BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada massa sekarang bola lampu telah menjadi bagian penting dalam kehidupan manusia. Kini, jutaan bola lampu mungil bersama-sama menerangi kota-kota besar di seluruh dunia. Penerangan menjadi suatu simbol penting bagi peradaban ini. Namun, ada sumber penerangan lain. Kita tentunya pernah menjumpai cahaya kecil yang menerangi kegelapan malam hari. Cahayanya begitu kuat dan terang, namun sumber penerangan ini sangatlah berbeda dengan bola lampu. Bahkan ia sama sekali bukanlah benda, melainkan makhluk hidup. Ia adalah seekor kunang-kunang.
Jika kita lihat cahaya kunang-kunang yang begitu indah, ketika matahari mulai terbenam dan malam mulai gelap. Kelap-kelip seperti lampu yang berterbangan di angkasa, layaknya ribuan bintang yang menghiasi tata surya. Sebagian dari orang mungkin pernah menangkapnya yang terpesona oleh keanehannya karena perut serangga itu bercahaya layaknya lampu kedap-kedip di kota-kota besar. Bagian perut kunang-kunang yang terlihat bercahaya itu sejak dulu sungguh menarik perhatian manusia.
Makhluk kecil ini menghasilkan cahaya dalam tubuhnya meski ia tidak memiliki bola lampu. Meskipun tidak menggunakan listrik, ia memiliki teknologi yang jauh lebih hebat. Teknologi ini lebih efektif dari bola lampu yang mampu merubah sepuluh persen saja dari energinya menjadi cahaya, sedangkan sembilan puluh persen sisanya berubah dan hilang menjadi panas. Sebaliknya, kunang-kunang mampu menghasilkan hampir seratus persen cahaya dari energi yang ada. Ini dikarenakan disain sempurna pada sistem penghasil cahaya yang dimilikinya.
Sudah begitu banyak penelitian mengenai fenomena romantik pada serangga yang bercahaya di malam hari itu. Peneliti sudah banyak tahu tentang bagaimana energi kimiawi pada makhluk biologis bisa dikonversi menjadi cahaya. Fenomena ini dikenal dengan nama bioluminescent. Salah satu spesies ubur-ubur laut juga dikenal mempunyai kemampuan bioluminescent ini. Tetapi belum banyak yang tahu misteri tentang penyebab adanya cahaya kedap-kedip pada kunang-kunang. Untuk itu perlu diungkap lebih dalam lagi tentang misteri terbentuknya kedap-kedip cahaya kunang-kunang.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas kita dapat mengambil suatu rumusan masalah, yaitu sebagai berikut:
1. Apakah penyebab dari adanya cahaya kedap-kedip pada kunang-kunang di malam hari yang menghiasi gelapnya malam?
2. Apakah fungsi dari cahaya kedap-kedip pada kunang-kunang tersebut?
C. Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah di atas kita dapat mengambil suatu tujuan makalah, yaitu sebagai berikut:
1. Ingin mengetahui penyebab dari adanya cahaya kedap-kedip pada kunang-kunang di malam hari yang menghiasi gelapnya malam
2. Ingin mengetahui fungsi dari cahaya kedap-kedip pada kunang-kunang tersebut
D. Manfaat Penulisan
Adapun manfaat yang diperoleh dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Meningkatkan pengetahuan tentang penyebab adanya cahaya kunang-kunang.
2. Meningkatkan pengetahuan tentang fungsi dari cahaya kunang-kunang
3. Memberi masukan kepada masyarakat tentang pengembangan sumber cahaya yang baik.
BAB II
KAJIAN MATERI
A. Kunang-kunang
Kunang-kunang: Photuris lucicrescens dewasa
Klasifikasi ilmiah, (sumber: Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia)
Kerajaan : Animalia
Filum : Arthropoda
Kelas : Insekta
Infrakelas : Neoptera
Superordo : Endopterygota
Ordo : Coleoptera
Subordo : Polyphaga
Infraordo : Elateriformia
Superfamili : Elateroidea
Famili : Lampyridae Latreille, 1817
Subfamilies : Cyphonocerinae, Lampyrinae, Luciolinae, Ototetrinae, Photurinae
Genus incertae sedis: Pterotus
Gambar 1. Kunang-kunang dengan cahaya kuning
Kunang-kunang adalah sejenis serangga yang dapat mengeluarkan cahaya yang jelas terlihat saat malam hari. Cahaya ini dihasilkan oleh "sinar dingin" yang tidak mengandung ultraviolet maupun sinar inframerah dan memiliki panjang gelombang 510 sampai 670 nanometer, dengan warna merah pucat, kuning, atau hijau, dengan efisiensi sinar sampai 96%.
Kunang-kunang termasuk dalam golongan Lampyridae yang merupakan familia dalam ordo kumbang Coleoptera. Ada lebih dari 2000 spesies kunang-kunang, yang dapat ditemukan di daerah empat musim dan tropis di seluruh dunia. Banyak sepesies ini yang ditemukan di rawa atau hutan yang basah dimana tersedia banyak persediaan makanan untuk larvanya.
Tubuhnya berisi zat kimia khusus bernama lusiferin, dan enzim yang disebut lusiferase. Untuk menghasilkan cahaya, dua zat kimia ini bercampur, dan percampuran ini menghasilkan energi dalam bentuk cahaya. Molekul kompleks ini telah didisain secara khusus untuk memancarkan cahaya. Penempatan setiap atom yang membentuk molekul tersebut telah ditentukan sesuai dengan tujuan ini. Tidak ada keraguan bahwa disain biokimia ini bukanlah sebuah kebetulan. Ia sengaja diciptakan secara khusus oleh sang Pencipta.
Selain itu warna cahaya yang dipancarkan kunang-kunang juga variatif, Tergantung pada spesiesnya pula. Ada yang memancarkan cahaya kuning, hijau, oranye, bahkan merah. Biasanya satu spesies yang sama bisa membuat dua warna yang berbeda.
Beberapa spesies kunang-kunang juga dikenal sebagai predator kanibal. Begitu pun kunang-kunang tetaplah mengagumkan. Sudah diketahui lebih dari 2.000 spesies kunang-kunang di dunia. Sebagian besar mendiami kawasan tropis. Namun ada juga yang menyukai iklim di kawasan Amerika Utara dan Eropa.
B. Gas Nitrogen Monooksida
Gas Nitrogen monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan sangat dikenal sebagai gas polutan yang ditimbulkan oleh pembuangan gas kendaraan bermotor. Gas ini kembali mendapatkan perhatian dunia pada saat pengumuman hadiah Nobel bidang Kedokteran tahun 1998. Ketika itu, tiga peneliti menemukan bahwa gas Nitrogen monoksida dapat menyalurkan sinyal antarsel pada jantung dan pembuluh darah.
Gas Nitrogen monoksida mampu berdifusi melalui dinding membran sel karena ukurannya yang sangat kecil. Bahkan, mampu pula berfungsi untuk menghantarkan sinyal biokimia. Banyak peneliti yang mencoba melakukan penelitian dengan memanfaatkan gas NO untuk mengontrol tekanan darah. Ada juga peneliti lain yang mencoba mengetahui komunikasi antarsel saraf dengan gas Nitrogen monoksida. Penemuan obat Viagra® yang terkenal itu juga ada hubungannya dengan kontrol gas Nitrogen monoksida dalam pembuluh.
Nitrogen monoksida terdapat diudara dalam jumlah lebih besar daripada NO2. Pembentukan NO dan NO2 merupakan reaksi antara nitrogen dan oksigen diudara sehingga membentuk NO, yang bereaksi lebih lanjut dengan lebih banyak oksigen membentuk NO2.
BAB III
PEMBAHASAN
A. Analisis Cahaya Kunang-kunang
Pada bagian perut kunang-kunang terdapat lentera yang menjadi sumber cahaya. Lentera serangga ini terdiri dari beberapa lapisan sel pemantul cahaya dan satu lapisan yang terdiri dari ribuan sel photocyte. Sel photocyte ini terletak pada cincin di sekeliling sel trakea. Sel ini banyak mengandung senyawa protein luciferin. Luciferin kemudian bereaksi dengan ATP (adenosin triphosphat).
Perlu diketahui, ATP boleh disebut sebagai sumber bahan bakar bagi energi cahaya bioluminescent. Luciferin menjadi aktif oleh adanya enzim luciferase. Luciferin yang telah aktif ini kemudian bereaksi dengan oksigen. Hasil reaksi ini adalah energi dalam bentuk cahaya kunang-kunang. Keseluruhan reaksi berlangsung di dalam sel photocyte sehingga lantern dapat terlihat bercahaya (skema).Perut kunang-kunang terlihat mengeluarkan flash secara periodik dan teratur. Hal ini diatur oleh kerja saraf. Namun ternyata saraf pada kunang-kunang ini tidak terhubung langsung dengan bagian sel photocyte.
Ujung dari saraf ditemukan berada pada sel trakea yang berada di samping sel photocyte. Ada jarak 17 meter di antara keduanya. Jarak yang cukup jauh bagi ukuran molekul. Lalu bagaimana saraf bisa mengirim sinyal sampai ke sel photocyte? Peneliti kehilangan jejak penghubung antara saraf dan photocyte ini.
B. Mekanisme sinar kedap-kedip pada kunang-kunang
Prof Barry Trimmer dari Tufts University, Massachusetts, dalam publikasinya pada majalah Science vol 292 tahun 2001 berhasil menguak proses kimia pada mekanisme kedap-kedip cahaya kunang-kunang. Kuncinya adalah pada molekul sederhana gas nitrogen monooksida (NO) yang berfungsi sebagai penghantar sinyal flash.
Untuk menguak misteri ini, Prof Trimmer meletakkan kunang-kunang dalam ruangan tertutup yang mengandung gas oksigen. Gas NO juga dialirkan ke dalam ruangan. Pada kondisi demikian, ternyata kunang-kunang dapat bercahaya dengan terang.
Cahayanya terlihat dapat bertahan lebih lama. Sebaliknya, jika aliran gas NO dihentikan, cahaya kunang-kunang berangsur berkurang. Dari situlah mereka memperkirakan bahwa gas NO memiliki andil dalam proses bercahaya kunang-kunang tersebut.
Namun, dari itu saja belum dapat disimpulkan apakah gas NO berefek secara langsung pada sel photocyte atau pada sel saraf. Untuk membuktikan itu, mereka menggunakan lantera kunang-kunang yang telah dilepaskan sel sarafnya. Sebagai gantinya, dimasukkan octopamine yang merupakan ujung sel saraf.
Pada kondisi seperti ini terlihat adanya sinar kedap-kedip pada lentera serangga ini. Hal ini berarti ada senyawa penghantar (sensor) biokimia di antara keduanya. Pada percobaan lainnya, ditambahkan senyawa yang dapat menangkap gas NO secara efektif. Pada saat gas NO tidak ada dalam ruangan tersebut, ternyata tidak ada cahaya yang timbul. Ini meyakinkan mereka akan pengaruh gas NO. Gas ini ternyata memang berefek langsung memberi sinyal pada sel photocyte.
Mereka juga menemukan bahwa di antara ujung sel saraf dan photocyte banyak terdapat enzim penghasil gas NO (nitric oxide synthetase atau NOS). Enzim ini diaktifkan oleh octopamine untuk menghasilkan gas NO. Kemudian molekul kecil ini dengan mudah melewati dinding membran sel untuk berdifusi ke dalam sel photocyte.
C. Inhibitor Resparasi Mitokondria
Seperti umumnya, senyawa oksigen diperlukan oleh serangga untuk proses pernapasan pada mitokondria. Gas NO yang dihasilkan enzim NOS berfungsi menghambat (inhibitor) proses resparasi oksigen pada mitokondria ini. Dengan demikian, oksigen yang tidak terpakai untuk proses resparasi ini dapat dialihkan untuk proses produksi sinar.
Level oksigen yang bereaksi dengan luciferin semakin tinggi. Akibatnya, timbullah flash sinar dengan intensitas lebih tinggi (switch on). Sebaliknya, ketika reaksi pembuatan gas NO terhenti sejenak, mitokondria kembali mengonsumsi oksigen. Oksigen dalam reaksi luciferin berkurang. Akibatnya, intensitas cahaya pada lantern melemah (switch off).
Terbukti memang gas NO berfungsi sebagai penghantar sinyal sensor biokimia pada makhluk hidup, termasuk pada kunang-kunang. Boleh dikatakan bahwa nitrogen monooksida ini adalah molekul terkecil yang dapat membawa sinyal antarsel.
D. Fungsi Cahaya
Cahaya ini sangatlah penting bagi kunang-kunang sebagai alat komunikasi. Sepanjang sejarah, manusia telah menggunakan berbagai sarana untuk berkomunikasi. Salah satunya adalah sandi morse, yang terdiri atas kombinasi sinyal panjang dan pendek, dan dipakai pada telegram. Kunang-kunang menggunakan sinyal cahaya untuk berkomunikasi, cara yang menyerupai sandi morse.
Kunang-kunang jantan menyalakan dan memadamkan cahayanya untuk mengirim pesan kepada sang betina. Pesan ini berisi kode tertentu. Dan kunang-kunang betina menggunakan kode yang sama untuk mengirim pesan balasan kepada sang jantan. Sebagai hasil dari pesan timbal-balik ini, sang jantan dan betina mendekat satu sama lain. Sejak saat ia dilahirkan, tiap kunang-kunang mengetahui bagaimana berkirim pesan dengan cara ini, dan bagaimana memahami pesan yang dikirim oleh yang lain. Singkatnya, masing-masing dari ribuan kunang-kunang yang kita lihat bersama di kegelapan malam adalah sebuah keajaiban penciptaan.
Bisa juga signal cahaya ini dalam ritme yang berbeda digunakan untuk berburu. Dan belakangan juga diketahui bahwa di antara masing-masing spesies kunang-kunang yang berbeda punya kode kedipan cahaya yang berbeda. Kode yang hanya bisa dipahami sesama spesiesnya.
BAB IV
PENUTUP
A. Simpulan
Berdasarkan rumusan masalah dan pembahasan di atas kita dapat mengambil suatu kesimpulan dari makalah ini sebagai berikut:
Adanya cahaya kedap-kedip yang dimiliki oleh seekor kunang-kunang, ternyata berasal dari pengaruh gas Nitrogen monoksida. Dan kemudian cahaya kadap-kedip ini digunakan sebagai bahasa komunikasi antarsesamanya bahkan cahaya ini dalam ritme yang berbeda digunakan untuk berburu oleh kunang-.kunang.
B. Saran
Berdasarkan manfaat penyusunan makalah ini dan pembahasan di atas, disarankan kepada masyarakat bahwa:
Untuk lebih meningkatkan lagi pengetahuan tentang kunang-kunang karena kita tidak tahu apakah kunang-kunang masih memiliki keajaiban yang lebih unik lagi. Dan diharapkan masyarakat mengembangkan keunikan yang dimiliki oleh kunang-kunang untuk memajukan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi di Negara kita.
DAFTAR PUSTAKA
Evin, Berbagai sumber.2007. Rahasia “Si Penerbang Malam”: PT Paradigma Baru Globalindo
Ignarro, Louis J. 2002. Nitrogen Monoksida Sebagai Penyandi. Jakarta: Koran Tempo
http://www.korantempo.com/news/2002/5/31/Ilmu%20dan%20Teknologi/39.html
Harunyahya.com. 2007. Hewan-hewan bercahaya. Jakarta: PT Bangun Satya Wacana
http://www.e-smartschool.com/PNU/004/PNU0040013.asp
Haryono, Agus. 2005. Kunci Misteri Cahaya Kunang-kunang. Peneliti Pusat Penelitian Kimia LIPI, Kawasan Puspitek Serpong: Harian Kompas
http://64.203.71.11/kompas-cetak/0505/27/ilpeng/1774910.htm
Tidak ada komentar:
Posting Komentar