Efisiensi Energi dalam Tubuh Kunang-Kunang : Bercahaya tanpa Kepanasan

Source picture : https://qalbinur.files.wordpress.com/2012/11/fireflies-zoom.jpg?w=580

Pernahkah kamu memegang bola lampu pijar yang sedang menyala? Apa yang kamu rasakan? Tentu saja kamu akan merasakan panas. Nah, pernahkan kamu melihat serangga terbang yang bercahaya di malam hari? Ya, kunang-kunang. Menurut pendapatmu, apakah kunang-kunang juga merasa kepanasan?

Kunang-kunang adalah serangga dari keluarga Lampiridae, hewan yang menghasilkan cahaya. Cahaya dari kunang-kunang dikeluarkan oleh organ khusus yang tersusun atas sel-sel penghasil cahaya yang disebut fotosit. Organ ini terletak pada ruas keempat atau kelima dari tubuhnya. Berdasarkan siklus hidupnya, kunang-kunang merupakan salah satu hewan yang mengalami metamorfosis sempurna (holometabolism).

 Source picture: http://bioteaching.files.wordpress.com/2012/01/lifecycle.jpg

Darimana cahaya kunang-kunang berasal?

Kerlipan cahaya kunang-kunang merupakan hasil reaksi kimia yang melibatkan zat kimia bernama luciferin yang dihasilkan sel-sel penghasil cahaya. Melalui serangkaian tahapan reaksi kimia, luciferin dengan bantuan enzim luciferase dan beberapa zat tertentu bereaksi membentuk sejumlah zat kimia baru dengan melepaskan hampir 100% energi dalam bentuk cahaya.  Berbeda dengan lampu pijar temuan Edison ataupun bola lampu gas yang banyak dipakai saat ini, sangat sedikit sekali energi yang terbuang sebagai panas dalam tubuh kunang-kunang. Ini merupakan fenomena yang unik dimana energi cahaya dari suatu benda tidak berubah menjadi energi panas. Bayangkan jika cahaya kunang-kunang panas seperti cahaya lampu pijar, kunang-kunang akan terbakar dan mati oleh cahayanya sendiri.

 Source picture: http://mitochondrialdiseases.org/wp-content/uploads/2012/08/firefly-research-graphic.jpg

Kunang-kunang tidak memancarkan cahayanya secara terus-menerus, melainkan berkerlap-kerlip atau bergantian antara menyala dan padam. Ini berarti ada “saklar” di dalam tubuh kunang-kunang. Beberapa tahun lalu, Barry Trimmer dan timnya dari Tufts Univeristy, Amerika Serikat, mempublikasikan temuan mengenai saklar kunang-kunang.

“Kita telah mengetahui aspek kimia yang menjadikan kunang-kunang bercahaya, tapi kini kami mendapatkan jawaban dari teka-teki yang selama ini tak terjawab yang menjelaskan bagaimana mereka mampu menghidupkan dan mematikan saklarnya.” (Barry Trimmer dalam BBC News, SciTech, 28 Juni 2001)

Saklar berukuran molekul ini ternyata adalah zat kimia Nitrogen Oksida (NO) yang dihasilkan dari dalam tubuh kunang-kunang. Dalam penelitian tersebut, kunang-kunang yang ditempatkan di dalam kotak kecil tertutup dan diberi zat NO ternyata memancarkan cahaya terus-menerus. NO juga dihasilkan dalam tubuh manusia. NO dalam tubuh manusia berperan menjaga tekanan darah dengan melebarkan pembuluh darah, membantu sistem kekebalan tubuh dalam memerangi mikroorganisme patogen (penyebab penyakit), serta menghantarkan sinyal-sinyal antarsel saraf otak.

Teknologi Pemanfaatan Kunang-Kunang

Cahaya kunang-kunang dipakai dalam teknologi pendeteksian makhluk hidup berukuran sangat kecil (mikroorganisme) yang bersifat patogen (penyebab penyakit) seperti E. coli ata Legionella. E. coli adalah bakteri yang secara alami ada dalam usus besar manusia yang membantu pembentukan vitamin K. Meski bermanfaat bagi manusia, dalam jumlah berlebihan E. coli justru menyebabkan gangguan pencernaan, seperti diare. Sementara Legionella merupakan bakteri penyebab penyakit paru-paru (sejenis pneumonia) dengan tingkat kematian penderita mencapai 5-15%. Para pakar dari Biotrace Internasional berhasil membuat suatu alat untuk mendeteksi keberadaan mikroorganisme tersebut dengan memanfaatkan enzim luciferase kunang-kunang. Enzim luciferase akan menghasilkan cahaya ketika mengenai kedua bakteri tersebut. Jumlah bakteri ditentukan berdasarkan kekuatan cahaya yang dihasilkan. Penggunaan alat ini telah merambah industri makanan, dan sekitar 15 juta paket alat tersebut telah terjual, seperti yang diberitakan BBC News, 9 Mei 2003. 

Disarikan dari :

Siswanto & Y. Kurniarini. 2008. Ensiklopedi Bermain Dengan Sains 6. Jakarta: Aneka Ilmu.