ADVERTISEMENT
Salah satu langkah terpenting dalam evolusi mamalia modern adalah perkembangan pendengaran yang sangat sensitif. Kondisi telinga mamalia saat ini memungkinkan kita mendengar berbagai frekuensi dan volume.
Kondisi ini membantu nenek moyang mamalia purba bertahan hidup bersama dinosaurus. Terutama mereka sebagian besar aktif di malam hari.
Telinga tengah mamalia saat ini memiliki gendang telinga dan beberapa tulang kecil yang menunjukkan cara pendengaran modern. Penelitian terbaru yang dilakukan para paleontolog dari Universitas Chicago (UChicago) menemukan cara mendengar ini ternyata berevolusi jauh lebih awal dari yang diketahui.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Dengan menggunakan hasil pemindaian computed tomography (CT) terperinci dari tengkorak dan tulang rahang nenek moyang mamalia berusia 250 juta tahun, Thrinaxodon liorhinus bukti baru evolusi pendengaran ditemukan.
Peneliti menggunakan metode rekayasa untuk mensimulaksikan efek tekanan dan frekuensi suara yang berbeda pada anatomi T liorhinus. Hasilnya mengejutkan!
Evolusi Pendengaran pada Mamalia
Melalui metode rekayasa ditemukan bila Thrinaxodon liorhinus kemungkinan memiliki gendang telinga yang cukup besar. Gendang telinga ini memungkinkannya mendengar suara yang merambat melalui udara secara efektif.
Sebelumnya, pada ilmuwan mengira proses ini terjadi sekitar 50 juta tahun lalu bukan 250 juta tahun lalu. Mahasiswa pascasarjana yang memimpin studi tersebut, Alec Wilken menyebut selama hampir seabad para ilmuwan mencoba mencari tahun bagaimana hewan purba bisa mendengar.
"Gagasan-gagasan ini telah memikat imajinasi pada paleontolog yang bekerja di bidang evolusi mamalia. Tetapi, hingga sekarang kita belum memiliki uji biomekanik yang sangat kuat," bebernya dikutip dari laman resmi UChicago.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dalam biomekanik komputasional teka-teki tersebut bisa mulai diuraikan.
Tentang Thrinaxodon
Thrinaxodon adalah cynodont, kelompok hewan dari periode Trias awal. Hewan ini memiliki ciri-ciri yang mulai bertransisi dari reptil ke mamalia.
Mereka memiliki gigi khusus, perubahan pada langit-langit mulut dan diafragma untuk meningkatkan pernapasan dan metabolisme. Thrinaxodon juga kemungkinan memiliki darah hangat dan berbulu.
Cynodont di masa awal memiliki tulang telinga (malleus), incus, dan stapes yang melekat pada tulang rahang mereka. Kemudian, tulang-tulang ini terpisah dari rahang mereka untuk membentuk telinga tengah.
Bagian telinga tengah ini dianggap sebagai peran penting dam evolusi mamalia modern. Sekitar 50 tahun yang lalu, paleontolog Universitas Illinois Chicago, Edgar Allin pertama kali berspekulasi bila cynodont seperti Thrinaxodon memiliki membran yang menggantung.
Membran itu menggantung di atas struktur berbentuk kait pada tulang rahang yang merupakan cikal bakal gendang telinga modern. Hingga saat itu, para ilmuwan yang mempelajari evolusi mamalia sebagian besar percaya bahwa cynodont awal mendengar melalui konduksi tulang.
Proses ini juga disebut dengan pendengaran rahang, di mana mereka meletakkan rahang bawah di tanah untuk menangkap getaran. Meskipun gagasan gendang telinga itu menarik, tidak ada cara untuk menguji secara pasti apakah struktur seperti itu dapat berfungsi untuk mendengar suara yang merambat melalui udara.
Canggihnya Pemindaian CT
Perangkat pencitraan modern seperti CT Scan telah merevolusi bidang paleontologi. Metode ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengungkap banyak informasi yang tidak mungkin diperoleh hanya dengan mempelajari spesimen fisik saja.
Wilken dan tim mengambil spesimen Thrinaxodon dari Museum Paleontologi di Universitas California, Berkeley. Setelahnya, spesimen itu memindai di Laboratorium PaleoCT UChicago.
Model 3D yang dihasilkan memberi ilmuwan penggambaran rekonstruksi tengkorak dan tulang rahang secara detail. Mereka juga mendapat informasi tentang dimensi, bentuk, sudut, dan lekukan yang mereka butuhkan untuk menentukan bagaimana gendang telinga potensial dapat berfungsi.
Data ini kemudian ditindaklanjuti menggunakan perangkat lunak bernama Strand7. Aplikasi ini melakukan analisis elemen hingga menciptakan sebuah pendekatan yang memecah suatu sistem menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dengan karakteristik fisik berbeda.
Perangkat lunak semacam itu biasanya digunakan untuk masalah teknik yang kompleks. Contohnya, memprediksi tegangan pada jembatan, pesawat terbang dan bangunan, atau menganalisis distribusi panas pada mesin.
Tim menggunakan perangkat lunak untuk mensimulasikan bagaimana anatomi Thrinaxodon merespons tekanan dan frekuensi suara yang berbeda. Mereka juga menggunakan pustaka data tentang ketebalan, kepadatan, dan fleksibilitas tulang ligamen, otot, dan kulit dari hewan hidup.
Hasilnya sangat jelas, Thrinaxodon memiliki dengan gendang telinga yang terletak di lekukan tulang rahangnya. Dengan cara ini, mereka mendengar lebih efektif dibanding melalui konduksi tulang.
Ukuran dan bentuk gendang telinga Thrinaxodon akan menghasilkan getaran yang tepat untuk menggerakkan tulang telinga. Hal ini juga menghasilkan tekanan yang cukup untuk merangsang saraf pendengarannya dan mendeteksi frekuensi suara.
Meskipun masih bergantung pada pendengaran melalui rahang, gendang telinga Thrinaxodon sudah bertanggung jawab atas sebagian besar pendengarannya. Profesor biologi organisme dan anatomi, Zhe-Xi Luo menjelaskan hasil CT dari fosil tersebut peneliti dapat mengambil sifat material dari hewan yang masih hidup.
Sifat ini membuat Thrinaxodon seolah-olah menjadi hidup. Hal ini ternyata belum pernah mungkin dilakukan sebelumnya.
"Simulasi perangkat lunak ini menunjukkan kepada kita bahwa getaran melalui suara pada dasarnya adalah cara hewan ini dapat mendengar," kata Luo.
Wilken menambahkan teknologi baru ini memungkinkan peneliti untuk menjawab pertanyaan lama dan mengubahnya menjadi masalah teknik. Keadaan ini sangat menarik minat para peneliti.
"Kami mengambil masalah berkonsep tinggi-yaitu, 'bagaimana tulang telinga bisa bergerak pada fosil berusia 250 juta tahun?'-dan menguji hipotesis sederhana menggunakan alat-alat canggih ini. Dan ternyata pada Thrinaxodon , gendang telinga berfungsi dengan baik tanpa perlu banyak bergerak," tandas Wilken.
