Lauren Sallan dan Professor Michael Coates memegang sebuah fosil actinopterygian di lab Culver Hall mereka tanggal 6 oktober 2009. Sallan dan Coates menemukan bahwa sebuah peristiwa kepunahan 360 juta tahun lalu menyetel tahap evolusi vertebrata modern. Hasil penelitian ini dilaporkan dalam edisi online tanggal 17 mei dari Proceedings of the National Academy of Sciences. (Credit: Photo by Jason Smith/University of Chicago)
19 mei 2010 — Sebuah kepunahan massal ikan 360 juta tahun lalu menekan kembali tombol reset kehidupan di bumi, menyetel tahap keanekaragaman hayati vertebrata modern, sebuah studi melaporkan.
Kepunahan massal mengocok pool spesies didekat masa dimana vertebrata pertama merangkak dari air menuju daratan, lapor para ilmuan University of Chicago. Beberapa spesies yang berhasil selamat dari “leher botol” ini menjadi titik awal evolusi semua vertebrata – termasuk manusia – yang ada sekarang, menurut sebuah studi yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Apapun yang menyerang, kepunahan ini bersifat global,” kata Lauren Sallan, mahasiswa pascasarjana University of Chicago dan penulis utama di laporan ini. “Ia mereset keanekaragaman hayati vertebrata di setiap lingkungan, baik air tawar maupun laut, dan menciptakan dunia yang sepenuhnya baru.”
Periode Devon, yang terentang dari 416 hingga 359 juta tahun lalu, juga dikenal sebagai Zaman Ikan karena keanekaragaman spesies yang hidup di lingkungan akuatis di bumi. Placoderma berperisai seperti Dunkleosteus raksasa dan ikan bersirip lobus – sama dengan ikan paru modern – mendominasi perairan, sementara ikan bersirip pancar, hiu dan tetrapoda merupakan minoritas.
Namun antara periode Devon akhir dan periode Karbon setelahnya, placoderma lenyap dan ikan bersirip pancar segera menggantikan ikan bersirip lobus sebagai kelompok dominan, sebuah pergeseran demografis yang bertahan hingga sekarang.
“Periode Devon dikenal sebagai Zaman Ikan, namun ikan jenis yang salah,” kata Sallan. “Hampir semua yang dominan di periode Devon mati pada akhir periode dan tergantikan.”
“Ada semacam ketukan pada akhir Devon,” kata penulis kedua Michael Coates, PhD, profesor biologi organismal dan anatomi dari University of Chicago. "Aturannya tetap, tapi pemainnya berubah: peran berubah dengan dramatis. Sesuatu terjadi yang hampir menyapu bersih bumi, dan, dari sedikit yang berhasil selamat, hanya segenggam yang kemudian memancar secara spektakuler.”
Para ilmuan telah lama berteori kalau peristiwa Kellwasser Devonian Akhir – dipandang sebagai satu dari lima besar kepunahan dalam sejarah bumi – bertanggung jawab untuk guncangan spesies invertebrata kelautan. Namun analisa fosil vertebrata oleh Sallan dan Coates, menunjukkan sebuah ingsutan kritis dalam keanekaragamannya pada peristiwa kepunahan Hangenberg 15 juta tahun kemudian.
Pada saat kepunahan ini, bentuk bersirip lobus seperti Tiktaalik dan tetrapoda bertangan-kaki awal seperti Ichthyostega mengambil langkah penting pertamanya menuju keberadaan mereka di daratan. Namun setelah kepunahan ini, sebuah rentangan panjang fosil yang dikenal sebagai “Celah Romer” hampir kosong dari tetrapoda, sebuah teka-teki yang telah bertahun-tahun membingungkan para paleontolog. Data dari Sallan dan Coates menunjukkan kalau celah 15 juta tahun ini adalah sebuah waktu istirahat setelah peristiwa Hangenberg yang traumatis.
“Celah ini nyata. Sesuatu yang secara klasik terlihat setelah peristiwa kepunahan adalah celah dalam catatan mereka yang selamat,” kata Sallan. “Anda memiliki sedikit sekali keanekaragaman fauna, karena sebagian besar telah terbunuh.”
Saat tetrapoda akhirnya pulih, mereka yang selamat tampaknya adalah leluhur dari mayoritas vertebrata darat yang ada sekarang. Sifat vertebrata modern – seperti motif tangan-kaki lima jari yang dimiliki semua mamalia, burung dan reptil saat masih berada di utero – mungkin disetel oleh leluhur bersama ini, demikian pengajuan para peneliti.
“Peristiwa kepunahan menyingkirkan sejumlah besar keanekaragaman hayati,” kata Coates. “Ini membentuk jalan yang sangat signifikan bagi keanekaragaman hayati yang bertahan hingga masa kini.”
Analisis ini diuntungkan dari kemajuan terbaru dalam pengisian catatan fosil vertebrata, kata Coates. Sebelumnya, perkiraan kepunahan awal telah dibuat menggunakan fosil invertebrata seperti moluska dan kepah, yang jauh lebih melimpah. Dengan dataset vertebrata yang lebih besar dan teknik analisis yang dipinjam dari ekologi modern, Sallan dan Coates mampu melihat perubahan mendadak dalam komposisi spesies sebelum dan sesudah peristiwa Hangenberg.
“Ini kepunahan besar pada apa yang dipandang sebagai waktu kritis dalam evolusi vertebrata, sehingga mengesankan kalau ia tidak disadari dari dulu,” kata Sallan. “Namun perlu metode yang tepat untuk mengungkapkan besarnya.”
Apa yang masih misterius adalah apa yang sebenarnya terjadi 360 juta tahun lalu yang memicu kepunahan massal ini, kata para ilmuan. Peneliti lain telah menemukan bukti pembentukan glasier substansial di akhir periode Devon, yang akan menurunkan permukaan laut secara dramatis dan mempengaruhi kehidupan di dalamnya. Kemunculan pertama lingkungan mirip hutan di beberapa daerah mungkin juga memberikan perubahan atmosferik yang menghancurkan bagi kehidupan hewan.
Penelitian ini juga memunculkan pertanyaan mengenai pola evolusi setelah peristiwa kepunahan. Masih belum jelas kenapa kelompok yang melimpah sebelum peristiwa terjadi tidak dapat bangkit, sementara kelompok lain menyebar dan beraneka ragam dalam cara baru yang radikal. Tanpa melihat pertanyaan ini, konsekuensinya masih terasa ratusan juta tahun kemudian, kata para peneliti.
“Ini adalah episode puncak yang membentuk keanekaragaman hayati vertebrata modern,” kata Coates. “Kita sekarang baru saja mulai meletakkan peristiwa penting tersebut dalam sejarah kehidupan dan sejarah planet, yang kita belum mampu lakukan sebelumnya.”
Dana penelitian disediakan oleh National Science Foundation, University of Chicago Hinds Fund, Paleontological Society, Palaeontological Association, the American Society of Ichthyologists and Herpetologists, dan Evolving Earth Foundation.
Referensi
Lauren Cole Sallan, Michael I. Coates. End-Devonian extinction and a bottleneck in the early evolution of modern jawed vertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010
19 mei 2010 — Sebuah kepunahan massal ikan 360 juta tahun lalu menekan kembali tombol reset kehidupan di bumi, menyetel tahap keanekaragaman hayati vertebrata modern, sebuah studi melaporkan.
Kepunahan massal mengocok pool spesies didekat masa dimana vertebrata pertama merangkak dari air menuju daratan, lapor para ilmuan University of Chicago. Beberapa spesies yang berhasil selamat dari “leher botol” ini menjadi titik awal evolusi semua vertebrata – termasuk manusia – yang ada sekarang, menurut sebuah studi yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Apapun yang menyerang, kepunahan ini bersifat global,” kata Lauren Sallan, mahasiswa pascasarjana University of Chicago dan penulis utama di laporan ini. “Ia mereset keanekaragaman hayati vertebrata di setiap lingkungan, baik air tawar maupun laut, dan menciptakan dunia yang sepenuhnya baru.”
Periode Devon, yang terentang dari 416 hingga 359 juta tahun lalu, juga dikenal sebagai Zaman Ikan karena keanekaragaman spesies yang hidup di lingkungan akuatis di bumi. Placoderma berperisai seperti Dunkleosteus raksasa dan ikan bersirip lobus – sama dengan ikan paru modern – mendominasi perairan, sementara ikan bersirip pancar, hiu dan tetrapoda merupakan minoritas.
Namun antara periode Devon akhir dan periode Karbon setelahnya, placoderma lenyap dan ikan bersirip pancar segera menggantikan ikan bersirip lobus sebagai kelompok dominan, sebuah pergeseran demografis yang bertahan hingga sekarang.
“Periode Devon dikenal sebagai Zaman Ikan, namun ikan jenis yang salah,” kata Sallan. “Hampir semua yang dominan di periode Devon mati pada akhir periode dan tergantikan.”
Para ilmuan telah lama berteori kalau peristiwa Kellwasser Devonian Akhir – dipandang sebagai satu dari lima besar kepunahan dalam sejarah bumi – bertanggung jawab untuk guncangan spesies invertebrata kelautan. Namun analisa fosil vertebrata oleh Sallan dan Coates, menunjukkan sebuah ingsutan kritis dalam keanekaragamannya pada peristiwa kepunahan Hangenberg 15 juta tahun kemudian.
Pada saat kepunahan ini, bentuk bersirip lobus seperti Tiktaalik dan tetrapoda bertangan-kaki awal seperti Ichthyostega mengambil langkah penting pertamanya menuju keberadaan mereka di daratan. Namun setelah kepunahan ini, sebuah rentangan panjang fosil yang dikenal sebagai “Celah Romer” hampir kosong dari tetrapoda, sebuah teka-teki yang telah bertahun-tahun membingungkan para paleontolog. Data dari Sallan dan Coates menunjukkan kalau celah 15 juta tahun ini adalah sebuah waktu istirahat setelah peristiwa Hangenberg yang traumatis.
“Celah ini nyata. Sesuatu yang secara klasik terlihat setelah peristiwa kepunahan adalah celah dalam catatan mereka yang selamat,” kata Sallan. “Anda memiliki sedikit sekali keanekaragaman fauna, karena sebagian besar telah terbunuh.”
Saat tetrapoda akhirnya pulih, mereka yang selamat tampaknya adalah leluhur dari mayoritas vertebrata darat yang ada sekarang. Sifat vertebrata modern – seperti motif tangan-kaki lima jari yang dimiliki semua mamalia, burung dan reptil saat masih berada di utero – mungkin disetel oleh leluhur bersama ini, demikian pengajuan para peneliti.
“Peristiwa kepunahan menyingkirkan sejumlah besar keanekaragaman hayati,” kata Coates. “Ini membentuk jalan yang sangat signifikan bagi keanekaragaman hayati yang bertahan hingga masa kini.”
Analisis ini diuntungkan dari kemajuan terbaru dalam pengisian catatan fosil vertebrata, kata Coates. Sebelumnya, perkiraan kepunahan awal telah dibuat menggunakan fosil invertebrata seperti moluska dan kepah, yang jauh lebih melimpah. Dengan dataset vertebrata yang lebih besar dan teknik analisis yang dipinjam dari ekologi modern, Sallan dan Coates mampu melihat perubahan mendadak dalam komposisi spesies sebelum dan sesudah peristiwa Hangenberg.
“Ini kepunahan besar pada apa yang dipandang sebagai waktu kritis dalam evolusi vertebrata, sehingga mengesankan kalau ia tidak disadari dari dulu,” kata Sallan. “Namun perlu metode yang tepat untuk mengungkapkan besarnya.”
Apa yang masih misterius adalah apa yang sebenarnya terjadi 360 juta tahun lalu yang memicu kepunahan massal ini, kata para ilmuan. Peneliti lain telah menemukan bukti pembentukan glasier substansial di akhir periode Devon, yang akan menurunkan permukaan laut secara dramatis dan mempengaruhi kehidupan di dalamnya. Kemunculan pertama lingkungan mirip hutan di beberapa daerah mungkin juga memberikan perubahan atmosferik yang menghancurkan bagi kehidupan hewan.
“Ini adalah episode puncak yang membentuk keanekaragaman hayati vertebrata modern,” kata Coates. “Kita sekarang baru saja mulai meletakkan peristiwa penting tersebut dalam sejarah kehidupan dan sejarah planet, yang kita belum mampu lakukan sebelumnya.”
Dana penelitian disediakan oleh National Science Foundation, University of Chicago Hinds Fund, Paleontological Society, Palaeontological Association, the American Society of Ichthyologists and Herpetologists, dan Evolving Earth Foundation.
Referensi
Lauren Cole Sallan, Michael I. Coates. End-Devonian extinction and a bottleneck in the early evolution of modern jawed vertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010