Sekitar 252 juta tahun yang lalu, kepunahan Permian-Trias, yang sering disebut “Kematian Besar”, memusnahkan sekitar 96% spesies laut dan 70% hewan darat. Namun kehancuran yang terjadi tidak merata di seluruh pohon kehidupan.

Sebelum kepunahan, dasar laut purba selama sekitar 280 juta tahun didominasi oleh brakiopoda, yang menyerupai kerang, serta lili air (crinoids) dan hewan penghuni dasar laut lainnya. Setelah bencana, kelompok-kelompok yang tadinya dominan hampir tersingkir. Sebaliknya, hanya sekitar separuh moluska, termasuk kerang dan siput, yang punah. Hewan-hewan yang selamat, bersama ikan dan echinodermata seperti bintang laut dan bulu babi, terus mendominasi lautan di bumi, sebuah pola yang berlanjut hingga saat ini.

Diterbitkan pada 6 Juli di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan NasionalPenelitian ini merupakan penelitian pertama yang menggabungkan data biologis dari kelompok yang hancur akibat kepunahan dan kelompok yang selamat. Hasilnya menyoroti perbedaan besar: Spesies yang metabolismenya kurang mampu menghadapi perairan yang lebih hangat dan kekurangan oksigen mengalami tingkat kepunahan tertinggi.

Kondisi laut yang buruk ini, yang terjadi setelah letusan gunung berapi besar-besaran, memompa sejumlah besar karbon dioksida dan metana ke atmosfer, sehingga menyebabkan pemanasan global secara signifikan.

“Dengan penelitian ini, pada dasarnya kami ingin memecahkan misteri mengapa, ketika Anda pergi ke pantai, Anda mengambil cangkang kerang dan siput, bukan cangkang brakiopoda,” kata penulis utama studi tersebut, Jose Andres Marquez, mantan mahasiswa doktoral di laboratorium Erik Anders Sperling di Stanford. “Hasil kami menunjukkan bahwa, di berbagai kelompok organisme, kepunahan terjadi pada tingkat yang jauh lebih tinggi pada kelompok organisme yang paling rentan terhadap peningkatan suhu air dan penurunan ketersediaan oksigen.”

Kepunahan kuno memberikan peringatan iklim modern

Menurut para peneliti, pekerjaan ini juga memiliki implikasi penting untuk masa kini. Kondisi lingkungan sebelum Kepunahan Besar menyerupai lautan yang relatif sejuk dan kaya oksigen yang telah ada selama jutaan tahun sebelum aktivitas manusia mulai mengubah iklim bumi dengan cepat melalui emisi bahan bakar fosil.

“Studi ini benar-benar merupakan paku terakhir dari penyebab kepunahan massal Permian-Triassic,” kata Sperling, penulis utama studi tersebut dan profesor ilmu bumi dan planet di Stanford Doerr School of Sustainability. “Kepunahan massal terbesar sepanjang masa dimulai di dunia yang sangat mirip dengan saat ini, dengan lautan yang relatif dingin, oksigen yang relatif baik, dan kemudian terjadi suntikan karbon dioksida dalam jumlah besar ke dalam sistem bumi. Memahami bagaimana bumi dan biota bereaksi pada saat itu dapat memberi tahu kita apa yang akan terjadi.”

Mengapa metabolisme menentukan kelangsungan hidup

Metabolisme mencakup semua proses kimia yang memungkinkan organisme hidup menghasilkan energi dan tetap hidup. Selama Era Paleozoikum, yang berakhir dengan Kematian Besar, banyak hewan laut bergerak perlahan dan memakan filter dasar, termasuk brakiopoda, crinoid (lili laut, berkerabat dengan bintang laut), dan beberapa karang serta anemon laut.

Hewan laut yang berkembang biak pada umumnya jauh lebih aktif. Ikan, siput bergerak, bulu babi, dan kerang seperti kerang, tiram, dan remis semuanya membutuhkan metabolisme yang lebih cepat untuk mendukung pergerakan mereka dan, dalam banyak kasus, gaya hidup predator.

Dibandingkan dengan brakiopoda, bivalvia memiliki kebutuhan energi yang lebih besar karena tubuhnya yang lebih besar dan “kaki” berotot yang memungkinkan mereka menggali dan merangkak.

“Itulah mengapa kami makan clam chowder dan kami tidak makan brachiopod chowder,” kata Sperling. “Brachiopoda hampir tidak memiliki daging.”

Sebelum kepunahan, jumlah brakiopoda jauh lebih banyak daripada bivalvia. Saat ini, hanya tersisa sekitar 400 spesies brakiopoda, sementara terdapat sekitar 10.000 hingga 15.000 spesies bivalvia.

Sperling membandingkan perubahan ekologi yang dramatis ini dengan kepunahan dinosaurus non-unggas 65 juta tahun yang lalu, “di mana mamalia pada dasarnya mengambil alih dan tidak lagi menyerahkan wilayah tersebut kepada reptil.”

Menciptakan kembali krisis laut kuno

Penelitian ini didasarkan pada penelitian Princeton dan Stanford pada tahun 2018, yang menyimpulkan bahwa pemanasan laut dan hilangnya oksigen kemungkinan besar bertanggung jawab atas Kematian Besar. Namun, penelitian sebelumnya ini sangat bergantung pada data fisiologis yang dikumpulkan dari spesies laut modern, khususnya ikan dan krustasea yang penting secara ekonomi, sehingga meninggalkan kesenjangan yang signifikan dalam pengetahuan tentang hewan mana yang paling terkena dampaknya.

“Dalam studi baru kami, kami mengisi kesenjangan mengenai fisiologi fauna Paleozoikum untuk melihat apakah kami dapat menjelaskan tidak hanya biogeografi kepunahan tetapi juga selektivitas taksonomi dari kepunahan,” kata Sperling.

Untuk menutup kesenjangan ini, tim melakukan kerja lapangan selama bertahun-tahun, termasuk mengumpulkan brakiopoda hidup dari Kepulauan San Juan di negara bagian Washington, tempat mereka masih relatif umum. Para peneliti mengumpulkan berbagai macam hewan laut yang mewakili ekosistem laut purba dan modern.

Di stasiun lapangan dan laboratorium Stanford, para ilmuwan mengukur jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh setiap organisme pada suhu air yang berbeda. Saat air menghangat, aktivitas metabolisme meningkat, sehingga meningkatkan kebutuhan hewan akan oksigen.

Eksperimen tersebut mengungkapkan bahwa hewan Paleozoikum dapat bertahan hidup dalam kondisi oksigen yang lebih rendah dibandingkan banyak spesies modern. Namun, ketika suhu meningkat, metabolisme mereka yang lambat tidak dapat lagi mengimbanginya. Kebutuhan oksigen mereka meningkat jauh lebih cepat dibandingkan kebutuhan hewan laut modern.

Menurut para peneliti, perbedaan struktur tubuh membantu menjelaskan hasil ini. Spesies modern yang lebih aktif membutuhkan lebih banyak oksigen dalam kondisi normal, namun mereka juga memiliki otot dan insang untuk memenuhi kebutuhan oksigen yang meningkat selama pemanasan.

“Pemanasan dan hilangnya oksigen adalah penyebab utamanya,” kata Sperling.

Penelitian lain juga mengidentifikasi pengasaman laut, yang disebabkan oleh karbon dioksida yang membuat air laut lebih asam, sebagai pemicu stres lain karena mempersulit pembentukan cangkang. Sperling mengatakan temuan baru ini menunjukkan bahwa pengasaman kemungkinan besar berkontribusi terhadap kepunahan, namun tidak sepenting pemanasan dan penipisan oksigen.

Pelajaran untuk lautan saat ini

Tim Stanford berencana untuk memperluas penelitian mereka ke kelompok hewan laut lainnya untuk lebih memahami bagaimana pemanasan, kehilangan oksigen, dan pengasaman berinteraksi, terutama karena ketiga fenomena tersebut menjadi semakin parah di lautan saat ini.

Para peneliti memperingatkan bahwa sejarah bisa terulang kembali jika spesies laut modern menghadapi perairan yang semakin hangat dan kekurangan oksigen.

“Kabar buruknya adalah kita berada di jalur yang tepat untuk mencapai tingkat pemanasan Permian-Trias dalam proyeksi skenario terburuk,” kata Sperling. Suhu meningkat 8 hingga 12° Celcius selama ribuan tahun yang menyebabkan Kematian Besar, dan saat ini, hanya dalam 100 hingga 200 tahun, suhu diperkirakan akan menjadi 1,5 hingga 4° Celcius lebih tinggi dibandingkan masa pra-industri pada tahun 2100. “Tetapi kabar baiknya adalah kita masih berada pada titik di mana kita dapat mengubah keadaan dan melakukan sesuatu.”

Pendanaan disediakan oleh US National Science Foundation, NASA, Palaeontological Association dan Stanford Woods Institute for the Environment.

Kuwait mengatakan serangan tersebut menghantam tiga perlintasan perbatasan dan sebuah anjungan minyak lepas pantai, menyebabkan “kerusakan material” dan melukai seorang pekerja.

Kementerian Pertahanan mengatakan “serangan kriminal” menargetkan tiga pusat perbatasan darat di bagian utara negara itu.

Dia menambahkan bahwa sebuah drone menyerang platform pengeboran lepas pantai yang dioperasikan oleh Perusahaan Minyak Kuwait di perairan teritorial Kuwait. Serangan itu melukai seorang pekerja.

Penemuan ini bisa mempunyai implikasi di luar kehidupan sehari-hari. Hal ini dapat membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana kebiasaan terbentuk, mengapa beberapa perilaku sulit diubah, dan bagaimana sistem kecerdasan buatan di masa depan dapat meningkatkan kemampuan mereka untuk mengembangkan keterampilan baru dari pembelajaran sebelumnya.

“Kami memiliki batu loncatan lain dalam pemahaman kami tentang bagaimana otak belajar,” kata penulis utama Maximilian Riesenhuber, PhD, profesor ilmu saraf di Fakultas Kedokteran Universitas Georgetown dan salah satu direktur Pusat Neuroengineering. “Hal yang menggembirakan adalah Anda benar-benar bisa belajar melakukan banyak tugas. Sebenarnya ada cara untuk membentuk kembali arsitektur otak Anda dan menggunakan bagian lain dari otak Anda.”

Bagaimana otak mengotomatiskan keterampilan yang dipelajari

Penelitian ini didasarkan pada penelitian selama puluhan tahun yang mengeksplorasi bagaimana otak memperoleh kemampuan baru. Meskipun para ilmuwan telah belajar banyak tentang tahap-tahap awal pembelajaran, masih sedikit yang diketahui tentang apa yang terjadi setelah suatu keterampilan dipraktikkan secara luas dan menjadi hampir tanpa usaha.

Mengendarai mobil adalah contoh yang umum, kata Riesenhuber. Belajar mengemudi pada awalnya membutuhkan perhatian terus-menerus, namun pengalaman bertahun-tahun memungkinkan banyak orang melakukan percakapan, mendengarkan musik, atau memikirkan suatu masalah sambil mengemudi dengan aman.

“Pertanyaannya adalah: Bagaimana otak Anda melakukan hal ini?” » kata Riesenhuber.

Pemindaian otak mengungkapkan perubahan pada sirkuit saraf

Untuk menyelidikinya, tim peneliti meminta sukarelawan untuk mengurutkan gambar mobil yang berubah menjadi dua kategori dengan mengidentifikasi perbedaan visual yang halus. Peserta menyelesaikan lebih dari 30.000 uji coba penyortiran selama 5 hingga 10 minggu menggunakan aplikasi ponsel pintar yang dirancang sebagai permainan.

Para peneliti memeriksa otak peserta dengan pemindaian fMRI dan EEG sebelum pelatihan dimulai dan setelah periode latihan berakhir.

Pada awal pembelajaran, tugas penyortiran terutama mengaktifkan korteks prefrontal, wilayah yang bertanggung jawab atas fungsi eksekutif seperti perencanaan, penalaran, dan pengambilan keputusan secara sadar. Karena bagian otak ini biasanya menangani satu tugas berat dalam satu waktu, maka sudah lama dianggap sebagai batasan utama dalam melakukan banyak tugas.

Namun, setelah berminggu-minggu berlatih, aktivitas otak berubah. Tugas kategorisasi yang sama kini dilakukan terutama oleh korteks temporal, suatu wilayah yang terlibat dalam memori dan pengenalan objek kompleks.

“Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa bagian dari korteks temporal dapat diaktifkan oleh kategori objek tertentu pada pengamat berpengalaman, burung, mobil, dan bahkan Pokémon, namun keterbatasan dari semua penelitian ini adalah bahwa mereka hanya mengamati orang-orang yang menjadi ahli. Kekuatan penelitian ini adalah bahwa penelitian ini bersifat longitudinal; kami mengukur sebelum dan sesudah pelatihan, sehingga kami dapat melihat bahwa pelatihan ekstensif pada dasarnya telah menempatkan area pemilihan kategori di lobus temporal yang tidak ada sebelumnya,” kata mantan Penulis Patrick Cox, PhD, yang memulai penelitian sebagai mahasiswa pascasarjana di Riesenhuber dan sekarang menjadi asisten profesor psikologi di Universitas Lehigh.

“Hal ini memiliki implikasi terhadap skenario kritis di dunia nyata, seperti ketika seorang ahli radiologi dapat secara akurat mengklasifikasikan massa pada sinar-X sebagai jinak atau ganas secara otomatis, seringkali tanpa pertimbangan yang panjang, melalui pelatihan bertahun-tahun,” kata Cox.

Bagaimana Brain Rewiring Memungkinkan Multitasking

Para peneliti menemukan bahwa informasi dari area selektif mobil yang baru dikembangkan di korteks temporal dapat melewati korteks prefrontal dan berjalan langsung ke wilayah otak yang bertanggung jawab untuk menghasilkan respons.

“Pengalaman ini membentuk kembali otak untuk melewati hambatan frontal ini. Korteks prefrontal kemudian tetap bebas untuk melakukan apa pun yang ingin Anda lakukan, sehingga meningkatkan kapasitas Anda,” jelas Riesenhuber.

Tim juga menemukan bahwa semakin banyak tugas penyortiran mobil “diturunkan” dari korteks prefrontal, semakin baik peserta melakukan tugas kedua pada waktu yang sama.

Hasil ini menantang keyakinan lama bahwa orang tidak bisa melakukan banyak tugas secara bersamaan. Sebaliknya, banyak ilmuwan berpendapat bahwa otak hanya mengalihkan perhatian antar tugas dengan begitu cepat sehingga menciptakan ilusi melakukan keduanya pada saat yang bersamaan.

“Apa yang kami tunjukkan adalah sirkuitnya berubah sehingga otak bisa melakukan dua hal sekaligus,” kata Riesenhuber. “Ini benar-benar multitasking.”

Apa arti hasilnya bagi kebiasaan dan AI

Temuan ini juga bisa memberikan wawasan baru tentang perilaku kompulsif. Karena perilaku yang dipelajari dengan baik beralih ke sirkuit otak yang kurang bergantung pada kendali kesadaran, mencoba memikirkan hal lain saja mungkin tidak cukup untuk menghentikan kebiasaan yang tidak diinginkan.

“Langkah pertama untuk melupakan sesuatu adalah memahami di mana hal itu sebenarnya terjadi di otak,” kata Riesenhuber. “Ini menunjukkan mengapa strategi seperti menyuruh seseorang memikirkan hal lain tidak terlalu membantu, karena strategi tersebut tidak benar-benar mengendalikan perilakunya.”

Para peneliti juga percaya bahwa temuan ini dapat membantu menjelaskan mengapa manusia terus mengembangkan kemampuan baru sepanjang hidup mereka, sementara sistem AI saat ini masih berjuang untuk terus belajar tanpa mengganggu pengetahuan yang telah diperoleh sebelumnya.

Menurut Riesenhuber, mentransfer keterampilan yang dipelajari dengan baik ke korteks temporal akan membebaskan korteks prefrontal untuk fokus pada tantangan baru, sehingga memungkinkan pengetahuan yang ada berfungsi sebagai dasar pembelajaran di masa depan. Sistem AI saat ini umumnya tidak memiliki arsitektur fleksibel seperti ini.

Tim sekarang berencana untuk mempelajari dengan tepat sinyal mana yang memindahkan pembelajaran dari satu wilayah otak ke wilayah lain dan menentukan jenis tugas apa yang berpotensi dilakukan secara paralel.

“Pertanyaan lain yang sangat menarik adalah jenis tugas apa yang dapat dipelajari dengan cukup baik untuk dilakukan secara paralel,” kata Cox. “Kita bisa berjalan dan mengunyah permen karet pada saat bersamaan, tapi melihat ponsel untuk mengirim pesan teks saat mengemudi tidak akan pernah aman karena kita mengalihkan pandangan dari jalan. Ini seperti melatih sirkuit saraf yang benar-benar terpisah sehingga dua tugas menjadi kompatibel.”

Studi tersebut, “Eksperimen ekstensif membentuk kembali sirkuit tugas saraf untuk menghindari kemacetan frontal dan meningkatkan otomatisitas kategorisasi,” diterbitkan pada 4 Juni di jurnal Jurnal Ilmu Saraf Kognitif.

Selain Riesenhuber dan Cox, tim peneliti juga termasuk Clara A. Scholl, Marissa L. Laws, Nelson E. Jaimes dan Xiong Jiang dari Universitas Georgetown. Pekerjaan ini didukung oleh National Science Foundation (BCS-1232530), ARCS Foundation, dan Army Research Laboratory (W911NF-24-1-0097). Para penulis melaporkan tidak ada kepentingan finansial pribadi yang terkait dengan penelitian ini.

Kematian mendadak Senator Partai Republik Lindsey Graham memicu perebutan salah satu dari dua kursi Senat Carolina Selatan, membuka pintu bagi persaingan kompetitif Partai Republik hanya beberapa bulan sebelum pemilu paruh waktu tahun 2026.

Graham meninggal pada hari Sabtu setelah apa yang digambarkan oleh kantornya sebagai “penyakit singkat dan tiba-tiba,” dua hari setelah ulang tahunnya yang ke-71. Sebagai sekutu lama Presiden Donald Trump dan salah satu suara paling berpengaruh di Senat dalam kebijakan luar negeri, Graham sedang mengincar masa jabatan kelima dan telah mendapatkan nominasi dari Partai Republik.

Berdasarkan undang-undang Carolina Selatan, Gubernur Henry McMaster akan menunjuk pengganti sementara hingga 3 Januari, ketika senator berikutnya dilantik. Negara bagian tersebut juga harus mengadakan pemilihan pendahuluan khusus Partai Republik pada 11 Agustus untuk memilih kandidat baru untuk pemilu November.

Perwakilan Nancy Mace sedang bersiap untuk meluncurkan pencalonan untuk kursi Senat, menurut Politico, yang mengutip dua orang yang mengetahui rencananya.

Petahana diperkirakan akan mulai memberikan suara pada minggu ini dan masih memiliki sisa dana kampanye dari pemilihan kongres sebelumnya. Mace meninggalkan DPR setelah gagal mencalonkan diri sebagai gubernur awal tahun ini, di mana ia menempati posisi kelima dalam pemilihan pendahuluan Partai Republik.

Ini bukan kampanye Senat pertamanya. Mace menantang Graham pada pemilihan pendahuluan Partai Republik tahun 2014, tetapi hanya finis di urutan kelima.

Pakistan mendesak semua pihak untuk menghindari eskalasi lebih lanjut dan menghormati nota kesepahaman yang dicapai bulan lalu.

Dalam sebuah pernyataan, Kementerian Luar Negeri meminta “semua pihak” untuk “menahan diri, segera mengambil langkah menuju deeskalasi dan menghormati komitmen masing-masing” berdasarkan perjanjian tersebut.

“Sementara itu, Pakistan tetap berkomitmen untuk memberikan semua dukungan untuk mencapai perdamaian dan stabilitas abadi di kawasan melalui dialog dan diplomasi,” kata kementerian tersebut.