.webp)
Terbang punya banyak manfaat bagi hewan yang bisa melakukannya. Dengan terbang, hewan bisa melakukan perjalanan jarak jauh dengan cepat, menemukan habitat baru, dan mengeluarkan energi yang jauh lebih sedikit dibanding berjalan kaki.
Dalam sejarah kehidupan di Bumi, masalah penerbangan sudah empat kali berevolusi. Ini terjadi pada pterosaurus, kelelawar, burung dan serangga.
Tiga kelompok hewan pertama mampu terbang karena mengembangkan sayap mereka dari lengan. Hal ini menjadikan sayap lebih mudah dipahami karena hewan lain juga memiliki tulang dan otot yang serupa.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Namun tidak untuk sayap serangga. Meski hewan ini berperan penting dalam penyerbukan tumbuhan dan evolusi makhluk lain, ada misteri di balik sayap serangga. Mengapa demikian? Begini penjelasannya dikutip dari laman California Institute of Technology (Caltech).
Di Balik Misteriusnya Sayap Serangga
Diketahui sayap serangga tidak memiliki otot atau saraf seperti burung atau kelelawar. Selama hidupnya, mereka dikendalikan oleh otot-otot yang terletak di dalam tubuh mereka.
Otot-otot ini mampu mengoperasikan sistem katrol mirip cara menggerakan wayang dengan engsel kompleks di dasar sayap. Profesor Bioteknologi dan Aeronautika dari Caltech, Michael Dickinson, menyebutkan sayap serangga memiliki struktur yang misterius.
"Engsel sayap serangga mungkin merupakan struktur yang paling misterius dan kurang dihargai dalam sejarah kehidupan di Bumi," ujarnya.
Untuk memecahkan misteri itu, Dickinson bersama rekan-rekannya mengamati struktur kecil nan rumit pada tubuh lalat buah atau Drosophila melanogaster. Mereka menggunakan kamera berkecepatan tinggi dan machine learning untuk mengumpulkan data puluhan ribu kepakan sayap lalat.
Setelah data diketahui, mereka memetakan bagaimana otot lalat mengendalikan gerakan engsel sayap mereka sehingga manuver penerbangan aerodinamis yang gesit bisa tercipta.
Hasilnya, Dickinson menemukan engsel sayap memiliki 12 otot pengatur dengan satu neuron terhubung ke masing-masing otot. Hal ini sangat mengejutkan dan sedikit bila dibandingkan dengan burung kolibri yang menggunakan ribuan neuron motorik untuk melakukan manuver penerbangan serupa.
Johan Melis, penulis utama studi yang telah diterbitkan dalam jurnal Nature ini menyatakan penelitian ini pada dasarnya berfokus pada peran otot serangga. Mereka melakukan penelitian pada beberapa tahap.
"Kami ingin mengetahui peran otot serangga dan menyatukan biomekanik engsel sayap serangga dengan sirkuit saraf yang mengendalikannya," katanya.
Otak Serangga Jadi Pemeran Utama
Untuk memulai eksperimen, sayap lalat buah direkayasa secara genetik di mana otot yang mengendalikan engsel sayap akan bersinar dengan cahaya neon. Selanjutnya mereka menempatkan lalat buah di sebuah ruangan dengan tiga kamera berkecepatan tinggi.
Kamera ini mampu menangkap 15 ribu frame/detik untuk mengukur gerakan sayap. Pada ruangan itu juga ada sebuah mikroskop untuk mendeteksi aktivasi fluoresen pada otot engsel sayap lalat.
Setelah mengumpulkan lebih dari 80 ribu kepakan sayap, tim menerapkan teknik machine learning untuk memproses data dalam jumlah besar. Hasilnya sebuah peta dari pergerakan 12 otot lalat yang bekerja bersama untuk mengatur gerakan sayap secara tepat.
Melalui hasil ini, para peneliti akhirnya mengetahui bagaimana otot pengatur di tubuh lalat dapat mengubah mekanisme engsel sayap miliknya. Hasilnya gerakan sayap lalat yang mampu bermanuver seperti burung kolibri.
Tidak berhenti disitu, tim peneliti juga akan melakukan studi lanjutan. Studi ini bertujuan untuk membuat model berbasis fisika terperinci yang menggabungkan kemampuan engsel sayap lalat dengan sirkuit saraf yang berhubungan dengan otak lalat.
Tidak hanya lalat, para peneliti juga berencana mengumpulkan data dari spesies serangga terbang lain, seperti nyamuk dan lebah. Sehingga struktur evolusi sayap serangga yang mampu menimbulkan perilaku terbang yang canggih bisa diketahui.
Dickinson juga menyebutkan bila otak lalat punya peran penting dalam perilaku terbang yang canggih tersebut. Dan ini adalah evolusi hewan yang berhasil dan pernah terjadi di Bumi.
"Kami ingin memahami sirkuit antara biomekanik dan neurobiologi. Sangat jarang dalam evolusi seekor hewan memiliki satu bentuk penggerak yang berhasil, berjalan, dan menambahkan satu lagi yakni terbang. Ini berarti bahwa otak serangga pasti memiliki semuanya dan sebuah sirkuit untuk mengatur cara bergerak yang sangat berbeda," tutupnya.
(det/faz)
