Sinar-X 3D Membangun Bagan Evolusi Penerbangan pada Burung

Alat pemindaian sinar-X tiga dimensi digunakan untuk membantu membangun bagan evolusi penerbangan pada burung, secara digital merekonstruksi ukuran otak burung dengan menggunakan fosil purba dan tengkorak burung modern.
Dalam sebuah proyek kolaborasi antara Museum Nasional Skotlandia, Universitas Dundee Abertay, dan Universitas Lethbridge, Kanada, para peneliti menggunakan pemindai CT yang sangat sensitif (computerized tomography) di Abertay untuk menganalisa keseluruhan dan fragmen tengkorak fosil dan menciptakan model 3D otak burung yang punah dengan akurat.
Tempurung burung bertumbuh hingga ukuran yang tetap sebelum mereka meninggalkan sarang, dengan otak kemudian bertumbuh hampir sepenuhnya mengisi ruang rongga. Artinya, tempurung burung bisa digunakan untuk menghitung secara akurat ukuran dan bentuk otaknya.

Tempurung raven (Corvus corax) menunjukkan rekontruksi otak. (Kredit: Musium Nasional Skotlandia/Universitas Abertay Dundee)

Dengan mengerjakan ini, ukuran bagian otak, yang disebut flocculus, bisa dibangun. Bagian kecil dari otak kecil ini bertanggung jawab mengintegrasikan sinyal visual dan keseimbangan selama penerbangan, yang memungkinkan burung fokus pada objek bergerak dalam tiga dimensi selagi mereka terbang.
Dr. Stig Walsh, pemimpin proyek dan Kurator Senior Palaeobiologi Vertebrata di Museum Nasional Skotlandia, mengatakan: “Dengan memetakan ukuran relatif bagian otak burung, kami yakin bisa menemukan bagaimana flocculus telah berkembang untuk berurusan dengan kemampuan terbang yang berbeda, memberi kita informasi baru tentang saat burung pertama kali mengembangkan kekuatan penerbangannya.”
Pertanyaan utama dari penelitian ini adalah apakah flocculus yang lebih besar terkait secara langsung dengan kemampuan yang lebih baik untuk memproses sinyal visual dan keseimbangan selama penerbangan. Jika terbukti, ini bisa menandai langkah besar ke depan dalam memahami evolusi burung, dan mungkin menjelaskan apakah beberapa dinosaurus yang sangat mirip burung benar-benar dinosaurus atau sebenarnya burung terbang sekunder.
Dia menambahkan: “Penelitian ini hanya baru-baru ini dimungkinkan melalui kemajuan pemindai CT-mikro sinar-X. Tidak seperti pemindai medis, yang mengambil serangkaian gambar irisan melalui sebuah objek hingga 1,5 milimeter secara terpisah, pemindai 3D di Universitas Abertay mampu secara akurat hingga 6 mikron.
“Dengan menggunakan peralatan yang canggih ini dan sekitar 100 spesies modern yang berbeda kami mulai memahami lebih banyak, banyak lagi tentang evolusi penerbangan.”
Proyek ini juga melihat beberapa fosil paling langka di dunia – termasuk dua tengkorak burung laut terbang dari Periode Cretaceous sekitar 100 juta tahun yang lalu.
Apa yang membuat fosil itu begitu jarang adalah karena mereka tersimpan dalam tiga dimensi di tanah liat yang lunak, tidak diratakan oleh tekanan bumi di atasnya seperti kebanyakan fosil burung.
Patsy Dello Sterpaio, peneliti proyek gabungan di Universitas Abertay, mengatakan: “Ini adalah proyek yang sangat menarik, yang sangat memanfaatkan pemindai CT-mikro berkekuatan tinggi milik Abertay. Kami berharap proyek gabungan ini bisa menghasilkan tidak hanya gambar yang luar biasa, tetapi juga membantu menjawab beberapa pertanyaan penting yang belum terselesaikan tentang evolusi penerbangan.”
Dr. Wilfred Otten, pemimpin fasilitas pemindaian CT Sinar-X di Universitas Abertay, menambahkan: “Fasilitas CT di Universitas Abertay merupakan bagian dari Pusat SIMBIOS untuk memahami masalah-masalah ekologi dan lingkungan kompleks, yang memiliki tim mengesankan yang eksperimentalis berpengalaman dan sukses serta pemodel yang mendukung kegiatan tersebut.
“Membangun dari keahlian kami dalam ilmu lingkungan dan tanah, kami dapat menawarkan keahlian tak tertandingi dalam menangkap dan mengukur struktur interior dari berbagai material.”
Analisis komputer digital merekonstruksi bentuk dan ukuran tengkorak, serta menciptakan model otak ‘virtual’ 3D dari rongga dalam tengkorak yang menampung otak dalam kehidupannya.
Proyek ini juga melihat burung yang tidak bisa terbang seperti burung dodo, untuk melihat apakah flocculus-nya telah menjadi lebih kecil dengan hilangnya penerbangan. Para peneliti yakin bahwa kekuatan otak yang diperlukan untuk penerbangan pada spesies tersebut mungkin telah menjadi berkurang.
Proyek tersebut dijadwalkan untuk dijalankan hingga awal tahun 2012.

• Sumber artikel: Not so bird-brained… 3D X-rays piece together the evolution of flight from fossils (alphagalileo.org)