Penelitian Baru Menyimpulkan Banyak Mamalia Darat Punah Karena Tubuhnya Kurang Besar

Artikel ini pertama kali tayang di Motherboard.

Keadaan ekologis yang mendorong sebuah spesies punah bermacam-macam dan berhubungan satu sama lain secara kompleks. Ada rantai makanan alami, bencana alam, penyakit, atau kadang sekadar nasib yang kurang beruntung. Contohnya yang menimpa makhluk hidup penghujung era Mesozoik. Intinya, yang menyebabkan kepunahan sebuah spesies bergantung pada faktor organisme dan lingkungan setempat.

Ahli ekologi mencoba meniru model dinamika populasi umum buat memahami fluktuasi populasi spesies tertentu. Permodelan ini juga berguna mencari jawaban mengapa beberapa spesies akhirnya punah. Sepanjang Abad 20 hingga awal Abad 21, dunia kita mengalami banyak sekali kepunahan spesies. Artinya pengetahuan yang akurat tentang proses seleksi alam sangatlah penting bagi peradaban.

Banyak model ekologis yang digunakan untuk mempelajari kepunahan meneliti hubungan antara dua faktor utama: kesediaan sumber daya dan tingkat populasi. Secara umum, apabila sumber daya melimpah, populasi akan meningkat; kalau sumber daya terbatas, populasi menurun.

Artinya, apabila sumber daya melimpah, seekor binatang akan sanggup memanen cukup energi dari lingkungan untuk bereproduksi. Di sisi lain, ketika sumber daya terbatas, binatang tersebut akan menggunakan sumber daya tersebut untuk bertahan hidup, alih-alih memproduksi keturunan. Teori ini sudah terbukti kebenarannya untuk berbagai spesies, mulai dari rusa kutub hingga zooplankton, yang menunda proses reproduksi ketika sumber daya terbatas.

Dikembangkan oleh tiga ilmuwan di Santa Fe Institute, sebuah lembaga penelitian nonprofit bernama nutritional state-structured model (NSM) berusaha menjelaskan skala waktu perubahan organisme dalam paper yang baru saja terbit di Jurnal Nature. Dari awalnya binatang yang mampu bereproduksi, menjadi binatang kelaparan yang hanya fokus bertahan hidup akibat sumber daya yang terbatas.

Menurut Justin Yeakel, ahli ekologi dari UC Merced yang sempat melakukan penelitian pascasarjana di Santa Fe Institute, NSM mengambil inspirasi dari allometry, disiplin ilmu mempelajari bagaimana ukuran tubuh binatang berhubungan dengan anatomi dan perilakunya—guna memunculkan parameter realistis seberapa cepat sebuah populasi mamalia darat mengumpulkan atau menghabiskan sumber energinya berdasarkan apa yang tersedia di lingkungan.

Yeakel dan rekan-rekannya mendapatkan jumlah waktu yang dibutuhkan oleh sebuah mamalia darat “rata-rata” untuk membakar energi eksesnya, yang disimpan sebagai lemak tubuh, dengan cara melihat data allometrik dari 100 mamalia darat. Ide menggunakan mamalia darat “rata-rata” memang agak aneh, mengingat banyak binatang, mulai dari tikus, hingga manusia dan beruang masuk dalam kategori ini, tapi para peneliti Santa Fe Institute tidak berusaha mencari dinamika model sebuah mamalia spesifik. Mereka justru mencoba menciptakan sebuah model umum yang bisa diterapkan secara luas ke semua mamalia bumi.

“Ketika kamu menyederhanakan kehidupan ke akar-akarnya, organisme harus bereproduksi untuk meneruskan gennya dan kita memiliki cukup energi untuk bereproduksi,” jelas Yeakel via telepon. “Binatang individual melakukan hal-hal aneh yang terlewat oleh model kami. Kami melihat tren rata-rata di tengah cakupan luas organisme.”

Apa yang Yeakel dan rekan-rekannya temukan di “model sederhana” mereka lumayan mengejutkan. Model tersebut melahirkan Cope’s Rule, sebuah teori ekologi spektakuler. Copet’s Rule mengatakan bahwa secara umum, binatang dari garis keturunan yang sama cenderung berevolusi menuju ukuran tubuh yang lebih besar. Tren ini berlanjut hingga titik tertentu ketika tekanan proses evolusi mulai bergerak ke arah yang berlewanan. Intinya, binatang yang lebih besar memiliki keuntungan dalam hal evolusi.

Alasannya, menurut biologis Chris Kempes dari Santa Fe Institute, organisme yang lebih besar tidak hanya mampu mengkonsumsi sumber daya lebih banyak, tapi juga menyimpannya dalam tubuh. Mengingat binatang bertubuh besar sanggup menyimpan lebih banyak energi (lemak tubuh), mereka sanggup bertahan hidup dalam lingkungan bersumber daya terbatas dibanding binatang dengan tubuh kecil.

Namun binatang tidak bisa bertumbuh terus. Di titik tertentu, tidak akan ada cukup sumber daya tersedia bagi populasi binatang besar untuk menyimpannya di dalam tubuh—yang disebabkan karena konsumsi mereka sendiri. Dengan kata lain, binatang besar sendiri lah yang menyebabkan keterbatasan pangan.

Titik dimana dua tren makro-evolusi bertemu, tekanan terhadap ukuran tubuh besar dan tekanan terhadap ukuran tubuh kecil, dianggap sebagai bentuk tubuh ‘ideal’ karena bentuk tubuh inilah yang paling kuat bertahan melawan kepunahan akibat kurangnya sumber daya. NSM sanggup memprediksi ukuran tubuh ideal bagi mamalia bumi dan hasilnya adalah 2.5 ukuran sebuah gajah Afrika, mamalia darat terbesar di dunia.

Ketika Yeakel dan rekan-rekannya mengecek rekor fosil, ternyata salah satu binatang terbesar sepanjang sejarah—deinotherium, yang hidup sekitar 10 juta tahun lalu dan masih saudara dari gajah modern—berukuran hampir sama dengan prediksi model.

“Kami tidak sadar bahwa model ini sanggup memprediksi hal-hal yang akhirnya bisa kami prediksi,” ujar Yeakel. “Hasilnya semakin mengejutkan ketika kami menyadari teori-teori yang kami temukan lumayan konsisten dengan keadaan alam sesungguhnya.”

Lantas kenapa kita tidak melihat mamalia darat dengan ukuran ‘ideal’ sesuai prediksi NSM? Menurut Yeakel, ini disebabkan karena model tersebut hanya berfokus di isu kelaparan dan dinamika pemulihan dari populasi mamalia, dan tidak memperhitungkan aspek ekologis lainnya seperti predasi atau kompetisi dari spesies lain.

“Kami menduga cakupan optimal hasil perhitungan kami berada di batas atas dan jarang sekali benar-benar terjadi di alam,” kata Yeakel. “Organisme tidak hanya dibatasi oleh dinamika kelaparan, jadi kami mengawasi banyak variasi bentuk tubuh, yang menjadi solusi optimal (selalu berubah secara dinamis) terhadap batasan lingkungan sekitar.”

Untuk sekarang, NSM hanya terbatas untuk mamalia bumi, yang menurut Kempes memang diseleksi karena banyaknya data yang tersedia tentang penggunaan energi mereka. Biarpun begitu, baik Kempes dan Yeakel mengatakan bahwa model umum bisa diaplikasikan terhadap jenis binatang lain setelah dilakukan modifikasi yang sesuai terhadap parameter dan mengingat resiko kepunahan yang dihadapi binatang laut, ini bisa menjadi penelitian yang sangat bermanfaat.

“Ada banyak penelitian tentang penggunaan energi dan komposisi tubuh mamalia bumi jadi kami sangat percaya diri terhadap hasilnya,” ujar Kempes. “Tentu saja, memiliki pengetahuan yang sama tentang mamalia air di masa depan nanti akan sangat menarik.”