Penemuan Fosil yang “Satu-Satunya” Dapat Memecahkan Misteri Kecerdasan Burung Modern

Fosil burung yang baru diidentifikasi, Navaornis hestiaedari[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>Mesozoic Era has provided crucial information about the evolutionary development of bird brains, connecting ancient species like Archaeopteryx to today’s birds.

A remarkable fossil discovery could transform our understanding of how the unique brains and intelligence of birds evolved, a long-standing mystery in vertebrate evolution.

Scientists have identified an exceptionally well-preserved fossil bird from the Mesozoic Era, comparable in size to a starling. Its complete skull has remained nearly intact–a rare occurrence for any bird fossil, especially for one so ancient.

The extraordinary three-dimensional preservation of the skull allowed the scientists, led by the University of Cambridge and the Natural History Museum of Los Angeles County, to digitally reconstruct the brain of the bird, which they have named Navaornis hestiae. Navaornis lived approximately 80 million years ago in what is now Brazil, before the mass extinction event that killed all non-avian dinosaurs.

The scientists say their discovery, reported in the journal Nature, could act as a ‘Rosetta Stone’ for determining the evolutionary origins of the modern avian brain. The fossil fills a 70-million-year gap in our understanding of how the brains of birds evolved: between the 150-million-year-old Archaeopteryx, the earliest known bird-like dinosaur, and modern birds.

Cognitive Insights from Ancient Avian Anatomy

Navaornis had a larger cerebrum than Archaeopteryx, suggesting it had more advanced cognitive capabilities than the earliest bird-like dinosaurs. However, most areas of its brain, like the cerebellum, were less developed, suggesting that it hadn’t yet evolved the complex flight control mechanisms of modern birds.

“The brain structure of Navaornis is almost exactly intermediate between Archaeopteryx and modern birds – it was one of these moments in which the missing piece fits absolutely perfectly,” said co-lead author Dr Guillermo Navalón from Cambridge’s Department of Earth Sciences.

Signifikansi Sejarah dan Budaya dari Fosil

Navaornis dinamai William Nava, direktur Museu de Paleontologia de Marília di Negara Bagian São Paolo, Brasil, yang menemukan fosil tersebut pada tahun 2016 di sebuah situs di wilayah tetangga Presidente Prudente. Puluhan juta tahun yang lalu, situs ini kemungkinan besar merupakan daerah kering dengan aliran sungai yang lambat, sehingga memungkinkan pelestarian fosil yang sangat baik. Pelestarian ini memungkinkan para peneliti menggunakan teknologi pemindaian mikro-CT canggih untuk merekonstruksi tengkorak dan otak burung dengan detail yang luar biasa.

“Fosil ini benar-benar unik sehingga saya terpesona sejak pertama kali melihatnya hingga saat saya selesai merakit semua tulang tengkorak dan otak, yang memungkinkan kita mengapresiasi sepenuhnya anatomi burung purba ini. kata Navalon.

Mengungkap Evolusi Otak Burung

“Burung modern memiliki kemampuan kognitif paling maju di dunia hewan, hanya sebanding dengan mamalia,” kata Profesor Daniel Field dari Departemen Ilmu Bumi Cambridge, penulis senior penelitian tersebut. “Tetapi para ilmuwan telah berjuang untuk memahami bagaimana dan kapan otak unik dan kecerdasan burung yang luar biasa berevolusi—bidang ini telah menunggu penemuan fosil yang persis seperti ini.”

Sebelum penemuan ini, pengetahuan tentang transisi evolusioner antara otak Archaeopteryx dan burung modern praktis tidak ada. “Ini mewakili hampir 70 juta tahun evolusi burung yang menjadi asal mula semua garis keturunan utama burung Mesozoikum – termasuk perwakilan pertama burung yang hidup saat ini,” kata Navalón. “Navaornis berada tepat di tengah kesenjangan 70 juta tahun ini dan memberi tahu kita tentang apa yang terjadi di antara dua titik evolusi ini.”

Nenek Moyang yang Penuh Misteri: 'Burung Seberang'

Sedangkan tengkoraknya Navaornis sekilas mirip dengan merpati kecil, pengamatan lebih dekat menunjukkan bahwa ia sama sekali bukan burung modern, melainkan anggota kelompok burung purba yang diberi nama enantiornithines, atau 'burung lawan'.

'Burung lawan' menyimpang dari burung modern lebih dari 130 juta tahun yang lalu, namun memiliki bulu yang rumit dan kemungkinan besar merupakan penerbang yang kompeten seperti burung modern. Namun, anatomi otak Navaornis menimbulkan pertanyaan baru: bagaimana burung yang berlawanan dapat mengendalikan penerbangannya tanpa rangkaian lengkap fitur otak yang diamati pada burung hidup, termasuk otak kecil yang membesar, yang merupakan pusat kendali spasial burung hidup?

Implikasi Evolusi Navaornis

“Fosil ini mewakili spesies di titik tengah perjalanan evolusi kognisi burung,” kata Field, yang juga merupakan Kurator Ornitologi Strickland di Museum Zoologi Cambridge. “Kemampuan kognitifnya mungkin memberi Navaornis suatu keuntungan dalam hal mencari makanan atau tempat berlindung, dan mungkin juga mampu menunjukkan perkawinan yang rumit atau perilaku sosial kompleks lainnya.”

“Penemuan ini menunjukkan bahwa beberapa burung yang terbang di atas kepala dinosaurus sudah memiliki geometri tengkorak modern lebih dari 80 juta tahun yang lalu,” kata salah satu penulis utama Dr Luis Chiappe dari Natural History Museum of Los Angeles County.

Fosil Batu Kunci dalam Penelitian Burung

Ketika Navaornis adalah salah satu fosil burung yang paling terpelihara yang pernah ditemukan dari Era Mesozoikum. Para peneliti yakin bahwa lebih banyak temuan lain dari situs Brasil tempat fosil tersebut ditemukan dapat memberikan wawasan lebih jauh mengenai evolusi burung.

“Ini mungkin hanya satu fosil, tapi ini adalah bagian penting dalam teka-teki evolusi otak burung,” kata Field. “Dengan Navaorniskita memiliki pandangan yang lebih jelas tentang perubahan evolusioner yang terjadi di antara keduanya Archaeopteryx dan burung masa kini yang cerdas dan berperilaku rumit seperti burung gagak dan burung beo.”

Masa Depan Studi Evolusi Burung

Meskipun penemuan ini merupakan terobosan yang signifikan, para peneliti mengatakan ini hanyalah langkah pertama dalam memahami evolusi kecerdasan burung. Penelitian di masa depan mungkin mengungkapkan caranya Navaornis berinteraksi dengan lingkungannya, membantu menjawab pertanyaan yang lebih luas tentang evolusi kognisi burung dari waktu ke waktu.

Navaornis adalah yang terbaru dari kuartet fosil burung Mesozoikum yang dideskripsikan oleh kelompok penelitian Field sejak 2018, bergabung dengan Ichthyornis, Asteriornis ('Ayam Ajaib'), dan Janavis. Pekerjaan kelompok ini dalam penemuan fosil baru dikombinasikan dengan visualisasi canggih dan teknik analisis telah mengungkapkan wawasan mendasar tentang asal usul burung, kelompok hewan vertebrata yang paling beragam.

Referensi: “Kapur burung dari Brazil menginformasikan evolusi tengkorak dan otak burung” oleh Luis M. Chiappe, Guillermo Navalón, Agustín G. Martinelli, Ismar de Souza Carvalho, Rodrigo Miloni Santucci, Yun-Hsin Wu dan Daniel J. Field, 30 Oktober 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-08114-4

Penelitian ini sebagian didukung oleh Riset dan Inovasi Inggris (UKRI). Daniel Field adalah Anggota Christ's College, Cambridge.