Bagaimana cara ikan menghasilkan listrik? - Eleanor Nelsen

Lihat pelajaran selangkapnya: https://ed.ted.com/lessons/how-do-fish-make-electricity-eleanor-nelsen

Hampir 350 spesies ikan memiliki struktur anatomi khusus yang menghasilkan dan mendeteksi sinyal listrik. Di dalam air, karena cahaya sangat sedikit, sinyal listrik menjadi cara untuk berkomunikasi, menentukan arah, menemukan mangsa, dan kadang-kadang menyetrum mangsa. Tetapi bagaimana ikan ini menghasilkan listrik? Dan mengapa? Eleanor Nelsen memberi penjelasan ilmiah di balik ikan listrik.

Pelajaran oleh Eleanor Nelsen, disutradarai oleh TOTEM Studio.

[... seketika ikan itu bergeming,
bagaikan tersambar petir...]

-Michael Faraday-

Pada tahun 1800,
penjelajah Alexander von Humboldt

menyaksikan sekawanan belut listrik
melompat keluar dari air

untuk mempertahankan diri mereka
dari kawanan kuda yang datang mendekat.

Kebanyakan orang tak percaya dan
mengira Humboldt mengarangnya.

Tetapi, ikan penghasil listrik
tidaklah selangka anggapanmu;

dan ya, belut listrik termasuk jenis ikan.

Di dalam air, karena cahaya sulit ditemui,

sinyal listrik berfungsi sebagai
alat untuk berkomunikasi,

menentukan arah,

dan menemukan mangsa,
serta terkadang menyetrum mangsa.

Hampir sebanyak 350 jenis ikan
memiliki struktur anatomi khusus

yang menghasilkan dan
mendeteksi sinyal-sinyal listrik.

Ikan-ikan tersebut terbagi
menjadi dua kelompok,

tergantung pada kekuatan
listrik yang mereka hasilkan.

Para ilmuwan menamakan kelompok
yang pertama ikan listrik lemah.

Struktur-struktur di dekat ekor
yang disebut organ listrik

menghasilkan lebih dari satu volt listrik,
sekitar dua pertiga daya pada baterai AA.

Bagaimana cara kerjanya?

Otak ikan mengirim sinyal melalui
sistem sarafnya ke organ listrik itu,

yang terdiri atas tumpukan ratusan
atau ribuan sel berbentuk cakram

yang disebut elektrosit.

Pada kondisi normal, elektrosit memompa
ion-ion natrium dan kalium keluar sel

untuk mempertahankan muatan positif
di luar dan muatan negatif di dalam sel.

Tetapi, ketika sinyal saraf tadi
mencapai elektrosit,

sinyal itu memicu terbukanya
gerbang-gerbang ion.

Ion-ion bermuatan positif
mengalir kembali ke dalam.

Akibatnya, satu sisi elektrosit
bermuatan negatif di luar

dan bermuatan positif di bagian dalam.

Namun, sisi lainnya memiliki
pola muatan yang berlawanan.

Muatan berselang-seling ini
dapat membangkitkan arus,

mengubah elektrosit menjadi
baterai biologis.

Kunci kekuatan listrik ikan ini adalah
sinyal-sinyal saraf dikoordinaskan

agar sampai di setiap elektrosit
secara serentak.

Hasilnya, tumpukan elektrosit berperan
bagai ribuan baterai yang dirangkai seri.

Daya yang kecil dari setiap elektrosit
akhirnya menjadi medan listrik kuat

yang bisa merambat beberapa meter.

Ada pula sel bernama elektroreseptor
pada lapisan kulit ikan listrik

sehingga ikan dapat mendeteksi
medan listrik ini setiap saat

juga mendeteksi perubahannya karena
pengaruh lingkungan atau ikan lainnya.

Ikan Gajah, contohnya,

memiliki dagu memanjang yang disebut
Schnauzenorgan

yang dipenuhi dengan elektroreseptor.

Schnauzenorgan dapat menangkap
sinyal dari ikan lain,

memperkirakan jarak,

mendeteksi bentuk dan ukuran
benda di dekatnya,

bahkan menentukan apakah serangga
yang terkubur itu mati atau hidup.

Tetapi, Ikan Gajah dan
ikan listrik lemah lainnya

tidak menghasilkan listrik yang cukup
untuk menyerang mangsa mereka.

Kemampuan tersebut dimiliki oleh
kelompok ikan listrik kuat,

yang hanya terdiri atas beberapa spesies.

Ikan listrik yang paling kuat adalah
Ikan Aba-aba,

yang biasa dikenal sebagai belut listrik.

Tiga organ listrik tersebar pada tubuhnya
yang hampir mencapai dua meter.

Sebagaimana ikan listrik lemah,

belut listrik menggunakan sinyalnya
untuk menentukan arah dan berkomunikasi,

namun belut listrik menyimpan cadangan
listik terkuatnya untuk berburu

menggunakan serangan dua tahap yang
mengagetkan dan melumpuhkan mangsanya.

Pertama-tama, belut listrik memancarkan
dua atau tiga sinyal yang kuat,

sebesar 600 volt.

Sinyal listrik ini merangsang otot mangsa,
membuatnya menjadi kejang

sehingga menghasilkan gelombang
dari tempat persembunyiannya.

Selanjutnya, serangan yang cepat
dan bertegangan tinggi

menyebabkan kontraksi otot
yang lebih intens lagi.

Belut listrik juga bisa meringkuk
sehingga medan listrik

yang dihasilkan pada setiap ujung
organ listrik saling tumpang tindih.

Serangan listrik bertubi-tubi ini akhirnya
meletihkan dan melumpuhkan mangsanya,

lalu belut listrik akan menelan
mangsanya hidup-hidup.

Dua ikan listrik kuat lainnya adalah
ikan lele listrik,

yang dapat melepaskan listrik
sebesar 350 volt

dari organ listrik yang memenuhi
sebagian besar batang tubuhnya,

serta pari listrik, dengan organ listrik
berbentuk ginjal di kedua sisi kepalanya

yang menghasilkan sebanyak 220 volt.

Ada satu misteri mengenai
dunia ikan listrik:

kenapa mereka tidak tersetrum
listrik mereka sendiri?

Mungkin karena tubuhnya besar

kelompok ikan listrik kuat dapat menahan
kejutan listrik yang dihasilkannya

atau arus tersebut keluar dari
tubuh mereka dengan sangat cepat.

Beberapa ilmuwan menduga terdapat protein
khusus yang menyelubungi organ listrik,

tetapi sesungguhnya, inilah satu misteri
ilmu pengetahuan yang belum terjelaskan.