Mamalia Air dan Mengapa Mereka Begitu Besar

Ilustrasi Paus Biru (Foto: Pixabay)

Kalau kamu telah melihat ikan paus yang begitu besar--atau mamalia laut besar lainnya--akan mengira bahwa kehidupan lautan memiliki ukuran tak terbatas pada mereka. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa pertumbuhan mamalia sebenarnya lebih 'terkendala' dalam air daripada di daratan.

Temuan para peneliti Stanford ini berbeda dengan teori-teori sebelumnya yang menunjukkan bahwa tekanan pada ukuran tubuh lebih rileks dalam air--mungkin karena lingkungan yang besar dan kemampuan bagi hewan untuk mengapung daripada harus mendukung berat badan mereka pada kaki.

Sebaliknya, kelompok tersebut menemukan bahwa ukuran mamalia air dibatasi pada kebutuhan untuk mempertahankan panas dan kesulitan mendapatkan cukup makanan untuk bertahan hidup. Kelompok ini mempublikasikan temuan mereka pada 26 Maret di Proceedings of National Academy of Sciences.

"Banyak orang telah melihat bahwa di air mamalia bisa tumbuh lebih bebas, tetapi apa yang kami lihat adalah sebaliknya--lebih membatasi. Air memungkinkan kamu menjadi mamalia besar, padahal kamu bisa menjadi mamalia yang lebih besar dalam air. Namun, kamu tidak punya pilihan lain," kata Jonathan Payne, profesor Ilmu Geologi di Sekolah Stanford Bumi, Energi, dan Lingkungan Ilmu.

Evolusi Hewan Akuatik

Meskipun mamalia yang hidup di air memiliki bentuk tubuh yang sama, mereka tidak terkait erat. Sebaliknya, mereka memiliki kekerabatan yang tidak terhubung.

Anjing laut dan singa laut terkait erat dengan anjing. Sementara itu, manate berbagi leluhur dengan gajah. Di samping itu, ikan paus dan lumba-lumba berkerabat dengan kuda nil dan mamalia berkuku lainnya.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana kelompok-kelompok mamalia darat ini mengambil karakteristik mereka ketika berubah menjadi akuatik, para peneliti mengumpulkan massa tubuh untuk 3.859 spesies hidup dan 2.999 spesies mamalia fosil dari kumpulan data yang ada.

Analisis ini mencakup sekitar 70 persen spesies hidup dan 25 persen spesies punah. Mereka menganalisis data dengan serangkaian model yang dikembangkan dari kerja sama dengan Craig McClain dari Louisiana Universities Marine Consortium.

Hasilnya, kelompok tersebut menemukan bahwa hewan darat berevolusi dengan sangat cepat menuju ukuran baru mereka ketika menjadi akuatik untuk mencapai berat badan optimal. Hal tersebut menunjukkan bahwa mereka bertumbuh lebih baik dalam kehidupan akuatik, tetapi hanya sampai titik tertentu.

"Kuncinya adalah memiliki pohon filogenetik (terkait evolusi) untuk memahami bagaimana spesies ini terkait satu sama lain. Pohon hubungan leluhur memungkinkan kita untuk membangun model berdasarkan data dari spesies modern untuk memprediksi ukuran tubuh leluhur dan melihat lintasan evolusi apa yang paling sesuai dengan apa yang kita lihat di zaman modern," kata Will Gearty, mahasiswa pascasarjana di Stanford Earth.

Panas dan Makanan

Kelompok ini juga berpendapat bahwa ukuran yang lebih besar membantu mamalia air mempertahankan panas dalam air yang lebih rendah dari suhu tubuh. "Ketika kamu adalah ikan yang sangat kecil, kamu kehilangan panas begitu cepat, tidak ada cara untuk makan makanan yang cukup," kata Payne.

Mereka juga menunjukkan bahwa peningkatan metabolisme dengan ukuran lebih dari kemampuan hewan untuk mengumpulkan makanan, menempatkan batas pada seberapa besar mamalia air dapat tumbuh.

McClain, salah satu penulis dalam studi tersebut, mengatakan bahwa pada dasarnya hewan adalah mesin yang memerlukan energi untuk beroperasi. Kebutuhan akan energi ini menempatkan batasan keras pada apa yang hewan dapat lakukan dan seberapa besar yang mereka bisa.

"Kisaran ukuran yang layak untuk mamalia di laut sebenarnya lebih kecil daripada kisaran ukuran yang layak di darat. Untuk menunjukkan secara statistik dan memberikan teori di balik itu adalah sesuatu yang baru," kata Payne yang juga merupakan anggota Stanford Bio-X dan afiliasi dari Institut Lingkungan Hidup Stanford Woods.

Tidak heran jika paus biru bisa tumbuh hingga 33 meter. Namun, mereka seharusnya bisa tumbuh lebih besar.

Para peneliti yang telah memulai penelitian pada 2014 menilai seberapa baik pendekatan serupa dapat digunakan untuk menjelaskan distribusi ukuran tubuh pada kelompok hewan lainnya, terutama spesies darat dan akuatik.

Payne berharap ada penjelasan yang lebih sederhana yang bisa diterapkan pada spesies lain, termasuk hewan darat. Ini membuka beberapa kemungkinan bahwa ukuran tubuh dapat dijelaskan oleh prinsip-prinsip dasar fisika dan kimia.