Misteri Kepunahan Massal 252 Juta Tahun Lalu Terpecahkan

MENGAPA cangkang kerang dan siput begitu mudah ditemukan di pantai modern, sementara fosil brachiopoda hewan bercangkang yang pernah mendominasi lautan purba justru sangat jarang? Pertanyaan sederhana itu ternyata membawa para ilmuwan pada jawaban atas salah satu misteri terbesar dalam sejarah kehidupan di Bumi.

Tim peneliti dari Stanford University berhasil mengungkap alasan mengapa kerang dan siput mampu bertahan dari peristiwa kepunahan massal terbesar sepanjang sejarah, sekitar 252 juta tahun lalu. Temuan yang dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) menunjukkan bahwa kunci utama kelangsungan hidup bukanlah ukuran tubuh atau habitat, melainkan kemampuan fisiologis dan metabolisme organisme dalam menghadapi lautan yang semakin panas dan miskin oksigen.

Penelitian tersebut memberikan gambaran baru mengenai bagaimana perubahan iklim ekstrem dapat mengubah wajah kehidupan di Bumi secara permanen. Lautan modern yang kini didominasi kerang, siput, ikan, dan berbagai hewan laut lainnya ternyata merupakan warisan langsung dari para penyintas bencana biologis terbesar yang pernah terjadi di planet ini.

The Great Dying

Peristiwa yang dikenal sebagai Permian-Triassic Mass Extinction atau The Great Dying terjadi sekitar 252 juta tahun lalu, tepat di batas akhir periode Permian dan awal periode Trias. Peristiwa ini merupakan kepunahan massal paling dahsyat yang pernah tercatat dalam sejarah geologi.

Diperkirakan sekitar 96 persen spesies laut dan 70 persen spesies vertebrata darat musnah. Angka tersebut jauh melampaui kepunahan yang mengakhiri era dinosaurus non-unggas sekitar 66 juta tahun lalu akibat tumbukan asteroid.

Dampaknya sangat luas. Terumbu karang hampir lenyap, rantai makanan laut runtuh, dan berbagai kelompok organisme yang sebelumnya mendominasi ekosistem tiba-tiba menghilang dari catatan fosil. Dibutuhkan waktu sekitar 5 hingga 10 juta tahun bagi kehidupan di Bumi untuk kembali pulih dan membangun ekosistem yang stabil.

Selama puluhan tahun, para ilmuwan telah mengetahui bahwa kepunahan ini berkaitan dengan perubahan iklim ekstrem. Namun, mengapa sebagian kelompok hewan mampu bertahan sementara kelompok lainnya hampir punah masih menjadi teka-teki.

Aktivitas Vulkanik Raksasa

Menurut penelitian, bencana tersebut dipicu oleh letusan vulkanik berskala luar biasa di wilayah yang kini dikenal sebagai Siberian Traps, Rusia. Selama ratusan ribu tahun, aktivitas vulkanik itu melepaskan karbon dioksida ($\text{CO}_2$), metana, dan berbagai gas rumah kaca dalam jumlah sangat besar ke atmosfer. Akumulasi gas-gas tersebut memicu pemanasan global purba yang menyebabkan suhu rata-rata Bumi meningkat sekitar 8 hingga 12 °C.

Perubahan iklim ekstrem itu tidak hanya menaikkan suhu udara, tetapi juga mengubah kondisi lautan secara drastis. Air laut yang semakin hangat kehilangan kemampuan menyimpan oksigen terlarut. Fenomena ini dikenal sebagai deoksigenasi laut, yaitu kondisi ketika kadar oksigen di perairan menurun hingga tidak lagi mampu mendukung kehidupan banyak organisme.

Di sisi lain, suhu yang lebih tinggi membuat metabolisme hewan meningkat. Semakin cepat metabolisme berlangsung, semakin besar pula kebutuhan tubuh terhadap ­oksigen.

Akibatnya terjadi kondisi yang sangat merugikan: pasokan oksigen terus menurun, sementara kebutuhan oksigen justru meningkat. Kombinasi inilah yang diyakini menjadi pemicu utama kematian massal berbagai organisme laut.

Mengapa Brachiopoda Hampir Punah?

Salah satu kelompok yang paling terdampak adalah brachiopoda. Sekilas, hewan ini tampak seperti kerang karena sama-sama memiliki dua cangkang. Namun, keduanya berasal dari garis evolusi yang berbeda.

Selama ratusan juta tahun sebelum peristiwa The Great Dying, brachiopoda merupakan penghuni dominan dasar laut. Fosil mereka sangat melimpah pada batuan berumur Paleozoikum. Namun setelah kepunahan massal, populasinya anjlok drastis.

Saat ini hanya sekitar 400 spesies brachiopoda yang masih bertahan di seluruh dunia, sebagian besar hidup di laut dalam atau wilayah perairan dingin. Selain brachiopoda, kelompok lain seperti crinoid (lili laut), spons tertentu, serta berbagai organisme dasar laut yang hidup menetap juga mengalami penurunan populasi yang sangat besar.

Kerang dan Siput Memiliki ‘Senjata Rahasia’

Sebaliknya, kelompok moluska seperti kerang, siput, remis, hingga tiram justru menunjukkan ketahanan yang jauh lebih baik. Sekitar separuh spesies moluska mampu melewati masa krisis tersebut. Setelah kondisi lingkungan membaik, mereka berkembang sangat pesat dan mengisi berbagai relung ekologi yang ditinggalkan spesies-spesies yang punah.

Kini, kelompok bivalvia yang mencakup kerang, remis, dan tiram diperkirakan memiliki sekitar 10.000 hingga 15.000 spesies yang hidup di laut maupun perairan tawar. Dominasi mereka di lautan modern merupakan konsekuensi langsung dari kemampuan bertahan selama bencana 252 juta tahun lalu.

Penulis utama penelitian, Jose Andres Marquez, mengatakan timnya berupaya menjawab pertanyaan sederhana yang telah lama menarik perhatian para ahli paleontologi. “Kami ingin memahami mengapa ketika berjalan di pantai, kita lebih sering menemukan cangkang kerang dan siput daripada brachiopoda,” ujar dia dikutip dari Scitech Daily.

Menurutnya, jawaban atas pertanyaan tersebut ternyata berkaitan erat dengan kemampuan fisiologis masing-masing kelompok hewan dalam menghadapi tekanan lingkungan ekstrem.

Tidak ­Mengandalkan Fosil

Salah satu keunggulan penelitian ini adalah pendekatan yang digunakan. Alih-alih hanya menganalisis fosil, para peneliti juga mempelajari fisiologi berbagai hewan laut modern yang dianggap mewakili kelompok purba.

Mereka mengumpulkan brachiopoda hidup dari Kepulauan San Juan di Washington, Amerika Serikat. Hewan-hewan tersebut kemudian ditempatkan di ruang eksperimen khusus yang memungkinkan ilmuwan mengatur suhu dan kadar oksigen secara presisi.

Dalam percobaan tersebut, suhu air dinaikkan secara bertahap sambil mengukur konsumsi oksigen setiap organisme. Hasilnya menunjukkan bahwa brachiopoda sebenarnya cukup tahan terhadap kadar oksigen rendah ketika suhu air masih dingin. Namun begitu suhu meningkat, kebutuhan oksigen mereka melonjak tajam.

Masalahnya, sistem pernapasan dan struktur tubuh brachiopoda tidak mampu meningkatkan penyerapan oksigen secara signifikan sehingga mereka mengalami tekanan fisiologis yang sangat berat.

Lebih Mudah Beradaptasi

Sebaliknya, kelompok hewan yang memiliki aktivitas lebih tinggi menunjukkan kemampuan adaptasi yang lebih baik. Kerang, siput, bulu babi, bintang laut, hingga ikan memiliki otot yang lebih berkembang, sistem sirkulasi yang lebih efisien, serta organ pernapasan yang mampu meningkatkan suplai oksigen ketika suhu lingkungan meningkat. Kemampuan tersebut memberi mereka peluang lebih besar untuk bertahan hidup di lautan yang semakin panas.

Profesor Erik Sperling dari Stanford Doerr School of Sustainability sekaligus penulis senior penelitian mengatakan hasil eksperimen ini menjadi bukti yang sangat kuat mengenai penyebab utama kepunahan massal Permian-Triassic.

Menurutnya, pemanasan global yang diikuti penurunan kadar oksigen laut merupakan kombinasi faktor yang paling menentukan tingkat kelangsungan hidup berbagai kelompok organisme.

Lautan Modern Dibentuk oleh Para Penyintas

Temuan ini juga menjelaskan mengapa komposisi kehidupan laut saat ini sangat berbeda dibandingkan sebelum kepunahan massal. Sebelum The Great Dying, dasar laut didominasi brachiopoda dan berbagai organisme yang hidup menetap.

Namun setelah bencana tersebut, ruang ekologis yang kosong dimanfaatkan oleh kelompok penyintas seperti moluska, ikan bertulang, echinodermata modern, serta berbagai predator baru. Fenomena ini mirip dengan kepunahan dinosaurus sekitar 66 juta tahun lalu yang kemudian membuka jalan bagi mamalia untuk berkembang menjadi kelompok hewan dominan di daratan. Dengan kata lain, laut yang dikenal sekarang sebenarnya merupakan hasil dari proses evolusi panjang yang dipicu oleh satu bencana global.

Pelajaran Penting bagi Perubahan Iklim Modern

Selain pemanasan dan berkurangnya oksigen, penelitian juga menunjukkan bahwa pengasaman laut akibat meningkatnya karbon dioksida kemungkinan memperburuk kondisi lingkungan, meski bukan menjadi penyebab utama kepunahan.

Para peneliti menilai interaksi antara suhu tinggi, deoksigenasi, dan pengasaman laut menciptakan tekanan berlapis yang sulit diatasi oleh banyak organisme. Tim Stanford berencana memperluas penelitian terhadap kelompok hewan laut lainnya untuk memahami bagaimana berbagai spesies merespons kombinasi perubahan lingkungan tersebut.

Temuan ini juga memiliki relevansi penting bagi kondisi Bumi saat ini. Lautan modern diketahui sedang mengalami pemanasan akibat perubahan iklim. Seiring meningkatnya suhu, kandungan oksigen terlarut juga terus menurun, sementara banyak organisme membutuhkan lebih banyak oksigen untuk mempertahankan metabolisme mereka.

Meski kondisi saat ini belum menyamai skala bencana 252 juta tahun lalu, mekanisme biologis yang terjadi dinilai memiliki kemiripan. Para ilmuwan mengingatkan bahwa jika emisi gas rumah kaca terus meningkat tanpa pengendalian, perubahan lingkungan laut dapat menjadi semakin ekstrem dan berdampak pada keanekaragaman hayati.

Profesor Sperling menegaskan bahwa masih ada peluang untuk menghindari skenario terburuk. Menurutnya, berbeda dengan peristiwa Permian-Triassic yang dipicu proses alam dan berlangsung selama ribuan tahun, manusia saat ini memiliki pengetahuan ilmiah serta kemampuan teknologi untuk mengurangi emisi dan memperlambat laju pemanasan ­global.

“Berita baiknya, kita masih berada pada titik di mana manusia dapat mengubah arah dan melakukan sesuatu untuk mencegah dampak yang lebih buruk,” ujarnya.

Penelitian ini tidak hanya berhasil menjelaskan salah satu misteri terbesar dalam sejarah evolusi, tetapi juga menjadi pengingat bahwa kemampuan suatu spesies beradaptasi terhadap perubahan lingkungan dapat menentukan nasibnya selama jutaan tahun. Kerang dan siput yang kini memenuhi pantai-pantai dunia menjadi saksi hidup bagaimana penyintas sebuah bencana global akhirnya membentuk wajah baru kehidupan di lautan hingga masa kini. hay