Penemuan baru tulang ikan fosil yang sangat kecil telah memaksa para ilmuwan untuk memikirkan kembali asal-usul beberapa ikan air tawar paling sukses di dunia.

Ikan-ikan ini, termasuk ikan lele, ikan kecil, ikan tetra, dan bahkan ikan zebra akuarium yang populer, memiliki struktur telinga khusus yang memungkinkan mereka mendengar jauh lebih baik daripada kebanyakan ikan laut.

Hingga saat ini, para peneliti percaya bahwa ikan-ikan ini mengembangkan sistem pendengaran ini setelah pindah ke sungai dan danau sekitar 180 juta tahun yang lalu, ketika benua raksasa Pangea masih utuh.

Namun, bukti baru menunjukkan bahwa kisah ini jauh lebih kompleks—dan lebih menarik.

Kunci dari kisah ini adalah struktur yang disebut aparatus Weberian.

Ditemukan pada sekitar dua pertiga dari semua ikan air tawar saat ini, struktur ini berfungsi seperti tulang telinga tengah pada manusia.

Pada manusia, gelombang suara menggetarkan gendang telinga dan dibawa melalui serangkaian tulang kecil ke telinga bagian dalam.

Pada ikan, suara melewati tubuh mereka secara langsung, yang kepadatannya hampir sama dengan air, sehingga menyulitkan pendengaran.

Untuk mengatasi hal ini, ikan otophysan (kelompok yang mencakup ikan lele, ikan mas, ikan kecil, dan ikan tetra) mengembangkan sistem yang cerdas.

Kantung udara mereka bergetar sebagai respons terhadap suara, dan serangkaian tulang kecil mentransfer getaran tersebut ke telinga bagian dalam. Hal ini memungkinkan mereka mendengar rentang frekuensi yang luas—terkadang setinggi 15.000 Hertz, mendekati batas pendengaran manusia.

Sebaliknya, sebagian besar ikan laut hanya dapat menangkap suara yang sangat rendah di bawah sekitar 200 Hertz.

Penelitian baru ini dipimpin oleh Juan Liu, seorang paleontolog di University of California, Berkeley. Liu dan rekan-rekannya mempelajari fosil ikan kecil, Acronichthys maccagnoi, yang ditemukan di Alberta, Kanada.

Dengan panjang hanya dua inci, fosil ini mungkin tampak biasa saja, tetapi mengandung sesuatu yang langka: aparatus Weberian yang terawetkan dengan baik.

Dengan menggunakan pemindaian sinar-X 3D dan model komputer, tim menunjukkan bahwa ikan ini, yang hidup sekitar 67 juta tahun yang lalu, memiliki kepekaan pendengaran yang tidak jauh berbeda dengan ikan zebra modern.

Temuan ini penting karena menunjukkan bahwa ikan otophysan mungkin tidak berasal dari air tawar seperti yang selama ini diperkirakan.

Sebaliknya, tim Liu menunjukkan bahwa nenek moyang mereka mulai mengembangkan unsur-unsur penyusun sistem Weberian saat masih hidup di laut.

Baru kemudian, setelah terpecah menjadi beberapa garis keturunan, beberapa kelompok menginvasi sungai dan danau, melengkapi evolusi sistem pendengaran mereka yang luar biasa.

Menurut garis waktu yang baru, peralihan ke air tawar ini terjadi sekitar 154 juta tahun yang lalu, pada akhir Periode Jura, setelah Pangea mulai terpecah dan samudra-samudra baru terbentuk.

Gagasan tentang beberapa invasi air tawar, alih-alih satu invasi purba, membantu menjelaskan mengapa ikan otophysan begitu beragam saat ini.

Dengan berulang kali memasuki lingkungan baru, mereka mungkin menemukan lebih banyak peluang untuk beradaptasi dan berevolusi menjadi 10.000 spesies yang sekarang kita lihat di seluruh dunia.

Liu berpendapat bahwa pola ini sesuai dengan aturan yang lebih luas dalam evolusi: kemunculan spesies baru seringkali mengikuti perpindahan berulang ke habitat baru, terutama jika disertai dengan keuntungan biologis baru, seperti pendengaran yang lebih baik.

Bukti fosil dikumpulkan selama enam musim lapangan mulai tahun 2009 dan sekarang disimpan di Museum Royal Tyrrell di Alberta.

Para ilmuwan di Canadian Light Source dan Universitas McGill melakukan pemindaian detail, yang memungkinkan tim Liu untuk memodelkan bagaimana ikan fosil tersebut mendengar.

Analisis mereka menunjukkan bahwa pendengaran ikan fosil tersebut disetel antara 500 dan 1.000 Hertz, tidak terlalu jauh dari jangkauan percakapan manusia.

Hal ini menunjukkan bahwa bahkan puluhan juta tahun yang lalu, ikan-ikan ini sudah memiliki cara yang canggih untuk mempersepsi suara.

Penemuan ini tidak hanya merevisi linimasa evolusi ikan air tawar tetapi juga menyoroti peran laut sebagai tempat lahirnya inovasi bagi vertebrata.

"Untuk waktu yang lama, kami mengira ikan-ikan ini hanya berasal dari air tawar," kata ahli iktiologi Michael Newbrey, salah satu penulis pendamping studi ini.

"Namun sekarang kami melihat asal usulnya dari laut diikuti oleh setidaknya dua perpindahan ke air tawar. Ini jauh lebih masuk akal."

Dengan menghubungkan bukti fosil dengan genetika modern dan simulasi komputer, tim Liu telah mengungkap bagaimana satu set tulang telinga yang sangat kecil membentuk kembali jalur evolusi ikan air tawar.

Penelitian mereka menunjukkan bahwa terkadang, tulang terkecil pun dapat menceritakan kisah terbesar tentang sejarah kehidupan.