Inilah Rupa Manusia Zaman Kerajaan dan Purbakala yang Direkonstruksi Ilmuwan
Lebih dari 400 juta tahun yang lalu, seekor ikan aneh tanpa rahang berenang di lautan dunia. Ikan ini memiliki kerangka yang fleksibel - bahan aneh, seperti tulang yang tidak seperti tulang masa kini - yang telah menentang kategorisasi sejak pemilik aslinya mati jutaan tahun yang lalu. Pada hari Selasa, sebuah studi di Ekologi dan Evolusi Alam melaporkan bahwa kami akhirnya mengetahui apa itu. Ini adalah contoh tulang paling kuno di seluruh catatan fosil.
Bahan kerangka yang terlihat pada ikan purba ini - bagian dari kelompok yang disebut heterostracans - disebut aspidin, para penulis menyimpulkan. Materi ini, jelas penulis studi Joseph Keating, Ph.D., seorang ahli paleobiologi di Universitas Manchester, hampir mustahil untuk dikarakterisasi karena tidak menyerupai salah satu dari empat jenis jaringan - tulang, tulang rawan, dentin, dan enamel - yang membentuk tulang dan gigi saat ini. Ketika para ahli biologi sebelumnya memeriksa fosil aspidin di bawah mikroskop, mereka bingung menemukan struktur percabangan yang saling bersilangan.
Jenis-jenis tulang yang kita kenal sekarang tidak berselang-seling di bawah mikroskop, jadi sulit untuk mengetahui apakah aspidin sebenarnya adalah tulang. "Selama 160 tahun, para ilmuwan bertanya-tanya apakah aspidin adalah tahap transisi dalam evolusi jaringan mineral," kata Keating. Tetapi sinar X yang terperinci dari timnya tentang fosil heterostracan menunjukkan bukti bahwa mereka kemungkinan mewakili tahap evolusi tulang yang sangat penting: yang pertama.
Komponen utama tulang adalah "matriks organik" protein seperti kolagen, yang bergabung membentuk perancah yang dapat ditempelkan oleh mineral, membuat jaringan yang keras menjadi keras. Yang terpenting, di tulang yang biasa kita gunakan, matriks ini biasanya terstruktur dalam tabung linier, yang dianggap perlu agar tulang termineralisasi.
Karena struktur aspidin yang tampaknya berselang-seling, peneliti sebelumnya menyimpulkan bahwa itu tidak dapat memiliki komponen mineral dari matriks. Dengan kata lain, meskipun tampak sangat mirip tulang, itu mungkin tidak - kemungkinan hanya pendahulu evolusi dari tulang mineral.
Namun Keating memutuskan untuk melihat lebih dekat aspidin. Dia menghabiskan lebih dari 100 jam memindai sisa-sisa fosil kerangka heterostracan, menggunakan teknik yang disebut synchrotron tomography, yang menggunakan jenis sinar-X yang begitu kuat sehingga membutuhkan akselerator partikel untuk bekerja. Keating menemukan akselerator partikelnya di Institut Paul Scherrer di Swiss, di mana ia menggunakan xrays berkualitas tinggi ini untuk membuat model tiga dimensi kerangka aspidin ini.
Melihat lebih dekat daripada sebelumnya, Keating menemukan bahwa penyilangan yang sangat membingungkan di masa lalu telah menghilang. "Saya menemukan bahwa tabung-tabung ini benar-benar linier, kurang bercabang apa pun," tulisnya dalam posting blog di Alam. "Gambar-gambar dari studi sebelumnya tampaknya merupakan hasil dari penampang 2 dimensi melalui tabung yang kusut dan tumpang tindih, memberikan tampilan percabangan."
Model 3D mengungkapkan bahwa tabung sebenarnya linier tetapi muncul ditumpuk satu sama lain dalam arah silang acak. Selama beberapa dekade, ia menyadari, ketika para peneliti melihat tabung pada sinar-X dua dimensi, mereka tampak rata, membentuk pola percabangan yang tidak menunjukkan struktur asli mereka. Yang terpenting, para penulis menunjukkan, tabung rumah ini kolagen, protein perancah yang berkontribusi terhadap mineralisasi.
"Kami menunjukkan bahwa ruang menunjukkan morfologi linier," tulis para penulis. "Sebaliknya, ruang-ruang ini mewakili bundel serat kolagen intrinsik yang membentuk perancah tentang mineral yang disimpan. Aspidin adalah tulang dermal aseluler. ”
Diferensiasi kecil ini memiliki konsekuensi mengejutkan ketika sampai pada mencari tahu kapan kerangka mineral, seperti yang terlihat pada manusia, pertama kali berevolusi. Dengan hanya menunjukkan bahwa ikan ini memiliki kerangka mineral, tim ini telah menetapkan tanggal tersebut beberapa juta tahun yang lalu:
"Temuan ini mengubah pandangan kami tentang evolusi kerangka," simpul Phil Donoghue, Ph.D., rekan penulis dan ahli paleobiologi dari University of Bristol. "Kami menunjukkan bahwa itu adalah sejenis tulang, dan bahwa semua jaringan ini pasti telah berevolusi jutaan tahun sebelumnya."
Apa Sumber Foton Lanjut? Bagaimana Sinar-Sinar Ultra-Cerah Terbuat
Alarm yang keras berbunyi nyaring, disertai dengan lampu sorot merah yang berkedip-kedip ... Itu adalah peringatan, membiarkan semua orang di sekitarnya tahu saya akan melontarkan sinar X-daya tinggi ke ruangan kecil yang penuh dengan peralatan elektronik dan bulu-bulu nitrogen cair menguap.
Mengapa Beruang Seperti Permen? Tulang Kuno Mengungkap Leluhur Gula-Gila
Sebuah makalah baru yang diterbitkan dalam "Scientific Reports" membahas fosil beruang berumur 3,5 juta tahun yang ditemukan di wilayah Arktik Kanada yang tinggi. Gigi itu punya banyak gigi berlubang.
Tulang rahang kuno milik manusia modern paling awal untuk meninggalkan afrika
Sebuah studi baru pada tulang rahang kuno yang ditemukan di Israel adalah bukti manusia modern paling awal yang pernah ditemukan di luar Afrika, menunjukkan bahwa manusia meninggalkan sekitar 50.000 tahun lebih awal dari yang diperkirakan para ilmuwan.