Pengetahuan

Mengapa mamalia tidak memiliki lebih dari 4 anggota badan?

October 27, 2021

Jumlah kaki pada vertebrata darat

Mamalia tidak hanya memiliki empat kaki tetapi sebenarnya semua vertebrata darat (yang termasuk mamalia) memiliki empat kaki. Ada sedikit pengecualian meskipun karena beberapa garis keturunan telah kehilangan kaki mereka. Biasanya ular tidak memiliki kaki lagi. Apesteguia dan Zaher (2006) membahas evolusi pengurangan kaki ular dan melaporkan fosil ular dengan sakrum yang kuat. Cetaecea (paus dan teman-teman) telah kehilangan kaki belakang mereka tetapi kita masih bisa melihat mereka pada kerangka. Lihat misalnya orca (paus pembunuh, mudah dikenali dengan giginya) pada gambar di bawah ini. Perhatikan tulang kecil di bawah kolom vertebral pada tingkat di sisi kiri gambar.

Saya juga ingin menarik perhatian pada pentingnya definisi kaki. Saya kira kita akan menyebut sesuatu sepasang kaki jika dibangun menggunakan jalur perkembangan yang sama dari kaki yang ada saat ini. Jika kita menggunakan beberapa definisi yang lebih luas, maka ekor prehensile seperti yang ditemukan di beberapa monyet dunia baru, misalnya, dapat dianggap sebagai kaki (tetapi hanya satu kaki, bukan sepasang kaki jelas). Daftar hewan yang memiliki ekor prehensile dapat ditemukan di sini (Wikipedia).

Saya pikir (mungkin salah) bahwa Anda memiliki pandangan evolusi yang terlalu seleksionis. Yang saya maksud adalah bahwa Anda bertanya-tanya mengapa mamalia memiliki empat kaki dan Anda mencari penjelasan tentang jenis “karena mamalia memiliki kebutuhan penggerak semacam ini dan untuk tujuan ini empat adalah jumlah kaki yang paling optimal”. Pertimbangkan kalimat berikut: “Jika ada kebutuhan, seleksi alam akan menemukan jalan!”. Kalimat ini salah! Evolusi tidak semudah itu. Pandangan evolusi yang salah ini kadang-kadang disebut sebagai panselectionist.

Kenyataannya adalah bahwa tidak mudah untuk mengembangkan jalur perkembangan seperti itu drastis seperti memiliki sepasang kaki ekstra yang terintegrasi dengan baik ke dalam tubuh pembawa sifat baru ini. Individu seperti itu akan membutuhkan otak, kode saraf, jantung dan beberapa fitur lain yang disesuaikan untuk memiliki kaki ekstra. Juga, dengan asumsi hal seperti itu muncul, agak rumit untuk membayangkan bagaimana hal itu bisa dipilih. Untuk melangkah sedikit lebih jauh, Anda harus menyadari bahwa ada banyak proses stokastik dalam evolusi (termasuk mutasi dan variasi acak dalam keberhasilan reproduksi) dan organisme adalah bagian dari mesin yang kompleks dan tidak selalu mudah diubah ke beberapa bentuk lain yang akan lebih efisien (memiliki keberhasilan reproduksi yang lebih tinggi). Sering pergi dari satu bentuk ke bentuk lain mungkin melibatkan “persimpangan lembah” yang berarti bahwa jika beberapa mutasi diperlukan, bentuk menengah mungkin memiliki keberhasilan reproduksi yang rendah dan karena itu sejumlah tinggi pergeseran genetik (stokastikitas dalam keberhasilan reproduksi) untuk menyeberangi lembah keberhasilan reproduksi rendah tersebut. Lihat teori keseimbangan yang bergeser. Akhirnya, bahkan jika ada pilihan untuk sifat lain, mungkin perlu waktu untuk sifat rata-rata dalam populasi untuk bergeser terutama jika hanya ada sedikit varians genetik. Diskusi lengkap tentang mengapa kalimat “Jika ada kebutuhan, seleksi alam akan menemukan jalan!” adalah salah akan mengisi seluruh buku.

Gould (1979) adalah artikel klasik tentang masalah ini dan sangat mudah dibaca bahkan untuk orang awam.

Vertebrata darat memiliki empat kaki karena mereka berevolusi dari nenek moyang ikan yang memiliki empat anggota yang tidak terlalu jauh dari kaki yang sebenarnya (anggota yang bisa “dengan mudah” berevolusi menjadi kaki). Inilah yang kita sebut sinyal filogenetik. Penjelasannya sesederhana dan mendasar seperti itu. Anda dapat melihat keragaman vertebrata darat di sini (klik pada cabang-cabang).

Jumlah kaki dalam invertebrata

Arthropoda (Laba-laba (dan chelicerata lainnya), serangga (dan heksapoda lainnya), krustasea (kepiting, udang …) dan Myriapoda (kaki seribu) dan Trilobita juga)) berevolusi dari nenek moyang yang sama yang memiliki tubuh yang sangat tersegmentasi. Dari nenek moyang ini, banyak kelompok telah menyatu beberapa segmen. Dalam taksa ini, setiap pasang kaki melekat pada segmen tertentu (saya tidak berpikir segmen masih terlihat pada laba-laba hari ini). Pada serangga, misalnya, semua 6 kaki melekat pada thorax tetapi untuk 3 segmen yang berbeda dari thorax, pro-meso dan meta-thorax (lihat di bawah).

Sebagai catatan samping, menarik untuk mengetahui bahwa sayap pada serangga tidak berevolusi dari kaki (seperti yang terjadi pada burung dan kelelawar). Ada dua hipotesis yang bersaing untuk asal-usul sayap serangga. Sayap baik dikembangkan dari insang atau dari sclerite (pelat chitine, bagian keras dari serangga). Ketika serangga sayap pertama, mereka benar-benar berevolusi tiga pasang sayap (satu pada setiap segmen thorax). Setidaknya satu pasang kemudian telah hilang di semua spesies modern. Dalam diptera, sepasang sayap kedua telah hilang dan digantikan oleh halteres, sangat mudah dikenali di craneflies (lihat gambar di bawah). Dalam kaki seribu, hubungan antara segmentasi dan kaki bahkan lebih jelas (lihat gambar di bawah). Anda dapat melihat keragaman Arthropoda di sini (klik pada cabang-cabang).

Menanyakan seberapa besar kemungkinan populasi tertentu untuk mengembangkan sifat tertentu sangat sulit untuk dijawab. Ada dua isu utama: 1) definisi dari masalah pertanyaan dan 2) masalah pengetahuan. Ketika meminta probabilitas seseorang selalu perlu menyatakan pengetahuan apriori. Jika semuanya diketahui apriori, maka tidak ada stochastic (di luar fisika kuantum). Jadi untuk menjawab pertanyaan seseorang harus memutuskan apa yang kita anggap remeh dan apa yang tidak kita lakukan. Masalah kedua adalah masalah pengetahuan. Kami jauh dari memiliki pengetahuan yang cukup dalam biofisika protein (dan banyak bidang lainnya) untuk menjawab pertanyaan itu. Ada begitu banyak parameter yang perlu dipertimbangkan. Saya berharap bahwa menciptakan sepasang kaki ketiga akan membutuhkan perubahan besar dan oleh karena itu satu mutasi tidak akan pernah cukup untuk mengembangkan sepasang kaki ketiga. Tapi, tidak, saya tidak bisa mengutip Anda referensi untuk ini, saya hanya menebak!

Mengikuti contoh sayap pada serangga. Serangga memiliki tiga pasang sayap. Sementara beberapa mutasi (s) mencegah ekspresi ketiga (yang pertama sebenarnya) pasangan banyak informasi genetik untuk pasangan ketiga ini tetap dalam genotipe serangga karena mereka masih menggunakannya untuk dua pasangan lainnya. Mengambil keuntungan dari itu, Membracidae (treehoppers) mengembangkan beberapa fitur menggunakan jalur biokimia yang sama daripada yang digunakan untuk mengembangkan sayap. Struktur tersebut digunakan sebagai perlindungan atau mimikri batesian.

Mari kita bayangkan bahwa serangkaian mutasi yang sangat tidak mungkin terjadi yang menciptakan beberapa hewan pengerat dengan 6 kaki. Mari kita bayangkan hewan pengerat ini dengan enam kaki memiliki jantung yang lebih besar untuk memompa darah ke kaki ekstra ini dan memiliki otak yang disesuaikan dengan menggunakan enam kaki dan beberapa perubahan pada tali sarafnya sehingga dapat mengendalikan sepasang kakinya yang ke-3. Akankah hewan pengerat ini memiliki keberhasilan reproduksi yang lebih tinggi daripada individu lain dalam populasi? Sumur… Mari kita bayangkan bahwa dengan enam kakinya, ia dapat berjalan lebih cepat atau apa pun dan memiliki kebugaran yang sangat tinggi. Bagaimana keturunan seorang ibu enam kaki (atau ayah) dan ayah empat kaki (atau ibu) terlihat seperti? Apakah akan mampu bereproduksi? Lihat masalahnya adalah sulit bagi sifat seperti itu untuk muncul karena 1) perlu banyak langkah (mutasi) dan 2) sulit untuk membayangkan bagaimana hal itu dapat dipilih. Untuk alasan itu, tidak ada vertebrata dengan 6 kaki yang berfungsi penuh.

Nah, mari kita asumsikan itu dan sebagai konsekuensinya, setelah 200 generasi atau lebih, seluruh populasi hanya terbuat dari individu berkaki 6. Mungkin spesies itu punah saat itu dan tidak ada catatan fosil yang pernah ditemukan. Ini mungkin. Bukan karena ada sesuatu yang ada, kita harus menemukan sesuatu dalam catatan fosil.

Share Button

No Comments

Leave a Reply