Sebuah studi baru mengungkapkan bahwa lumba-lumba biasa di Atlantik Utara mempunyai umur yang jauh lebih pendek, dengan umur panjang betina yang menurun sebanyak tujuh tahun sejak tahun 1997. Lumba-lumba biasa termasuk di antara mamalia laut yang paling banyak jumlahnya di Bumi, namun sebuah studi baru di Conservation Letters mengungkapkan bahwa hewan-hewan ini berumur lebih pendek di Atlantik Utara. (…)

RisalahPos.com Network

Bukti fosil baru menunjukkan bahwa setelah kematian besar yang paling mematikan di Bumi, runtuhnya hutan tropis adalah pendorong utama di balik gelombang panas global lima juta tahun. Sekitar 252 juta tahun yang lalu, Bumi mengalami kepunahan massa Permian -Triassic, juga dikenal sebagai “sekarat besar.” Peristiwa bencana ini memusnahkan sejumlah besar spesies laut (…)

RisalahPos.com Network

Dinosaurus mungkin tidak menurun sebelum dampak asteroid – penelitian baru menunjukkan bahwa penurunan keanekaragaman spesies yang jelas bisa disebabkan oleh kesenjangan dalam catatan fosil, bukan tren kepunahan yang sebenarnya. Menggunakan teknik pemodelan canggih dan analisis mendalam formasi batuan Amerika Utara, para ilmuwan menemukan bahwa habitat dinosaurus kemungkinan (…)

RisalahPos.com Network

Mountaintops menjadi tuan rumah beberapa spesies kupu -kupu paling beragam di dunia, tetapi perubahan iklim dapat mengubah habitat ini menjadi perangkap ekologis menurut sebuah studi baru. Sebuah studi yang dipimpin Yale memperingatkan bahwa perubahan iklim global mungkin memiliki dampak yang menghancurkan pada kupu-kupu, mengubah habitat gunung mereka yang kaya spesies dari perlindungan yang aman menjadi perangkap ekologis. Anggap saja sebagai (…)

RisalahPos.com Network

252 juta tahun yang lalu, letusan gunung berapi di Siberia modern memuntahkan 100 triliun metrik ton karbon dioksida (CO2) ke atmosfer selama rentang satu juta tahun. Bencana alam ini, yang disebut “sekarat besar,” membunuh sebagian besar hewan di planet ini. Penelitian baru menunjukkan bahwa itu juga secara dramatis mengubah ekosistem Bumi.

Tim peneliti internasional menggunakan model iklim dan fosil tanaman untuk menghubungkan sekarat yang hebat dengan kenaikan Fahrenheit 18 derajat (10 derajat Celcius) dalam suhu global rata-rata. Karya mereka, yang dirinci dalam sebuah penelitian yang diterbitkan Selasa di jurnal Frontiers in Earth Science, memberikan wawasan tentang bagaimana emisi karbon dioksida manusia dapat secara dramatis mengubah planet ini.

Para peneliti fokus pada lima periode waktu yang meliputi bagian -bagian Permian dan Trias: Wuchiapingian dan Changhsingian Permian, dan Induan, Olenekian, dan Anisian Triasik. The Great Dying menandai transisi dari Permian ke periode Trias, sehingga sering disebut sebagai kepunahan massa Permian-Triassic, atau batas Permian-Triassic. Jika “Triassic” kedengarannya akrab, itu karena periode itulah yang membuat kebangkitan dinosaurus, yang leluhurnya selamat dari sekarat.

“Kehidupan di Bumi harus menyesuaikan dengan perubahan berulang dalam iklim dan siklus karbon selama beberapa juta tahun setelah batas Permian-Triassic,” kata penulis utama Maura Brunetti, seorang peneliti dalam kelompok Institut Fisika Terapan Universitas Geneva untuk Ilmu Lingkungan, mengatakan dalam pernyataan Frontiers.

Brunetti dan rekan-rekannya memperkirakan perubahan dalam enam bioma yang berbeda (habitat ekologis yang berbeda) di seluruh periode waktu yang disebutkan di atas dengan menganalisis fosil tanaman dan simulasi model komputer di bawah skenario suhu dan tingkat CO2 yang berbeda, dan kemudian merujuk silang hasilnya. Bioma termasuk bioma Everwet tropis (panas dan lembab), bioma tropis musiman atau sedang (kondisi berfluktuasi), dan bioma gurun (kering).

Secara umum, para peneliti mengungkapkan bahwa periode Permian dingin, Induan tidak jelas (diperlukan lebih banyak penelitian), dan Olenekian dan Anisian jauh lebih panas. “Transisi dari keadaan iklim yang lebih dingin ke keadaan yang lebih panas ditandai dengan peningkatan sekitar 10⁰C (18 derajat Fahrenheit) dalam suhu udara permukaan global rata -rata,” jelas Brunetti. Ini konsisten dengan sejumlah besar CO2 letusan gunung berapi yang diluncurkan ke atmosfer – tingkat CO2 yang lebih tinggi, planet yang lebih hangat dan lebih basah.

Tidak mengherankan, para peneliti menemukan bahwa bioma berubah secara signifikan selama transisi ini. “Bioma tropis Everwet dan Summerwet muncul di daerah tropis, menggantikan lanskap yang dominan gurun,” lanjut Brunetti. “Sementara itu, bioma beriklim hangat bergeser ke daerah kutub, yang menyebabkan hilangnya total ekosistem tundra.” Sederhananya, gurun di dekat khatulistiwa berubah lanskap tundra tropis dan dingin lebih dekat ke tiang digantikan oleh hutan yang lebih beriklim.

“Pergeseran tutupan vegetasi ini dapat dikaitkan dengan mekanisme tip,” atau pergeseran yang tidak dapat diubah, antara periode iklim yang stabil, menciptakan kerangka kerja potensial untuk “memahami perilaku tip dalam sistem iklim dalam menanggapi peningkatan CO2 saat ini,” tambah Brunetti. “Jika peningkatan ini berlanjut pada tingkat yang sama, kami akan mencapai tingkat emisi yang menyebabkan kepunahan massa Permian-Triassic dalam waktu sekitar 2.700 tahun-skala waktu yang jauh lebih cepat daripada emisi batas Permian-Triassic.”

Sementara para peneliti mengingatkan bahwa lebih banyak penelitian diperlukan untuk mengkonfirmasi hasil mereka, penelitian ini dapat diartikan sebagai peringatan yang jelas: dalam jangka panjang, emisi manusia yang berkelanjutan dari CO2 dapat mengubah planet ini lebih dramatis daripada sekarat yang hebat.

Bisakah tanaman mengungkap rahasia bertahan hidup dari hari -hari paling gelap bumi? Sebuah tim peneliti dari University College Cork (UCC), University of Connecticut, dan Museum Sejarah Alam Wina telah mengungkap bagaimana tanaman merespons perubahan iklim bencana 250 juta tahun yang lalu. Studi mereka, yang diterbitkan dalam Buletin GSA, merinci pemulihan ekosistem yang berkepanjangan berikut (…)

RisalahPos.com Network

Bukti fosil dari Cina utara menunjukkan bahwa ekosistem tertentu mungkin telah pulih hanya dalam waktu dua juta tahun setelah kepunahan massa akhir-Permian, secara signifikan lebih awal dari yang diyakini sebelumnya. Penelitian baru menunjukkan bahwa ekosistem riparian tropis-mereka di sepanjang sungai dan lahan basah-ditemukan jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya setelah kepunahan massal akhir, yang terjadi sekitar 252 juta tahun yang lalu. (…)

RisalahPos.com Network

Related

Kerang raksasa sangat terancam punah, dengan populasinya turun 80% akibat penangkapan ikan berlebihan dan perubahan iklim. Para pegiat konservasi mendorong perlindungan hukum untuk mencegah kepunahan, mengingat peran penting kerang dalam ekosistem tropis. Kerang raksasa, yang dikenal karena mantelnya yang hidup, seperti jubah, cangkang bergelombang, dan ukurannya yang luar biasa, menghadapi ancaman kepunahan setelah populasinya (…)

RisalahPos.com Network

Related

Penelitian mengungkapkan bahwa akhir-Periode Kapur Kepunahan massal mengubah genom burung secara signifikan, yang berkontribusi pada evolusi dan keanekaragaman burung masa kini. Dengan menganalisis fosil genom dan pergeseran evolusi, penelitian ini memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana kepunahan massal membentuk kehidupan di Bumi.

Tak lama setelah asteroid menghantam Bumi 66 juta tahun lalu, kehidupan dinosaurus non-unggas berakhir, tetapi kisah evolusi nenek moyang awal burung dimulai.

Catatan fosil memberi tahu kita bahwa nenek moyang awal burung yang hidup saat ini memulai perjalanan evolusi mereka tepat setelah peristiwa kepunahan massal yang disebabkan oleh asteroid, tetapi para peneliti tidak yakin bagaimana mereka akan melihat kisah itu tercermin dalam genom burung. Kini, sebuah studi dari University of Michigan telah mengidentifikasi perubahan penting dalam genom burung yang dipicu oleh kepunahan massal, yang disebut peristiwa kepunahan massal akhir Cretaceous, yang pada akhirnya berkontribusi pada keanekaragaman burung yang hidup saat ini.

Penelitian ini meneliti lintasan evolusi semua kelompok burung utama dan menemukan bukti “fosil genomik” pada burung. DNA yang menandai langkah evolusi penting saat burung berevolusi menjadi lebih dari 10.000 makhluk hidup jenisPenelitian ini dipublikasikan sebagai artikel akses terbuka di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuan.

“Dengan mempelajari DNA burung yang masih hidup, kami dapat mencoba mendeteksi pola urutan genetik yang berubah tepat setelah salah satu peristiwa terpenting dalam sejarah Bumi,” kata penulis utama Jake Berv, yang menyelesaikan penelitian tersebut sebagai Michigan Life Sciences Fellow di Departemen Ekologi dan Biologi Evolusi UM. “Tanda-tanda peristiwa tersebut tampaknya telah tercetak dalam genom burung yang masih hidup dengan cara yang dapat kami deteksi puluhan juta tahun kemudian.”

Komposisi Genom dan Potensi Evolusi

Genom organisme hidup terdiri dari empat molekul nukleotida, yang disebut dengan huruf A, T, G, dan C. Urutan nukleotida ini dalam genom menentukan “cetak biru” kehidupan. Kode DNA terkadang dapat berevolusi dengan cara yang mengubah keseluruhan komposisi nukleotida DNA di seluruh genom. Perubahan komposisi ini sangat penting dalam menentukan jenis variasi genetik yang mungkin terjadi, yang berkontribusi pada potensi evolusi organisme, atau kemampuannya untuk berevolusi.

Para peneliti menemukan bahwa peristiwa kepunahan massal memicu perubahan dalam komposisi nukleotida. Mereka juga menemukan bahwa perubahan ini tampaknya terkait dengan cara burung berkembang saat bayi, ukuran tubuh mereka saat dewasa, dan metabolisme mereka.

Misalnya, dalam kurun waktu sekitar 3 juta hingga 5 juta tahun setelah kepunahan massal, garis keturunan burung yang masih hidup cenderung mengembangkan ukuran tubuh yang lebih kecil. Mereka juga mengubah cara mereka berkembang saat menetas, dengan lebih banyak spesies menjadi “altricial”. Ini berarti mereka masih sangat embrionik saat menetas, membutuhkan induknya untuk memberi mereka makan, dan dapat memakan waktu berminggu-minggu untuk menjadi dewasa, kata Berv. Burung yang menetas siap untuk mencari makan sendiri, seperti ayam dan kalkun, disebut “precocial”.

“Kami menemukan bahwa ukuran tubuh burung dewasa dan pola perkembangan sebelum menetas adalah dua fitur penting biologi burung yang dapat kami kaitkan dengan perubahan genetik yang kami deteksi,” kata Berv, yang kini menjadi peneliti pascadoktoral Schmidt AI in Science di Michigan Institute for Data & AI in Society, U-M.

Pemodelan Genom Tingkat Lanjut

Berv mengatakan salah satu tantangan paling signifikan dalam biologi evolusi dan ornitologi adalah mengungkap hubungan antara kelompok burung utama—sulit untuk menentukan struktur pohon kehidupan burung yang masih hidup. Selama 15 tahun terakhir, para peneliti telah menerapkan kumpulan data genom yang semakin besar untuk mencoba memecahkan masalah tersebut.

Sebelumnya, para peneliti menggunakan data genomik untuk mempelajari evolusi genom burung menggunakan model statistik yang membuat asumsi kuat. Model “tradisional” ini memungkinkan para peneliti merekonstruksi sejarah perubahan genetik, tetapi mereka biasanya berasumsi bahwa komposisi DNA, proporsi nukleotida A, T, G, dan C, tidak berubah sepanjang sejarah evolusi.

Pada akhir tahun 2019, Berv mulai bekerja dengan Stephen Smith, profesor ekologi dan biologi evolusi UM, yang tengah mengembangkan perangkat lunak untuk melacak komposisi DNA dari waktu ke waktu dan di berbagai cabang pohon kehidupan dengan lebih cermat. Dengan perangkat ini, para peneliti mampu melonggarkan asumsi bahwa komposisi DNA tetap konstan. Smith mengatakan bahwa hal ini memungkinkan “model” evolusi DNA bervariasi di seluruh pohon evolusi dan mengidentifikasi tempat-tempat yang kemungkinan mengalami pergeseran komposisi DNA.

Untuk penelitian baru ini, pergeseran ini terkonsentrasi dalam waktu, dalam kurun waktu sekitar 5 juta tahun setelah kepunahan massal akhir Zaman Kapur, kata Berv. Pendekatan mereka juga memungkinkan mereka memperkirakan ciri burung mana yang paling erat kaitannya dengan pergeseran komposisi DNA ini.

“Ini adalah jenis perubahan genetik penting yang kami pikir dapat dikaitkan dengan peristiwa kepunahan massal,” katanya. “Sejauh yang kami ketahui, perubahan dalam komposisi DNA sebelumnya belum pernah dikaitkan dengan kepunahan massal akhir Zaman Kapur dengan cara yang begitu jelas.”

Daniel Field, profesor paleontologi vertebrata di

Universitas Cambridge dan rekan penulis studi tersebut, tertarik untuk memahami bagaimana kepunahan massal akhir Zaman Kapur memengaruhi evolusi burung. Ia memberikan panduan terkait evolusi burung awal setelah kepunahan massal.

“Kita tahu bahwa peristiwa kepunahan massal dapat secara dramatis memengaruhi keanekaragaman hayati, ekologi, dan bentuk organisme. Studi kami menekankan bahwa peristiwa kepunahan ini sebenarnya dapat memengaruhi biologi organisme secara lebih mendalam—dengan mengubah aspek-aspek penting tentang bagaimana genom berevolusi,” kata Field. “Penelitian ini semakin memperdalam pemahaman kita tentang dampak biologis yang dramatis dari peristiwa kepunahan massal dan menyoroti bahwa kepunahan massal yang memusnahkan dinosaurus raksasa adalah salah satu peristiwa yang paling berdampak secara biologis dalam seluruh sejarah planet kita.”

Para peneliti mengatakan bahwa dengan melonggarkan asumsi umum yang digunakan dalam biologi evolusi, mereka membangun wawasan yang lebih bernuansa tentang rangkaian peristiwa yang terjadi pada sejarah awal burung.

“Kami biasanya tidak melihat perubahan komposisi dan model DNA di seluruh pohon kehidupan sebagai perubahan bahwa sesuatu yang menarik telah terjadi pada titik waktu dan tempat tertentu,” kata Smith. “Studi ini menggambarkan bahwa kami mungkin telah melewatkan sesuatu.”

Referensi: “Genom dan evolusi riwayat hidup menghubungkan diversifikasi burung dengan kepunahan massal akhir Cretaceous” oleh Jacob S. Berv, Sonal Singhal, Daniel J. Field, Nathanael Walker-Hale, Sean W. McHugh, J. Ryan Shipley, Eliot T. Miller, Rebecca T. Kimball, Edward L. Braun, Alex Dornburg, C. Tomomi Parins-Fukuchi, Richard O. Prum, Benjamin M. Winger, Matt Friedman dan Stephen A. Smith, 31 Juli 2024, Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126/sciadv.adp0114

Analisis genetik mammoth berbulu terakhir di Pulau Wrangel telah mengungkap populasi yang berhasil bertahan hidup selama 6.000 tahun meskipun terjadi perkawinan sedarah yang parah dan keragaman genetik yang rendah.

Awalnya, kelompok ini terdiri dari tidak lebih dari delapan individu, lalu berkembang menjadi 200-300 anggota. Meskipun masalah genetik tidak secara langsung menyebabkan kepunahan mereka, masih belum jelas apa yang akhirnya menyebabkan kepunahan mereka. Studi ini memberikan wawasan tentang bagaimana populasi tersebut dapat menginformasikan strategi konservasi terkini untuk spesies yang terancam punah. jenis Hari ini.

Sepuluh ribu tahun yang lalu, populasi terakhir mamut berbulu terisolasi di Pulau Wrangel, yang terletak di lepas pantai Siberia, akibat naiknya permukaan air laut yang memisahkan pulau pegunungan itu dari daratan utama. Penelitian genomik baru menunjukkan bahwa populasi terisolasi ini, yang hidup di pulau itu selama 6.000 tahun berikutnya, dimulai dengan tidak lebih dari delapan individu dan berkembang menjadi antara 200 dan 300 dalam 20 generasi. Diterbitkan dalam jurnal Sel Pada tanggal 27 Juni, penelitian menunjukkan bahwa mamut Pulau Wrangel menunjukkan tanda-tanda perkawinan sedarah dan keragaman genetik yang rendah, namun faktor-faktor ini saja tidak menjelaskan kepunahan mereka yang misterius dan akhirnya.

Menilai Ulang Teori Kepunahan

“Kita sekarang dapat dengan yakin menolak gagasan bahwa populasi itu terlalu kecil dan bahwa mereka ditakdirkan untuk punah karena alasan genetik,” kata penulis senior Love Dalén, seorang ahli genetika evolusi di Pusat Paleogenetika, sebuah kolaborasi bersama antara Museum Sejarah Alam Swedia dan Universitas Stockholm. “Ini berarti mungkin hanya suatu peristiwa acak yang membunuh mereka, dan jika peristiwa acak itu tidak terjadi, maka kita masih akan memiliki mamut saat ini.”

Wawasan untuk Upaya Konservasi Saat Ini

Selain menjelaskan dinamika populasi mamut berbulu, analisis mamut Pulau Wrangel ini dapat membantu memberikan informasi mengenai strategi konservasi bagi hewan yang terancam punah saat ini.

“Mamut merupakan sistem yang sangat baik untuk memahami krisis keanekaragaman hayati yang sedang terjadi dan apa yang terjadi dari sudut pandang genetik ketika suatu spesies mengalami kemacetan populasi karena mereka mencerminkan nasib banyak populasi saat ini,” kata penulis pertama Marianne Dehasque dari Centre for Palaeogenetics.

Tantangan Genetik dan Warisan Abadi

Untuk memahami konsekuensi genomik dari kemacetan Pulau Wrangel pada populasi mamut, tim menganalisis genom 21 mamut berbulu—14 dari Pulau Wrangel, dan 7 dari populasi daratan yang mendahului kemacetan tersebut. Secara keseluruhan, sampel tersebut mencakup 50.000 tahun terakhir keberadaan mamut berbulu, yang memberikan gambaran tentang bagaimana keragaman genetik mamut berubah seiring waktu.

Dibandingkan dengan nenek moyang mereka di daratan, genom mamut Pulau Wrangel menunjukkan tanda-tanda perkawinan sedarah dan keragaman genetik yang rendah. Selain keragaman genetik yang rendah secara keseluruhan, mereka menunjukkan keragaman yang berkurang dalam kompleks histocompatibility utama, sekelompok gen yang diketahui memainkan peran penting dalam respons imun vertebrata.

Dampak Genetik Jangka Panjang dan Penelitian Masa Depan

Para peneliti menunjukkan bahwa keragaman genetik populasi terus menurun selama 6.000 tahun mamut menghuni Pulau Wrangel, meskipun dengan kecepatan yang sangat lambat, yang menunjukkan bahwa ukuran populasi stabil hingga akhir. Dan meskipun populasi mamut di pulau itu secara bertahap mengakumulasi mutasi yang cukup berbahaya selama 6.000 tahun keberadaannya, para peneliti menunjukkan bahwa populasi itu perlahan-lahan membersihkan mutasi yang paling berbahaya.

“Jika seekor individu memiliki mutasi yang sangat berbahaya, mutasi tersebut pada dasarnya tidak dapat bertahan hidup, sehingga mutasi tersebut secara bertahap menghilang dari populasi seiring berjalannya waktu, tetapi di sisi lain, kita melihat bahwa mamut mengakumulasi mutasi yang agak berbahaya hampir sampai mereka punah,” kata Dehasque. “Penting bagi program konservasi masa kini untuk mengingat bahwa tidak cukup hanya dengan meningkatkan populasi hingga mencapai ukuran yang layak lagi; Anda juga harus memantaunya secara aktif dan genetik karena efek genomik ini dapat bertahan selama lebih dari 6.000 tahun.”

Misteri Terakhir Kepunahan Mamut Berbulu

Meskipun genom mamut yang dianalisis dalam penelitian ini mencakup rentang waktu yang panjang, genom tersebut tidak mencakup 300 tahun terakhir keberadaan spesies tersebut. Akan tetapi, para peneliti telah menemukan fosil dari periode terakhir mamut dan berencana untuk melakukan pengurutan genom di masa mendatang.

“Apa yang terjadi pada akhirnya masih menjadi misteri—kami tidak tahu mengapa mereka punah setelah hidup baik-baik saja selama 6.000 tahun, tetapi kami pikir itu sesuatu yang tiba-tiba,” kata Dalén. “Saya rasa masih ada harapan untuk mencari tahu mengapa mereka punah, tetapi tidak ada janji.”

Referensi: “Dinamika temporal erosi genom mammoth berbulu sebelum kepunahan” 27 Juni 2024, Sel.
DOI: 10.1016/j.sel.2024.05.033