Vaquita (Sinus Phocoena), seekor lumba-lumba kecil yang hanya ditemukan di perairan dangkal Teluk California bagian utara Meksiko, adalah salah satu mamalia laut paling terancam punah di planet ini. Berukuran panjang sekitar 5 kaki, hewan ini merupakan anggota terkecil dari kelompok cetacea, yang mencakup paus, lumba-lumba, dan lumba-lumba. Dikenali dari tanda-tanda gelap di sekitar mata dan mulutnya, vaquita tidak diketahui ilmu pengetahuan hingga paruh kedua abad ke-20. Saat ini, laut telah menjadi simbol kuat dari krisis keanekaragaman hayati yang berdampak pada lautan di dunia.
Hanya segelintir vaquitas yang tersisa di alam liar, sehingga spesies ini hampir punah. Penurunan populasi ini terutama disebabkan oleh terjeratnya jaring insang, terutama yang digunakan untuk menangkap totoaba secara ilegal. Ikan berukuran besar ini diincar karena harga kantung renangnya mahal di pasar gelap internasional. Meskipun penangkapan ikan totoaba dilarang beberapa dekade yang lalu, penangkapan ikan ilegal terus berlanjut karena jaringan perdagangan satwa liar dan permintaan luar negeri yang terus-menerus.
Meskipun telah dilakukan upaya konservasi selama bertahun-tahun, masa depan vaquita masih belum pasti. Para ahli mengatakan kelangsungan hidupnya bergantung pada kerja sama internasional yang cepat untuk menghilangkan penangkapan ikan dengan jaring insang di habitatnya dan mencegah hilangnya salah satu spesies laut yang paling terancam punah.
Pencitraan Tingkat Lanjut membuat arsip digital Vaquita
Dalam upaya untuk melestarikan pengetahuan tentang spesies ini, para peneliti di Florida Atlantic University bekerja sama dengan San Diego Museum of Natural History, SeaWorld California dan NOAA Fisheries untuk mendokumentasikan secara digital kerangka vaquita betina yang lengkap. Spesimen tersebut disumbangkan ke museum pada tahun 1966 dan sekarang menjadi dasar catatan digital yang sangat rinci tentang lumba-lumba langka ini.
Penelitian yang dipublikasikan di Ilmu Mamalia Lautmenggabungkan CT scan medis, gambar mikro-CT, dan foto digital untuk menghasilkan salah satu catatan anatomi digital terlengkap yang pernah dibuat di vaquita. Pendekatan ini memungkinkan para ilmuwan untuk menangkap fitur kerangka kecil dan mengubahnya menjadi model tiga dimensi yang interaktif.
“Dengan menggabungkan teknologi pencitraan canggih dan berbagi data akses terbuka, upaya ini tidak hanya menjaga catatan berharga dari salah satu mamalia laut paling terancam punah di planet ini, namun juga membuat informasi ini dapat diakses oleh semua orang,” kata penulis pertama Jamie Knaub, asisten laboratorium pencitraan di Laboratorium Bioimaging Keluarga Berlin di Pusat Penelitian dan Inovasi Marcus Sekolah Laboratorium FAU, dan Ph.D. kandidat di Departemen Biologi FAU di Charles E. Schmidt College of Science. “Proyek ini akan memungkinkan produksi replika yang akurat secara ilmiah untuk museum, ruang kelas, dan program pendidikan, membantu meningkatkan kesadaran dan mendukung upaya konservasi spesies yang saat ini berada di ambang kepunahan.”
Knaub berkolaborasi dengan rekan penulis Brittany Aja Dolan, mantan SeaWorld California dan manajer proyek; Philip Unitt, kurator burung dan mamalia di San Diego Museum of Natural History; dan Robert L. Brownell Jr., Ph.D., ahli biologi di Pusat Sains Perikanan Barat Daya, Divisi Mamalia Laut dan Penyu, Perikanan NOAA, yang mengumpulkan spesimen tersebut pada tahun 1960an ketika ia masih menjadi mahasiswa pascasarjana.
CT dan mikro-CT scan mengungkapkan detail mikroskopis
Untuk membangun arsip digital, tim menggunakan beberapa teknik pencitraan yang mendokumentasikan kerangka tersebut pada berbagai tingkat detail. Para peneliti pertama kali memindai spesimen menggunakan medical computerized tomography (CT), yang menggunakan sinar-X untuk menghasilkan gambar penampang. Mereka kemudian memotret masing-masing tulang dan komponen kerangka sebelum melakukan pemindaian mikro-komputer resolusi tinggi, atau mikro-CT.
Tidak seperti pemindai CT standar, sistem mikro-CT dapat menangkap struktur anatomi yang sangat kecil, diukur dalam mikron, lebih kecil dari lebar rambut manusia.
“Proyek ini memerlukan alur kerja pencitraan yang sangat rumit untuk menangkap kerangka vaquita pada berbagai skala, dari keseluruhan struktur tulang hingga detail internal mikroskopis,” kata Marianne E. Porter, Ph.D., penulis utama dan profesor di Departemen Ilmu Biologi FAU. “Dengan mengintegrasikan CT medis, CT mikro, dan fotografi resolusi tinggi, kami dapat merekonstruksi morfologi eksternal dan arsitektur internal setiap tulang dengan cara yang menjaga keakuratan anatomi namun tetap interaktif sepenuhnya dalam bentuk digital. Hasilnya bukan sekadar model, namun kumpulan data berlapis yang mencerminkan kompleksitas sebenarnya dari spesimen. »
Proses pemindaian menghasilkan ribuan gambar penampang. Dengan menggunakan perangkat lunak pencitraan tiga dimensi khusus, para peneliti memisahkan setiap tulang secara digital dan merekonstruksinya menjadi model 3D yang sangat detail. Replika yang dihasilkan dapat diputar, diperbesar, dan dilihat dari sudut mana pun, memungkinkan para ilmuwan mempelajari spesimen tersebut tanpa menimbulkan risiko kerusakan pada kerangka aslinya.
Model 3D akses terbuka untuk penelitian dan pendidikan
Karena kerangka asli vaquita rapuh dan sangat langka, kesempatan untuk dipelajari secara langsung dan dipamerkan di depan umum sangatlah terbatas. Agar informasi tersedia lebih luas, tim mengunggah model 3D ke repositori online MorphoSource, sehingga model tersebut dapat diakses secara bebas.
“Keberhasilan proyek ini dimungkinkan oleh kemampuan pencitraan canggih yang tersedia di Laboratorium Bioimaging Keluarga Berlin,” kata Tricia L. Meredith, Ph.D., rekan penulis dan direktur penelitian untuk Sekolah Laboratorium On-Site FAU, Sekolah Pascasarjana AD Henderson dan Sekolah Menengah FAU, dan asisten profesor riset di Sekolah Tinggi Pendidikan FAU. “Memiliki akses terhadap sistem mikro-CT beresolusi tinggi, serta keahlian untuk memproses dan merekonstruksi kumpulan data yang besar dan kompleks, sangat penting untuk mengubah data mentah yang dipindai menjadi model 3D yang dapat digunakan. Lingkungan teknologi terintegrasi semacam ini memungkinkan pelestarian dan pembagian spesimen seperti vaquita pada tingkat detail yang tidak mungkin dilakukan hingga saat ini.”
Penelitian ini didukung oleh FAU School of Environmental, Coastal and Ocean Sustainability (ECOS), Joshua M. Berlin Research Gift, FAU Laboratory Schools dan SeaWorld California.
