Mengungkap Rahasia Dibalik Gaya Hidup Ekstrim Burung Kolibri

Semua orang suka melihat burung kolibri—burung kolibri kecil berwarna cerah yang melesat ke mana-mana, melayang di dekat bunga, dan dengan gagah berani mempertahankan kepemilikannya atas tempat makan.

Namun bagi para ilmuwan yang mempelajarinya, burung kolibri menawarkan lebih dari sekadar tontonan yang menghibur. Ukurannya yang kecil dan metabolismenya yang luar biasa membuat mereka hidup di ujung tanduk, terkadang harus mematikan tubuh mereka hampir seluruhnya hanya untuk menghemat energi untuk bertahan hidup di malam hari—atau untuk bermigrasi ribuan mil, terkadang melintasi lautan terbuka.

Pola makan mereka yang kaya nektar menyebabkan kadar gula darah yang dapat membuat seseorang mengalami koma. Dan penerbangan mereka yang melakukan zipping dan zooming terkadang menghasilkan gaya G yang cukup tinggi hingga membuat pilot pesawat tempur pingsan. Semakin banyak peneliti mengamati, semakin banyak kejutan yang mengintai di dalam tubuh mungil ini, yang terkecil di dunia unggas.

“Mereka satu-satunya burung di dunia yang bisa terbang terbalik,” kata Holly Ernestseorang ahli ekologi konservasi di Universitas Wyoming. “Mereka meminum gula murni dan tidak meninggal karena diabetes.”

Ernest adalah salah satu dari sedikit peneliti yang mempelajari bagaimana burung kolibri mengatasi tuntutan gaya hidup ekstrem mereka. Berikut beberapa hal yang telah dipelajari para ilmuwan tentang adaptasi unik burung kolibri.

Lakukan pekerjaan

Selama bertahun-tahun, sebagian besar peneliti berasumsi bahwa burung kolibri hanya menghabiskan sekitar 30 persen waktunya untuk melakukan aktivitas padat energi, yaitu berpindah dari satu bunga ke bunga lain dan menenggak nektar, sambil beristirahat di sebagian besar waktunya. Namun ketika menjadi ahli ekologi fisiologis Anusha Shankar Ketika dilihat lebih dekat, dia mendapati mereka sering kali bekerja jauh lebih keras dari itu.

Shankar, yang kini bekerja di Tata Institute of Fundamental Research di Hyderabad, India, mencoba mencari tahu bagaimana burung kolibri berparuh lebar di Arizona selatan menghabiskan hari-hari mereka. Dengan menggunakan campuran metode eksperimental, dia mengukur tingkat metabolisme burung selama berbagai aktivitas dan memperkirakan total pengeluaran energi harian mereka. Dengan menambahkan data yang dipublikasikan sebelumnya, Shankar dapat menghitung biaya energi per menit untuk bertengger, terbang, dan melayang—pada dasarnya adalah tiga pilihan burung untuk menghabiskan waktu.

Dia kemudian menyimpulkan berapa banyak waktu yang dihabiskan burung untuk makan versus hinggap selama sehari.

“Kami akhirnya menemukan bahwa ini sangat bervariasi,” kata Shankar. Pada awal musim panas ketika bunga melimpah, burung dapat memenuhi kebutuhan energi hariannya hanya dengan beberapa jam makan, dan menghabiskan 70 persen waktunya hanya untuk bertengger, demikian temuannya. Namun ketika bunga menjadi semakin langka setelah datangnya hujan monsun musim panas, burung-burung muncul di satu lokasi bertengger hanya 20 persen dari waktu bangunnya dan menggunakan sisa waktunya untuk makan.

“Itu berarti 13 jam sehari!” kata Shankar. “Tidak mungkin saya bisa menghabiskan 13 jam sehari untuk berlari. Saya tidak tahu bagaimana mereka melakukannya.”

Benar-benar santai

Burung kolibri mempunyai trik untuk membantu mereka menambah cadangan energinya: Ketika seekor burung berada dalam bahaya kehabisan energi, ia mungkin menjadi lesu di malam hari, menurunkan suhu tubuhnya hampir sama dengan suhu udara di sekitarnya—terkadang hanya beberapa derajat di atas pembekuan. Saat dalam keadaan mati suri, burung tampak hampir koma, tidak mampu merespon rangsangan dengan cepat, dan bernapas hanya sesekali. Strategi ini dapat menghemat hingga 95 persen biaya metabolisme per jam selama malam dingin, menurut perhitungan Shankar. Hal ini penting dilakukan setelah hari-hari burung makan lebih sedikit dari biasanya, seperti setelah badai petir. Ini juga membantu burung menghemat energi untuk mengumpulkan lemak sebelum bermigrasi.

Shankar sekarang mempelajari bagian mana dari fisiologi burung kolibri yang diprioritaskan selama mati suri, dengan melihat produk gen mana yang tidak dapat mereka tinggalkan. “Jika Anda seekor burung kolibri yang berfungsi pada 10 persen metabolisme normal Anda, apakah 10 persen itu yang membuat Anda tetap hidup?” dia bertanya.

Satu set gen yang tampaknya tidak disentuh oleh burung adalah gen yang bertanggung jawab atas jam internal mereka. “Penting bagi mereka untuk melakukan sesuatu pada waktu yang tepat ketika mereka berada dalam kondisi mati suri,” kata Shankar. Sebagai contoh, untuk bersiap menghadapi hari, burung-burung mulai bangkit dari kelambanannya sekitar satu jam sebelum matahari terbit, jauh sebelum isyarat cahaya tampak.

Atasi gulanya

Untuk meningkatkan tingkat metabolisme mereka yang sangat tinggi, burung kolibri menyedot sekitar 80 persen nektar dari berat tubuhnya setiap hari. Itu setara dengan orang seberat 150 pon yang meminum hampir seratus 20 ons Coke setiap hari—dan nektar seringkali jauh lebih manis daripada soda.

Usus manusia tidak mampu menyerap gula secepat itu, itulah salah satu alasan mengapa mengonsumsi terlalu banyak soda atau permen Halloween mengganggu perut, kata Ken Welchahli fisiologi komparatif di Universitas Toronto Scarborough. Burung kolibri mengatasi serangan gencar tersebut dengan memiliki usus yang bocor sehingga gula dapat memasuki aliran darah di antara sel-sel usus, bukan hanya melalui sel-sel tersebut. Ini mengeluarkan gula dari usus dengan cepat, sebelum menyebabkan gangguan. Transportasi cepat tersebut, dan mungkin juga adaptasi lainnya, memungkinkan burung kolibri untuk mencapainya kadar gula darah sebanyak enam kali lebih tinggi dibandingkan yang terlihat pada manusia, kata Welch.

Banyaknya gula dalam darah menyebabkan masalah fisiologis yang serius pada manusia. Hal ini menyebabkan lebih banyak molekul gula yang menyatu dengan protein tubuh, suatu proses yang dikenal sebagai glikasi; dalam jangka panjang, glikasi berlebih menyebabkan banyak komplikasi diabetes, seperti kerusakan saraf. Masih belum jelas bagaimana burung kolibri menghindari masalah glikasi, kata Welch, namun petunjuk mulai muncul. Sebuah penelitian, misalnya, menemukan hal itu protein burung mengandung lebih sedikit asam amino yang paling rentan terhadap glikasi dibandingkan protein mamalia, dan protein yang tersisa sering kali tersimpan jauh di dalam protein sehingga lebih sedikit terkena gula yang bersirkulasi.

Strategi lain yang belum diketahui untuk mengatasi gula darah tinggi mungkin suatu hari nanti akan memberikan manfaat praktis dalam mengelola diabetes pada manusia. “Mungkin ada tambang emas dalam genom burung kolibri,” kata Welch.

Lakukan pembalikan metabolisme

Pada akhir puasa malamnya, burung kolibri hampir menghabiskan simpanan gulanya—yang menimbulkan tantangan metabolisme yang berlawanan. “Bagaimana cara ia bangun dan terbang?” Welch bertanya. “Tidak ada yang lain selain lemak yang bisa dibakar.”

Ia menemukan bahwa burung kolibri telah berevolusi menjadi sangat gesit dalam mengubah metabolisme mereka dari pembakaran gula menjadi pembakaran lemak. “Hal ini memerlukan perubahan besar dalam jalur biokimia yang terlibat,” kata Welch—dan hal ini terjadi hanya dalam hitungan menit, jauh lebih cepat daripada yang dapat dilakukan organisme lain. “Jika kami bisa memiliki kendali atas penggunaan bahan bakar, kami akan menyukainya.”

Menghemat air—atau tidak

Gula bukanlah satu-satunya tantangan yang ditimbulkan oleh pola makan kaya nektar. Lagipula, nektar sebagian besar terdiri dari air—dan burung yang meminum banyak cairan harus membuang sebagian besar nektarnya, tanpa kehilangan elektrolit. Hasilnya, ginjal burung kolibri sangat beradaptasi untuk menangkap kembali elektrolit sebelum dikeluarkan. “Mereka kencing hampir dengan air sulingan,” katanya Carlos Martinez del Rioseorang ahli ekofisiologi yang kini pensiun dari Universitas Wyoming.

Namun hal ini menimbulkan masalah lebih lanjut: Jika burung kolibri terus mengeluarkan urin encer sepanjang malam, ia akan mati karena dehidrasi sebelum pagi hari. Untuk menghindari hal itu, burung kolibri menutup ginjalnya setiap malam. “Mereka menyebabkan apa yang, pada manusia, dianggap sebagai gagal ginjal akut,” kata Martinez del Rio. “Burung kolibri harus melakukan ini, kalau tidak mereka akan kencing sampai mati.”

Terbang tinggi—secara bertahap

Kebutuhan metabolisme burung kolibri cukup kuat di permukaan laut. Namun banyak spesies yang hidup di dataran tinggi, di mana udara tipis mengandung lebih sedikit oksigen dan memberikan lebih sedikit resistensi terhadap dorongan saat melayang. Misalnya burung kolibri raksasa, burung terbesar di dunia, yang dapat hidup di Pegunungan Andes pada ketinggian lebih dari 14.000 kaki—lebih tinggi daripada kemampuan terbang helikopter. Untuk mengatasi kondisi ini, burung-burung telah mengembangkan lebih banyak darah yang kaya akan hemoglobin, katanya Jessie Williamsonseorang ahli burung di Cornell University.

Namun beberapa burung menghadapi tantangan yang lebih berat, seperti yang ditemukan Williamson. Burung kolibri raksasa berukuran cukup besar sehingga peneliti bisa memasangnya pelacakan satelit tag, serta geolocator yang lebih kecil. Jadi Williamson dan rekan-rekannya memutuskan untuk memasangkan burung tersebut dengan pelacak. Setelah ribuan jam dihabiskan untuk mencoba menangkap burung dengan jaring, para peneliti berhasil memasang pelacak pada 57 burung menggunakan tali perhiasan elastis yang dibuat khusus.

Meskipun mereka hanya mendapatkan data pelacakan dari delapan burung, bahkan sampel kecil tersebut memiliki kejutan besar: Beberapa burung hidup di dataran tinggi Andes sepanjang tahun, sementara yang lainnya—yang ternyata merupakan spesies terpisah dan sampai sekarang belum dikenal—bermigrasi ke Andes setiap tahunnya dari tempat berkembang biak di sepanjang pantai Chili. Artinya, mereka tidak hanya menghadapi hal-hal yang sudah jelas tantangan migrasi yang panjang—perjalanan pulang pergi sekitar 5.000 mil—tetapi juga kebutuhan untuk beradaptasi dengan udara yang lebih tipis saat melakukan perjalanan.

Rahasia mereka? Lakukan secara bertahap. “Ini sangat mirip dengan bagaimana manusia mendaki gunung seperti Gunung Everest, dengan serangkaian pendakian dan jeda untuk menyesuaikan diri,” kata Williamson. “Perjalanannya memakan waktu berbulan-bulan.”

Ketika teknologi pelacakan menjadi lebih ringan dan murah, peneliti seperti Williamson berharap dapat mengikuti spesies burung kolibri yang lebih kecil juga. Hal ini, bersama dengan kemajuan lain dalam teknologi penelitian, mungkin menawarkan banyak kejutan baru tentang biologi burung kecil dan menakjubkan ini.

Majalah yang Dapat Diketahui adalah upaya jurnalistik independen dari Annual Review.