Bagaimana Ilmuwan Mengetahui Makanan Hewan Purba?

Gigi merupakan salah satu bagian tubuh hewan yang paling kuat dan relatif mudah bertahan dalam proses fosilisasi. Karena itu, gigi sering menjadi sumber informasi penting untuk mengetahui makanan hewan purba.

Salah satu metode yang digunakan adalah analisis dental microwear. Metode ini memeriksa goresan dan lubang mikroskopis pada permukaan email gigi. Jejak tersebut dapat terbentuk ketika hewan mengunyah makanan yang mengandung partikel keras, seperti pasir, fitolit dari tumbuhan, atau bahkan serpihan tulang.

Pola yang ditemukan dapat memberikan petunjuk berbeda. Sebagai contoh, banyak lubang kecil pada permukaan gigi dapat berkaitan dengan makanan yang keras dan rapuh seperti biji, kacang, atau tulang. Sementara itu, goresan yang sejajar dapat menunjukkan konsumsi makanan berserat dan relatif alot, seperti daun atau batang tumbuhan.

Dengan teknologi pemindaian tiga dimensi, ilmuwan bahkan dapat mengukur kompleksitas tekstur permukaan gigi. Data tersebut membantu membedakan hewan pemakan rumput dengan hewan yang lebih banyak memakan daun atau bagian tumbuhan lainnya.

Namun, ada satu hal penting yang perlu diketahui. Keausan mikroskopis pada gigi lebih banyak menggambarkan makanan yang dikonsumsi dalam waktu relatif dekat sebelum kematian, bukan keseluruhan pola makan sepanjang hidupnya. Jadi, gigi fosil seolah menyimpan semacam "rekaman makanan terakhir" hewan tersebut.

Selain melihat bentuk dan keausan gigi, ilmuwan dapat memanfaatkan analisis isotop stabil. Metode ini memungkinkan peneliti mengetahui pola makan dalam rentang waktu yang lebih panjang.

Isotop adalah bentuk berbeda dari unsur kimia yang sama. Beberapa isotop karbon dan nitrogen yang tersimpan dalam jaringan tubuh dapat memberikan informasi mengenai sumber makanan dan posisi hewan dalam rantai makanan.

Salah satunya adalah isotop karbon atau δ¹³C. Kandungan isotop ini bisa membantu membedakan jenis tumbuhan yang menjadi sumber makanan. Tumbuhan yang menggunakan jalur fotosintesis C3 dan C4 memiliki karakteristik isotop karbon yang berbeda.

Perbedaan tersebut dapat membantu ilmuwan memperkirakan apakah seekor hewan lebih banyak memakan vegetasi hutan atau tumbuhan yang umum ditemukan di lingkungan terbuka seperti padang rumput. Sementara itu, isotop nitrogen atau δ¹⁵N dapat memberikan gambaran mengenai posisi hewan dalam rantai makanan. Secara umum, nilainya cenderung meningkat pada tingkat trofik yang lebih tinggi. Karena itu, data tersebut dapat membantu memperkirakan apakah hewan lebih mungkin merupakan herbivor, omnivor, atau karnivor.

Isotop lain, termasuk kalsium, magnesium, dan stronsium, juga dapat digunakan untuk memberikan informasi tambahan mengenai makanan dan lingkungan tempat hewan tersebut hidup. Untuk meningkatkan akurasi, hasil dari fosil biasanya dibandingkan dengan data hewan modern yang pola makannya sudah diketahui.

Ilmuwan juga melihat bentuk gigi dalam skala yang lebih besar. Salah satu pendekatannya disebut dental mesowear, yaitu pengamatan terhadap tingkat ketumpulan atau ketajaman tonjolan pada gigi.

Gigi yang sangat aus dan tumpul dapat memberikan petunjuk bahwa hewan sering mengonsumsi makanan yang mengandung material abrasif, seperti rumput. Sebaliknya, bentuk dan tingkat keausan tertentu dapat lebih sesuai dengan pola makan yang didominasi makanan yang lebih lunak, seperti daun.

Tidak hanya gigi, bentuk rahang, tengkorak, serta lokasi melekatnya otot juga diperhatikan. Struktur tersebut dapat menunjukkan seberapa kuat rahang bekerja dan jenis gerakan yang mampu dilakukan ketika mengunyah. Meski begitu, anatomi saja tidak selalu memberikan jawaban yang tepat.

Salah satu contoh menarik adalah Paranthropus boisei, kerabat manusia purba yang memiliki gigi geraham sangat besar dan datar serta rahang yang kuat. Pada awalnya, karakteristik tersebut membuat ilmuwan menduga bahwa spesies ini terbiasa mengonsumsi makanan keras.

Namun, ketika peneliti menggabungkan informasi dari keausan mikroskopis gigi dan analisis isotop, gambaran yang muncul menjadi lebih kompleks. Data tersebut justru menunjukkan bahwa P. boisei kemungkinan lebih sering mengonsumsi tumbuhan yang lunak, tetapi alot daripada makanan keras seperti yang sebelumnya diperkirakan. Contoh ini menunjukkan mengapa ilmuwan tidak bisa hanya mengandalkan bentuk gigi ketika mencoba mengetahui makanan hewan purba. (American Journal of Physical Anthropology, 2012)

Gigi dan tulang bukan satu-satunya sumber informasi yang bisa digunakan untuk mengetahui makanan hewan purba. Dalam beberapa kasus, ilmuwan juga menemukan sisa-sisa makanan yang masih tersimpan di dalam fosil atau jejak tumbuhan dan hewan yang berada di sekitar tempat fosil ditemukan.  

Misalnya, fosil kotoran atau koprolit dapat mengandung fragmen tumbuhan, tulang, atau bagian tubuh mangsa yang membantu mengungkap makanan yang dikonsumsi. Jika ditemukan dalam kondisi cukup baik, sisa-sisa tersebut bahkan dapat memberikan petunjuk yang lebih langsung dibandingkan hanya mengamati bentuk gigi. 

Lingkungan tempat fosil ditemukan juga tidak kalah penting. Ilmuwan dapat melihat jenis tumbuhan dan hewan lain yang hidup di wilayah tersebut untuk memperkirakan sumber makanan yang tersedia. Jika suatu spesies herbivora ditemukan bersama fosil tumbuhan tertentu, tumbuhan tersebut dapat menjadi salah satu kandidat sumber makanannya.

Akan tetapi, keberadaan suatu tumbuhan atau hewan di lingkungan yang sama tidak otomatis berarti menjadi makanan. Karena itu, informasi dari lingkungan biasanya tetap dibandingkan dengan bukti lain, seperti bentuk gigi, keausan gigi, dan analisis isotop. Dengan menggabungkan berbagai petunjuk tersebut, ilmuwan bisa menyusun gambaran yang lebih masuk akal tentang apa yang dimakan hewan purba dan bagaimana mereka mendapatkan makanan di lingkungan tempat mereka hidup.

Setiap metode memiliki kelebihan dan keterbatasannya sendiri. Analisis keausan mikroskopis gigi dapat memberikan gambaran tentang makanan yang dikonsumsi dalam waktu relatif singkat sebelum kematian. Sebaliknya, isotop stabil dapat memberikan informasi mengenai pola makan dalam periode yang lebih panjang. Sementara itu, bentuk gigi, rahang, dan tengkorak membantu menunjukkan makanan yang secara mekanis mampu diproses oleh hewan tersebut. Dengan menggabungkan semuanya, ilmuwan dapat membedakan tiga hal yang sebenarnya berbeda: makanan yang secara fisik bisa dimakan, makanan yang biasanya dikonsumsi, dan makanan yang baru saja dikonsumsi sebelum hewan mati.

Pendekatan gabungan ini juga membantu ilmuwan memahami kehidupan di masa lalu dengan lebih luas. Dari data pola makan, peneliti dapat memperkirakan hubungan antarspesies, pembagian sumber makanan, perubahan lingkungan, hingga respons hewan terhadap perubahan iklim yang terjadi jutaan tahun lalu.

Mengetahui makanan hewan purba bukan sekadar mencari tahu apakah suatu spesies merupakan pemakan tumbuhan atau pemakan daging. Informasi tersebut membantu ilmuwan merekonstruksi ekosistem yang sudah tidak dapat diamati secara langsung. Dari gigi yang aus dan kandungan kimia dalam fosil, ilmuwan dapat perlahan mengungkap bagaimana hewan purba mencari makanan, berinteraksi dengan lingkungannya, dan beradaptasi terhadap perubahan kondisi bumi.