Ahli biologi dan paleontologi telah lama memperdebatkan asal usul landak Amerika Utara, dengan DNA yang menunjukkan sejarah mereka berasal dari 10 juta tahun yang lalu, sementara fosil menunjukkan bahwa mereka mungkin berevolusi sekitar 2,5 juta tahun yang lalu. Sebuah studi baru, menggunakan kerangka landak yang hampir lengkap yang ditemukan di Florida, telah memperjelas garis waktu ini dengan membandingkan perbedaan anatomi dengan spesies Amerika Selatan, menyimpulkan bahwa landak Amerika Utara memang merupakan kelompok purba. Studi ini, yang didukung oleh mata kuliah unik di perguruan tinggi tersebut, juga mengeksplorasi migrasi yang lebih luas dan pola evolusi landak dan mamalia lain di seluruh benua, menyoroti bagaimana perubahan lingkungan membentuk adaptasi dan kelangsungan hidup mereka. Kredit: Foto Museum Florida oleh Jeff Gage
Penemuan baru kerangka landak lengkap di Florida mengungkap asal usul landak Amerika Utara yang jauh lebih awal, sebelum Tanah Genting Panama, dan menunjukkan garis keturunan evolusioner campuran dengan ciri-ciri landak Amerika Utara dan Selatan. jenis.
Ada perdebatan lama di kalangan ahli biologi yang mempelajari landak. Di Amerika Tengah dan Selatan terdapat 16 spesies landak, sedangkan Amerika Utara hanya memiliki satu. Data genetik menunjukkan bahwa satu-satunya landak Amerika Utara ini adalah bagian dari garis keturunan yang berasal dari 10 juta tahun yang lalu. Namun, catatan fosil memberikan narasi yang kontras, menunjukkan bahwa mereka mungkin baru berevolusi 2,5 juta tahun yang lalu, pada awal zaman es.
Sebuah studi baru diterbitkan di jurnal Biologi Saat Ini mengklaim telah menyelesaikan perselisihan tersebut, berkat kerangka landak yang sangat langka dan hampir lengkap yang ditemukan di Florida. Para penulis mencapai kesimpulan mereka dengan mempelajari perbedaan besar dalam struktur tulang antara landak Amerika Utara dan Selatan, namun mencapainya tidaklah mudah. Dibutuhkan semua mahasiswa pascasarjana dan sarjana serta beberapa tahun persiapan dan studi yang cermat.
“Bahkan bagi kurator berpengalaman dengan semua keterampilan yang diperlukan, akan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk mempelajari dan memproses keseluruhan kerangka secara menyeluruh,” kata penulis utama Natasha Vitek. Saat belajar sebagai mahasiswa doktoral di Museum Sejarah Alam Florida, Vitek berkolaborasi dengan kurator paleontologi vertebrata Jonathan Bloch untuk membuat kursus perguruan tinggi di mana siswa memperoleh pengalaman penelitian langsung dengan mempelajari fosil landak.
Radiasi kuno memunculkan hewan pengerat terbesar di dunia
Landak adalah sejenis hewan pengerat, dan nenek moyang mereka kemungkinan besar berasal dari Afrika lebih dari 30 juta tahun yang lalu. Keturunan mereka telah melakukan perjalanan ke Asia dan sebagian Eropa melalui darat, namun perjalanan mereka ke Amerika Selatan merupakan peristiwa penting dalam sejarah mamalia. Mereka menyeberangi Samudra Atlantik – kemungkinan besar dengan arung jeram – ketika Afrika dan Amerika Selatan jauh lebih berdekatan dibandingkan saat ini. Mereka adalah hewan pengerat pertama yang menginjakkan kaki di benua ini, di mana mereka berevolusi menjadi kelompok terkenal seperti babi guinea, chinchilla, kapibara, dan landak.
Beberapa mengambil proporsi yang sangat besar. Ada hewan yang berjalan lamban seperti tikus yang panjangnya mencapai lima kaki, dilengkapi dengan otak kecil yang beratnya kurang dari buah plum. Kerabat kapibara yang telah punah tumbuh sebesar sapi.
Landak masih tergolong kecil dan telah berevolusi untuk beradaptasi dengan kehidupan di puncak pohon di hutan hujan lebat di Amerika Selatan. Saat ini, mereka berjalan melewati kanopi dengan bantuan jari-jari panjang yang dilengkapi cakar tumpul berbentuk sabit yang bersudut sempurna untuk mencengkeram dahan. Banyak juga yang memiliki ekor yang panjang dan dapat menahan beban, yang mereka gunakan saat memanjat dan mengambil buah.
Landak Amerika Utara (kiri) dan Selatan (kanan) telah berada pada lintasan evolusi yang berbeda selama 10 juta tahun. Kredit: Foto Museum Florida oleh Kristen Grace
Meskipun rekam jejak perjalanan mereka luar biasa, Amerika Selatan adalah jalan buntu selama jutaan tahun. Lautan luas dengan arus deras memisahkan Amerika Utara dan Selatan, dan sebagian besar hewan tidak dapat menyeberang – dengan beberapa pengecualian.
Dimulai sekitar 5 juta tahun yang lalu, Tanah Genting Panama berada di atas permukaan laut, memisahkan Pasifik dari Atlantik. Jembatan darat ini menjadi seperti jalan raya kuno yang sibuk beberapa juta tahun kemudian, dengan lalu lintas mengalir di kedua arah.
Gajah prasejarah, kucing bertaring tajam, jaguar, llama, peccaries, rusa, sigung, dan beruang mengalir dari Amerika Utara ke Selatan. Perjalanan sebaliknya dilakukan oleh empat jenis sloth tanah, armadillo besar, burung teror, kapibara, dan bahkan marsupial.
Kedua kelompok ini menemui nasib yang sangat berbeda. Mamalia yang bermigrasi ke selatan memiliki kinerja yang cukup baik; banyak yang berhasil menetap di lingkungan tropis barunya dan bertahan hingga hari ini. Namun hampir semua garis keturunan yang berkelana ke utara menuju lingkungan yang lebih dingin telah punah. Saat ini, hanya tiga yang bertahan: armadillo bergaris sembilan, opossum Virginia, dan landak Amerika Utara.
Fosil-fosil baru menangkap aksi evolusi
Hewan yang melakukan perjalanan ke utara harus menghadapi lingkungan baru yang sedikit mirip dengan lingkungan yang mereka tinggalkan. Hutan tropis yang hangat digantikan oleh padang rumput terbuka, gurun, dan hutan gugur yang sejuk. Bagi landak, hal ini berarti menghadapi musim dingin yang keras, sumber daya yang lebih sedikit, dan turun dari pohon untuk berjalan di darat. Mereka masih belum memahami yang terakhir; Landak Amerika Utara memiliki kecepatan gerak maksimum sekitar 2 mph.
Landak Amerika Selatan dilengkapi dengan lapisan duri berongga dan tumpang tindih yang mengancam, yang memberikan perlindungan besar tetapi tidak banyak membantu mengatur suhu tubuh. Landak Amerika Utara menggantinya dengan campuran bulu penyekat dan duri panjang seperti jarum yang dapat mereka angkat saat merasa terancam. Mereka juga harus mengubah pola makan yang mengubah bentuk rahang mereka.
“Di musim dingin, ketika makanan favorit mereka tidak tersedia, mereka akan menggigit kulit pohon untuk mendapatkan jaringan lunak di bawahnya. “Ini bukan makanan enak, tapi lebih baik daripada tidak sama sekali,” kata Vitek. “Kami pikir jenis makanan ini dipilih karena struktur rahang tertentu yang membuat mereka lebih baik dalam menggiling.”
Mereka juga kehilangan ekornya yang dapat memegang. Meskipun landak Amerika Utara masih suka memanjat, hal ini bukanlah keahlian mereka. Spesimen museum sering kali menunjukkan bukti patah tulang yang telah sembuh, kemungkinan besar disebabkan oleh jatuh dari pohon.
Banyak dari ciri-ciri ini dapat diamati pada fosil. Masalahnya adalah tidak banyak fosil yang bisa ditemukan. Menurut Vitek, sebagian besar berupa pecahan gigi atau rahang, dan para peneliti sering menyamakannya dengan landak Amerika Selatan. Hewan-hewan yang dianggap termasuk dalam kelompok Amerika Utara tidak memiliki ciri-ciri penting yang dapat memberikan petunjuk kepada ahli paleontologi tentang bagaimana mereka berevolusi.
Jadi ketika ahli paleontologi Museum Florida, Art Poyer, menemukan kerangka landak yang sangat terpelihara dengan baik di tambang batu kapur Florida, mereka sangat menyadari pentingnya hal tersebut.
“Ketika mereka pertama kali memperkenalkannya, saya kagum,” kata Bloch, penulis senior studi tersebut. “Sangat jarang mendapatkan fosil kerangka seperti ini yang tidak hanya memiliki tengkorak dan rahang, namun banyak tulang terkait dari seluruh tubuh. Hal ini memungkinkan gambaran yang lebih lengkap tentang bagaimana mamalia yang punah ini berinteraksi dengan lingkungannya. Kami segera menyadari bahwa landak ini berbeda dengan landak modern di Amerika Utara yang memiliki ekor khusus untuk memegang dahan.”
Dengan membandingkan kerangka fosil dengan tulang landak modern, Bloch dan Vitek yakin mereka dapat menentukan identitasnya. Namun jumlah pekerjaan yang dibutuhkan lebih dari satu orang yang dapat melakukannya sendiri dalam waktu singkat. Jadi mereka ikut menciptakan kursus paleontologi perguruan tinggi, di mana satu-satunya tugas sepanjang semester adalah mempelajari tulang landak.
“Ini adalah sesuatu yang hanya bisa diajarkan di tempat seperti Museum Florida, di mana Anda memiliki koleksi dan cukup banyak siswa untuk mempelajarinya,” kata Vitek. “Kami fokus pada detail rahang, anggota badan, kaki, dan ekor. Ini memerlukan serangkaian perbandingan yang sangat mendetail yang mungkin tidak Anda sadari pada percobaan pertama.”
Hasilnya mengejutkan. Fosil tersebut tidak memiliki rahang yang kuat untuk menggerogoti kulit kayu dan memiliki ekor yang dapat memegang, sehingga tampaknya lebih dekat hubungannya dengan landak Amerika Selatan. Namun, kata Vitek, ciri-ciri lain memiliki kemiripan yang lebih kuat dengan landak Amerika Utara, termasuk bentuk tulang telinga tengah serta bentuk gigi depan dan belakang bagian bawah.
Dengan menggabungkan seluruh data, analisis secara konsisten memberikan jawaban yang sama. Fosil tersebut berasal dari spesies landak Amerika Utara yang telah punah, artinya kelompok ini memiliki sejarah panjang yang kemungkinan besar dimulai sebelum Tanah Genting Panama terbentuk. Namun masih ada pertanyaan mengenai berapa banyak spesies yang pernah ada dalam kelompok ini atau mengapa mereka punah.
“Satu hal yang masih belum terselesaikan dalam penelitian kami adalah apakah spesies yang punah ini merupakan nenek moyang langsung landak Amerika Utara yang masih hidup hingga saat ini,” kata Vitek. “Mungkin juga landak memasuki daerah beriklim sedang dua kali, sekali di sepanjang Gulf Coast dan sekali di barat. Kami belum sampai di sana.”
Referensi: “Landak Amerika Utara yang Punah dengan Ekor Amerika Selatan” oleh Natasha S. Vitek, Jennifer C. Hoeflich, Isaac Magallanes, Sean M. Moran, Rachel E. Narducci, Victor J. Perez, Jeanette Pirlo, Mitchell S. Riegler , Molly C. Selba, Maria C. Vallejo-Couple, Michael J. Ziegler, Michael C. Granatosky, Richard C. Hulbert dan Jonathan I. Bloch, 27 Mei 2024, Biologi Saat Ini.
DOI: 10.1016/j.cub.2024.04.069
Studi ini didanai oleh US National Science Foundation.
Jennifer Hoeflich, Isaac Magallanes, Sean Moran, Rachel Narducci, Victor Perez, Jeanette Pirlo, Mitchell Riegler, Molly Selba, Maria Vallejo-Pareja, Michael Ziegler, Michael Granatosky dan Richard Hulbert dari Florida Museum of Natural History juga merupakan penulis makalah ini .
NewsRoom.id
