin)

“Sekarang kami memiliki gagasan yang jauh lebih baik tentang urutan peristiwa historis dan kepentingan relatif sistem sensorik yang berbeda dalam evolusi awal mamalia. Ini melukiskan gambaran yang lebih jelas tentang seperti apakah leluhur mamalia dan bagaimana mereka berperilaku, serta leluhur kita sendiri,” kata pemimpin penulis Tim Rowe, Direktur Vertebrate Paleontology Laboratory di University of Texas di Austin.

Penelitian ini menggunakan teknik pencitraan medis yang disebut tomografi sinar-X atau CT untuk merekonstruksi cetakan otak atau endocast fosil berusia 190 juta tahun, Morganuocodon dan Hadrocodium, dari Cina. Makhluk kecil seperti tikus kesturi ini dianggap prekursor bagi keberadaan mamalia atau “pra-mamalia. Sebuah endocast otak merupakan cetakan ruang atau rongga yang terbungkus di dalam otak. Endocast otak yang digunakan dalam penelitian ini secara alami terjadi melalui fosilisasi.

Rekontruksi Hadrocodium wui, mamalia kecil yang hanya berukuran penjepit kertas. (Kredit: Mark A. Klinger, Carnegie Museum of Natural History)

Teknologi CT sangat diperlukan untuk menganalisis fosil rapuh karena memungkinkan para peneliti untuk membuat gambaran fosil rongga otak tiga-dimensi yang tepat tanpa harus menghancurkan fosil dalam rangka untuk mengekspos endocast tersebut.

Tim Rowe menghabiskan beberapa tahun untuk memindai lebih dari selusin endocast otak pra-mamalia di High-Resolution X-ray Computed Tomography Facility, University of Texas di Austin. Pemindaian ini diarsipkan secara online dan tersedia secara gratis di www.digimorph.org.

Gambar tiga dimensi menyediakan pandangan dalam otak dan rongga hidung fosil yang diperbesar. Tim riset mengamati bahwa rongga hidung dan area yang terkait penciuman mengalami pembesaran dalam fosil pra-mamalia, bersama dengan area otak yang memproses informasi penciuman. Kedua karakteristik ini mengindikasikan adanya peningkatan indera penciuman pada pra-mamalia.

Fosil tengkorak Hadrocodium wui. (Kredit: Klinger dan Luo, Carnegie Museum of Natural History)

Penelitian ini juga melihat pengaruh perkembangan rambut tubuh pada ukuran otak. Para penulis berspekulasi bahwa mamalia berbulu awal dengan cepat mengembangkan indera sentuhan yang tajam atau kepekaan sentuhan, bersama dengan meningkatnya koordinasi motorik.

Tidak saja digunakan untuk kehangatan, rambut tubuh awalnya juga menjabat sebagai pengawas lalu lintas udara kecil, yang memungkinkan pra-mamalia menelusuri celah-celah kecil dan menghindari kerugian. Kepekaan taktil yang meningkat ini akhirnya mengarah pada pembentukan bidang sensori yang rumit dalam neokorteks otak mamalia.

Karena neokorteks terlibat dalam tugas-tugas seperti persepsi indera dan generasi perintah motor, perbaikan dalam fungsinya cenderung mengarah pada fine-tuning motorik halus mamalia awal serta koordinasi neuromuskular. Pada kedua fosil ini, ukuran otak kecil (daerah otak yang bertanggung jawab untuk integrasi sensorik-motorik) bertumbuh begitu besar, mulai meriak lebih ke dalam lipatan; peningkatan ukuran ini mendukung gagasan bahwa mamalia awal mengembangkan kemajuan koordinasi neuromuskular.

Dengan membandingkan endocast otak mamalia dengan fosil kelompok lain, seperti reptil primitif yang disebut cynodonts, hal ini mengungkapkan bahwa otak Morganuocodon dan Hadrocodium hampir 50 persen lebih besar dari otak prekursor mamalia. Secara keseluruhan, hasil petunjuk bahwa kemampuan mengeksploitasi dunia informasi didominasi oleh penciuman membuat mamalia awal sangat berbeda dari kerabat terdekat mereka yang punah.

“Sekarang kami memiliki gambaran umum mengenai otak pada leluhur mamalia, kami berencana mengeksplorasi urutan diversifikasi otak dan sistem sensor sebagaimana mamalia berevolusi dan beragam. Hal ini akan membuka rahasia baru tentang bagaimana otak besar dan adaptasi sensorik ekstrim berevolusi pada mamalia, Seperti electroreception pada platypus, serta sonar pada ikan paus dan kelelawar. Semua ini sangat menarik!” kata Rowe.

Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation, University Of Texas Jackson School Of Geosciences, dan Yayasan Ilmu Alam Nasional Cina.