Ilmuwan Bingung Selama 120 Tahun Bagaimana Plesiosaurus Berenang

Lebih dari 120 tahun ilmuwan di dunia telah dibuat kebingungan tentang bagaimana Plesisaurus berenang. Bentuk tubuhnya dengan empat sirip yang mirip sayap telah membuatnya menjadi tidak biasa dan unik ketika harus berenang di bawah air.

Studi baru dari University of Bonn dan Ruhr-Universität Bochum mengungkapkan hal tersebut dan memecahkan pertanyaan bagaimana plesiosaurus berenang di bawah air. Laporan studi tersebut telah diterbitkan di jurnal PeerJ dengan judul "Determination of muscle strength and function in plesiosaur limbs: finite element structural analyses of Cryptoclidus eurymerus humerus and femur" baru-baru ini.

Seperti diketahui, Plesiosaurus dicirikan oleh empat sirip yang seragam. Dimungkinkan untuk merekonstruksi apakah mereka menggunakan ini dalam gerakan mendayung atau menyelam di bawah air berkat kombinasi metode paleontologi dan teknik.

Plesiosaurus, yang hidup sekitar 210 juta tahun yang lalu, beradaptasi dengan kehidupan di bawah air dengan cara yang unik. Kaki depan dan belakang mereka berevolusi dalam proses evolusi untuk membentuk empat sirip yang seragam dan mirip sayap.

Para peneliti menyelidiki bagaimana mereka menggunakannya untuk bergerak melalui air. Sebagian dengan menggunakan metode elemen hingga, yang banyak digunakan di bidang teknik, dia mampu menunjukkan bahwa perlu untuk memutar sirip untuk bergerak maju. Dia mampu merekonstruksi urutan gerakan menggunakan tulang, model, dan rekonstruksi otot.

Plesiosaurus termasuk dalam kelompok saurian yang disebut Sauropterygia, atau kadal dayung, yang beradaptasi kembali untuk hidup di lautan. Mereka berevolusi pada akhir Trias 210 juta tahun yang lalu, hidup pada waktu yang sama dengan dinosaurus, dan punah pada akhir periode Kapur.

Plesiosaurus dicirikan oleh leher yang sangat memanjang dengan kepala kecil, elasmosaurus bahkan memiliki leher terpanjang dari semua vertebrata. Akan tetapi ada juga bentuk predator besar dengan leher agak pendek dan tengkorak besar. Pada semua plesiosaurus, lehernya melekat pada tubuh yang beradaptasi dengan baik secara hidrodinamik dengan ekor yang sangat pendek.

Anna Krahl, yang menulis tesis mengatakan, fitur kedua yang membuat plesiosaurus begitu tidak biasa adalah empat siripnya yang mirip sayap. Tesis doktor krahl dibimbing oleh Profesor P. Martin Sander (Bonn) dan Profesor Ulrich Witzel (Bochum). "Memiliki kaki depan yang berubah menjadi sirip seperti sayap relatif umum dalam evolusi, misalnya pada penyu. Namun, tidak pernah lagi kaki belakang berevolusi menjadi sayap mirip aerofoil (mirip sayap pesawat) yang tampak hampir identik," kata krahl dalam rilis media.

Penyu dan penguin, misalnya, memiliki kaki berselaput. Selama lebih dari 120 tahun, para peneliti paleontologi vertebrata telah bingung bagaimana plesiosaurus berenang dengan empat sayap itu.

Apakah mereka mendayung seperti kura-kura air tawar atau bebek? Apakah mereka terbang di bawah air seperti penyu dan penguin? Atau apakah mereka menggabungkan penerbangan bawah air dan mendayung seperti singa laut modern atau kura-kura berhidung babi? Juga tidak jelas apakah sirip depan dan belakang dikepakkan serempak, berlawanan, atau keluar dari fase.

Anna Krahl telah mempelajari struktur tubuh plesiosaurus selama beberapa tahun. Dia memeriksa tulang bahu dan korset panggul, sirip depan dan belakang, dan permukaan sendi bahu plesiosaurus Cryptoclidus eurymerus dari periode Jurassic Tengah (sekitar 160 juta tahun yang lalu) pada kerangka lengkap yang dipajang di Museum Goldfu of the University of Bonn.

Plesiosaurus memiliki sendi siku, lutut, tangan, dan pergelangan kaki yang kaku, tetapi sendi bahu, pinggul, dan jari masih berfungsi. "Analisis membandingkan mereka dengan penyu modern, dan berdasarkan apa yang diketahui tentang proses berenang mereka, menunjukkan bahwa plesiosaurus mungkin tidak dapat memutar sirip mereka sebanyak yang diperlukan untuk mendayung," Krahl menyimpulkan.

Pertanyaannya tetap bagaimana plesiosaurus akhirnya bisa memutar sirip mereka untuk menempatkan mereka dalam posisi hidrodinamika yang menguntungkan dan menghasilkan daya angkat tanpa memutar lengan atas dan paha di sekitar sumbu longitudinal.

"Ini bisa bekerja dengan cara memutar sirip di sekitar sumbu panjangnya," kata Anna Krahl. "Vertebrata lain, seperti penyu belimbing, juga telah terbukti menggunakan gerakan ini untuk menghasilkan tenaga melalui gaya angkat memutar, misalnya, dengan menekuk jari pertama jauh ke bawah dan jari terakhir jauh ke atas. Jari-jari yang tersisa menjembatani posisi ekstrem ini sehingga ujung sirip hampir vertikal tanpa memerlukan rotasi nyata di bahu atau pergelangan tangan."

Peneliti juga merekonstruksi otot-otot sirip dan belakang, membandingkannya dengan humerus dan femur menggunakan model komputer, kemudian mensimulasikannya. "Karena itu kami dapat secara tidak langsung membuktikan bahwa plesiosaurus memutar sirip mereka untuk berenang secara efisien," Anna Krahl menyimpulkan.

Para peneliti juga mampu menghitung dan memvisualisasikan beban pada setiap tulang. Tim juga mampu menghitung kekuatan untuk masing-masing otot yang menghasilkan gaya naik dan gaya turun. Ini sebanding dengan penyu di zaman sekarang dan berbeda dari penguin hari ini, yang bergerak maju dengan jarak yang sama dengan gaya naik dan gaya turun. "Plesiosaurus beradaptasi dengan kehidupan di air dengan cara yang sangat berbeda dari paus, misalnya," kata Anna Krahl.