Perisai pusar dari tikus berduri Afrika

Tikus berduri menghasilkan lempeng tulang yang disebut osteodermata di bawah kulit ekornya, yang terlepas saat hewan itu diserang, membuatnya kabur dengan cepat. Kredit: Edward Stanley

Tidak seperti buaya, kura-kura, kadal, dinosaurus, dan ikan, yang memiliki lempengan dan sisik bertulang, mamalia telah lama menggantikan karapas nenek moyang mereka dengan lapisan rambut yang menyekat.

Armadillo, yang memiliki cangkang tulang yang tumpang tindih dan defensif, dianggap sebagai satu-satunya anomali yang masih hidup. Namun, sebuah studi baru diterbitkan dalam jurnal tersebut iScience Secara tak terduga ditunjukkan bahwa tikus berduri Afrika menghasilkan struktur serupa di bawah kulit ekornya, yang sebagian besar belum ditemukan sejauh ini.

Penemuan itu dilakukan selama CT scan rutin spesimen museum untuk OpenVertebrate, sebuah inisiatif untuk menyediakan model 3D organisme vertebrata kepada peneliti, pendidik, dan seniman.

“Saya sedang memindai spesimen tikus dari Museum Yale Peabody, dan ekornya tampak gelap secara tidak normal,” kata rekan penulis Edward Stanley, direktur Lab Pencitraan Digital di Museum Sejarah Alam Florida.

Misalkan pada awalnya perubahan warna disebabkan oleh cacat yang terjadi selama pengawetan sampel. Tetapi ketika dia menganalisis sinar-X beberapa hari kemudian, Stanley melihat fitur yang sangat dia kenal.

“Seluruh PhD saya berfokus pada pengembangan ostoderm pada kadal. Setelah pemindaian sampel diproses, ekornya jelas tertutup osteodermata.”

Tikus berduri bertulang telah diamati setidaknya sekali sebelumnya dan dicatat oleh ahli biologi Jerman Jochen Niethammer, yang membandingkan arsitektur mereka dengan bangunan batu abad pertengahan dalam sebuah artikel. Diterbitkan pada tahun 1975. Niethammer dengan tepat menginterpretasikan lempeng-lempeng itu sebagai sejenis tulang tetapi tidak pernah menindaklanjuti pengamatan awalnya, dan kelompok itu sebagian besar diabaikan selama beberapa dekade—sampai para ilmuwan menemukan keanehan lain yang tampaknya tidak terkait dengan tikus berduri.

A Belajar dari tahun 2012 Tikus berduri ini terbukti benar-benar dapat meregenerasi jaringan yang terluka tanpa bekas luka, kemampuan yang umum pada reptil dan invertebrata Tapi itu sebelumnya tidak diketahui pada mamalia. Kulit mereka juga sangat rapuh, robek dengan hampir seperempat kekuatan yang dibutuhkan untuk melukai kulit tikus biasa. Tapi tikus berduri bisa sembuh dua kali lebih cepat dari kerabat dekatnya.

Para peneliti, berharap untuk menemukan model regenerasi jaringan manusia, berangkat untuk memetakan jalur genetik yang memberi tikus berduri kemampuan penyembuhan yang luar biasa. Salah satu peneliti ini, Malcolm Madden, kebetulan memiliki laboratorium di gedung seberang kantor Stanley.

“Tikus berduri dapat meregenerasi kulit, otot, saraf, sumsum tulang belakang, dan bahkan mungkin jaringan jantung, jadi kami menyimpan koloni makhluk langka ini untuk penelitian,” kata Madden, seorang profesor biologi di University of California. Universitas Florida Penulis utama studi ini.

Madden dan rekan menganalisis perkembangan osteodermata tikus berduri, memastikan bahwa mereka sebenarnya mirip dengan armadillo tetapi kemungkinan besar berevolusi secara mandiri. Osteoderma juga berbeda dengan sisik trenggiling atau bulu landak dan landak, yang tersusun dari keratin, jaringan yang sama dengan yang terbuat dari rambut, kulit, dan kuku.

Ada empat genera tikus berduri, yang semuanya termasuk dalam subfamili Deomyinae. Namun, terlepas dari kesamaan dalam DNA Dan mungkin dari bentuk gigi mereka, para ilmuwan belum dapat menemukan satu pun kesamaan yang mereka miliki menggolongkan Kelompok inilah yang membedakannya dari hewan pengerat lainnya.

Menduga bahwa perbedaan mereka mungkin hanya mendalam, Stanley mensurvei spesimen museum tambahan dari keempat ras. Pada semuanya, ekor tikus yang berduri ditemukan ditutupi oleh selubung tulang yang sama. Kerabat terdekat Deomyinae – gerbil – tidak memiliki osteodermata, yang berarti sifat tersebut hanya berevolusi satu kali, pada nenek moyang tikus berduri yang berbeda sebelumnya.

Kehadiran osteodermata di mana-mana dalam kelompok menunjukkan bahwa mereka melakukan fungsi perlindungan yang penting. Tapi apa fungsi itu mungkin tidak segera jelas, mengingat karakteristik aneh lain dari tikus berduri: Ekornya tidak seperti biasanya dapat dilepas. Kehilangan ekor sangat umum terjadi pada beberapa spesies tikus berduri sehingga kira-kira setengah dari individu dalam kelompok tertentu tidak memilikinya di alam liar.

“Itu benar-benar penggaruk kepala,” kata Stanley. Tikus berduri terkenal bisa menghilangkan ekornya, yang berarti lapisan luar kulitnya terkelupas, meninggalkan otot dan tulang. Individu sering mengunyah sisa ekornya saat ini terjadi.

Terlepas dari kemampuannya untuk beregenerasi, mengibas-ngibaskan ekor adalah trik yang hanya bisa dilakukan tikus berduri satu kali. Tidak seperti beberapa kadal, mereka tidak dapat menumbuhkan kembali ekornya, dan tidak semua bagian ekor dapat terlepas dengan mudah.

Untuk mencari tahu mengapa hewan pengerat yang tampaknya ambivalen menjaga ekornya kesulitan menutupinya dengan baju besi, penulis beralih ke sekelompok ikan tokek dari Madagaskar. Kebanyakan tokek tidak memiliki kulit bertulang, tetapi seperti namanya, tokek ekor ikan ditutupi oleh lempengan tipis yang tumpang tindih dan, seperti tikus berduri, memiliki kulit yang sangat rapuh yang terkelupas dengan sedikit provokasi.

Menurut Stanley, osteodermata pada ikan tokek dan tikus berduri kemungkinan bertindak sebagai semacam mekanisme pelarian.

“Jika predator menggigit ekornya, perisai tersebut dapat mencegah gigi tenggelam ke dalam jaringan di bawahnya, yang tidak terpisah,” katanya. Kulit luar dan pelengkap lapisan tulangnya menarik diri dari ekor saat diserang, memungkinkan tikus melarikan diri dengan cepat.

Referensi: “Osteosteoklas dalam Acomys Mamalia Tikus Berduri dan Evolusi Independen Perisai Kulit” Oleh Malcolm Madden, Trey Polvador, Aroud Polanco, W. Brad Barbazok, dan Edward Stanley, 24 Mei 2023, Tersedia Di Sini. iScience.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779