Ilmuwan Teliti Sistem Mekanis Rahang Semut yang Sangat Cepat
Rabu, 03 Maret 2021 - 15:38 WIB
Foto/dok
OKINAWA - Hampir seluruh hewan di Bumi memiliki gigitan yang kuat untuk bertahan hidup atau mempertahankan diri. Namun kekuatan gigitan itu biasanya mengandalkan otot untuk membuka dan menutup rahangnya.
Baru-baru ini sejumlah ilmuwan menemukan bahwa rahang semut dengan gigitannya yang kuat ternyata mempunyai sistem mekanis yang berbeda. Seperti sebuah jebakan, rahang semut dapat menutup otomatis dalam satu serangan sangat kilat. (Baca: Bikin Bingung Ilmuwan, Cara Kupu-kupu Terbang terpecahkan)
Rahang jebakan ini adalah inovasi evolusioner yang hingga kini masih beum dipahami oleh para ilmuwan. Mereka masih meneliti bagaimana mekanisme rumit ini berevolusi dari nenek moyang yang lebih sederhana.
Diterbitkan di PLOS Biology, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Evan Economo dari Universitas Pascasarjana Sains dan Teknologi Okinawa (OIST) dan Dr. Douglas Booher dari Universitas Yale, New Haven CT, bersama dengan tim kolaborator internasional, telah menunjukkan bagaimana rahang jebakan berasal dan kemudian melakukan diversifikasi beberapa kali di seluruh dunia.
"Struktur rahang jebakan bergantung pada beberapa bagian yang berinteraksi agar berfungsi dengan benar. Pada awalnya mungkin sulit untuk melihat bagaimana kerumitan seperti itu dapat muncul melalui perubahan bertahap bertahap dari evolusi," kata Profesor Economo, yang memimpin Unit Keanekaragaman Hayati dan Kompleksitas di OIST dikutip dari Phys .
Banyak spesies semut dengan rahang perangkap merupakan bagian dari genus Strumigenys — kelompok yang sangat beragam dengan lebih dari 900 spesies yang ditemukan di wilayah tropis dan sub-tropis di seluruh dunia.
Di OIST, bekerja sama dengan Unit Ekologi dan Evolusi Profesor Alexander Mikheyev, tim peneliti mengekstraksi dan mengurutkan DNA dari 470 spesies semut Strumigenys di seluruh dunia, termasuk yang memiliki rahang kuat dan yang memiliki rahang jebakan. (Baca juga: Helm Perang Prajurit Yunani Kuno Berusia 3.000 Tahun Ditemukan di Israel)
Mereka kemudian menganalisis mekanisme rahang dengan menggunakan pemindai mikro-CT untuk membuat gambar 3-D dan model semut. Para peneliti menemukan bahwa mekanisme rahang jebakan telah berevolusi 7-10 kali secara independen di seluruh dunia.
Setelah terjadi perubahan fungsi, maka kepala semut rahang jebakan mulai mengalami restrukturisasi otot secara masif. "Awalnya kami mengira bahwa semua rahang jebakan memiliki bentuk yang berbeda dan fungsi yang berbeda tapi ternyata ada banyak bentuk peralihan yang belum pernah diidentifikasi orang sebelumnya," katanya.
Para peneliti bekerja sama dengan laboratorium Andrew Suarez di University of Illinois, yang menggunakan videografi berkecepatan tinggi untuk menangkap gerakan rahang semut Strumigenys. "Akselerasi rahang jebakan seratus ribu kali lebih besar dari mandibula standar," kata Profesor Economo. "Dan mereka menutup ribuan kali lebih cepat dari kedipan mata manusia."
Semut Strumigenys membutuhkan kecepatan, menggunakan rahangnya yang sangat cepat untuk menggagalkan mekanisme pelarian springtail, mangsa mereka yang paling banyak. (Baca juga: daianggap Punah 170 Tahun lalu, Burung Black Browned Muncul di Hutan Kalimantan)
Tim peneliti sekarang berencana mengurutkan genom dari perwakilan spesies Strumigenys di seluruh dunia. "Kami ingin menjembatani kesenjangan antara perubahan yang kami lihat pada tingkat genetik dan molekuler, dan apa yang kami lihat pada tingkat morfologis. Itu adalah proyek besar berikutnya," katanya.
Baru-baru ini sejumlah ilmuwan menemukan bahwa rahang semut dengan gigitannya yang kuat ternyata mempunyai sistem mekanis yang berbeda. Seperti sebuah jebakan, rahang semut dapat menutup otomatis dalam satu serangan sangat kilat. (Baca: Bikin Bingung Ilmuwan, Cara Kupu-kupu Terbang terpecahkan)
Rahang jebakan ini adalah inovasi evolusioner yang hingga kini masih beum dipahami oleh para ilmuwan. Mereka masih meneliti bagaimana mekanisme rumit ini berevolusi dari nenek moyang yang lebih sederhana.
Diterbitkan di PLOS Biology, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Evan Economo dari Universitas Pascasarjana Sains dan Teknologi Okinawa (OIST) dan Dr. Douglas Booher dari Universitas Yale, New Haven CT, bersama dengan tim kolaborator internasional, telah menunjukkan bagaimana rahang jebakan berasal dan kemudian melakukan diversifikasi beberapa kali di seluruh dunia.
"Struktur rahang jebakan bergantung pada beberapa bagian yang berinteraksi agar berfungsi dengan benar. Pada awalnya mungkin sulit untuk melihat bagaimana kerumitan seperti itu dapat muncul melalui perubahan bertahap bertahap dari evolusi," kata Profesor Economo, yang memimpin Unit Keanekaragaman Hayati dan Kompleksitas di OIST dikutip dari Phys .
Banyak spesies semut dengan rahang perangkap merupakan bagian dari genus Strumigenys — kelompok yang sangat beragam dengan lebih dari 900 spesies yang ditemukan di wilayah tropis dan sub-tropis di seluruh dunia.
Di OIST, bekerja sama dengan Unit Ekologi dan Evolusi Profesor Alexander Mikheyev, tim peneliti mengekstraksi dan mengurutkan DNA dari 470 spesies semut Strumigenys di seluruh dunia, termasuk yang memiliki rahang kuat dan yang memiliki rahang jebakan. (Baca juga: Helm Perang Prajurit Yunani Kuno Berusia 3.000 Tahun Ditemukan di Israel)
Mereka kemudian menganalisis mekanisme rahang dengan menggunakan pemindai mikro-CT untuk membuat gambar 3-D dan model semut. Para peneliti menemukan bahwa mekanisme rahang jebakan telah berevolusi 7-10 kali secara independen di seluruh dunia.
Setelah terjadi perubahan fungsi, maka kepala semut rahang jebakan mulai mengalami restrukturisasi otot secara masif. "Awalnya kami mengira bahwa semua rahang jebakan memiliki bentuk yang berbeda dan fungsi yang berbeda tapi ternyata ada banyak bentuk peralihan yang belum pernah diidentifikasi orang sebelumnya," katanya.
Para peneliti bekerja sama dengan laboratorium Andrew Suarez di University of Illinois, yang menggunakan videografi berkecepatan tinggi untuk menangkap gerakan rahang semut Strumigenys. "Akselerasi rahang jebakan seratus ribu kali lebih besar dari mandibula standar," kata Profesor Economo. "Dan mereka menutup ribuan kali lebih cepat dari kedipan mata manusia."
Semut Strumigenys membutuhkan kecepatan, menggunakan rahangnya yang sangat cepat untuk menggagalkan mekanisme pelarian springtail, mangsa mereka yang paling banyak. (Baca juga: daianggap Punah 170 Tahun lalu, Burung Black Browned Muncul di Hutan Kalimantan)
Tim peneliti sekarang berencana mengurutkan genom dari perwakilan spesies Strumigenys di seluruh dunia. "Kami ingin menjembatani kesenjangan antara perubahan yang kami lihat pada tingkat genetik dan molekuler, dan apa yang kami lihat pada tingkat morfologis. Itu adalah proyek besar berikutnya," katanya.
(ysw)
tulis komentar anda