By adminvps28 
Sekitar 390 juta tahun yang lalu, hewan vertebrata pertama berpindah dari air ke darat, yang memerlukan perubahan pada sistem muskuloskeletal mereka agar memungkinkan kehidupan di darat. Tungkai depan dan belakang tetrapoda pertama berevolusi untuk menopang beban yang lebih berat. Tetapi mekanisme spesifik apa yang mendorong perubahan fungsi tulang?
Salamander macan mungkin memberikan beberapa petunjuk. Sebuah studi baru dari tim ilmuwan dari National Institute for Mathematical and Biological Synthesis (NIMBioS) dan Clemson University mengevaluasi mekanisme apa yang mendorong keragaman fungsi tulang, memberikan wawasan baru tentang evolusi bagaimana tetrapoda—hewan vertebrata berkaki empat paling awal—mengambil langkah pertama mereka di darat.
Untuk memahami biologi hewan fosil, para peneliti sering beralih ke hewan hidup yang memiliki kemiripan yang membantu memodelkan bagaimana hewan yang telah punah bergerak. Salamander adalah organisme yang sangat baik untuk mempelajari bagaimana pergerakan ke darat berevolusi, karena anatomi dan ekologinya mirip dengan tetrapoda paling awal.
Tulang harus secara teratur menahan berbagai gaya atau “beban” yang berbeda, baik dari kontraksi otot maupun dari interaksi dengan lingkungan. Tulang anggota tubuh khususnya harus mampu menahan beberapa gaya tertinggi. Catatan fosil menunjukkan bahwa anggota tubuh depan dan belakang mungkin memiliki fungsi yang berbeda untuk berjalan di darat, tetapi mekanisme spesifik yang berkontribusi pada perbedaan ini kurang diketahui. Para peneliti ingin menguji faktor-faktor apa yang dapat mendorong keragaman dalam desain kerangka pada evolusi tetrapoda awal.
Mekanisme pembebanan tulang pada salamander diuji dengan berbagai cara, termasuk merekam salamander saat mereka berjalan melintasi platform buatan khusus yang mengukur gaya pada tulang anggota tubuh. Perbandingan antara tungkai depan dan belakang serta analisis sendi anggota tubuh dilakukan. Model matematika digunakan untuk mengevaluasi bagaimana tulang anggota tubuh mampu menahan tuntutan fisik berjalan di darat.
Untuk memastikan pengujian yang baik, salamander yang berbalik, berhenti, atau jatuh di platform atau berjalan secara diagonal, misalnya, dikeluarkan dari penelitian. Penelitian ini menemukan bahwa tungkai depan, dibandingkan dengan tungkai belakang, memiliki tegangan luluh yang lebih rendah, kekerasan mekanis yang lebih tinggi, dan kemampuan yang lebih besar untuk menahan beban yang lebih tinggi dari biasanya.
“Hasil ini menawarkan perspektif baru dalam memodelkan bagaimana tetrapoda mungkin mengambil langkah pertama mereka ke darat, dengan mempertimbangkan kontribusi unik dari tungkai depan dan tungkai belakang,” kata penulis utama Sandy Kawano, seorang peneliti pascadoktoral di NIMBioS.
Dalam Science Minute dari NIMBioS ini, Dr. Sandy Kawano menjelaskan bagaimana tungkai depan dan tungkai belakang berevolusi untuk menopang beban yang lebih berat sehingga tetrapoda dapat berpindah dari air ke darat. Studi barunya yang diterbitkan dalam Journal of Experimental Biology menyelidiki tekanan yang dialami oleh tulang tungkai salamander harimau selama pergerakan di darat.