SUMBER CAHAYA
D. SUMBER CAHAYA HEWANI (BIOLUMINESEN)
1. Habitat Hewan Bioluminesen Kebanyakan organisme
biolumine-sen ditemukan hidup di lautan, teru-tama organisme yang masuk dalam ke-lompok plankton (termasuk bakteri), krustasea (udang-udangan), cepalopo-da (cumi-cumi cepalopo-dan gurita), ubur-ubur, cacing laut, dan ikan. Beberapa jenis organisme bioluminesen ditemukan
hi-dup di daratan, seperti kunang-kunang, jenis-jenis cendawan, lalat, kumbang, kaki seribu, keong darat, cacing, dan kelabang. Sangat sedikit organisme bi-oluminesen yang hidup di air tawar.
Hanya beberapa jenis keong air tawar dan larva serangga yang ditemukan se-bagai bioluminesen di kawasan ini.
Perbedaan yang sangat jauh antara jumlah organisme berluminasi yang hi-dup di laut dengan mereka yang hihi-dup di darat belum sepenuhnya diketahui sebabnya. Namun, tampaknya kondisi ekologis di lautan memberi ruang yang lebih luas bagi terbentuknya organis-me bioluminesen, di antaranya:
a) Lingkungan laut sudah terbentuk jauh lebih lama daripada daratan dan perairan tawar. Dengan demi-kian, kondisinya relatif lebih stabil.
Evolusi di lautan berjalan secara menerus dan tidak terputus-putus di habitat yang stabil ini.
b) Dibandingkan kondisi sungai dan danau, air laut jauh lebih jernih se-hingga pandangan tidak tergang-gu. Dengan demikian, sinyal dalam bentuk cahaya lebih efektif bila di-gunakan di perairan laut.
c) Sebagian besar habitat laut memi-liki cahaya yang sangat sedikit, bah-kan gelap sepanjang waktu. Hal ini berkaitan dengan kemampuan penetrasi cahaya matahari ke keda-laman laut. Dalam kondisi seperti
ini, diperlukan cara lain untuk ber-komunikasi. Dengan keterbatas-an kemampuketerbatas-an melihat dalam ke-gelapan, kehadiran cahaya dapat menjadi solusi.
d) Secara ekologis habitat laut sudah sangat stabil, sehingga interaksi antara sekian banyak jenis dapat berjalan terus-menerus dan terjadi dalam jangka waktu lama. Evolusi hubungan mangsa-pemangsa-pa-rasit dapat meningkat cepat hing-ga sampai pada terbentuknya pro-ses bioluminesen. Keadaan demi-kian tidak dapat terjadi di perairan tawar maupun daratan.
Bioluminesen meningkat secara perlahan menjadi salah satu cara uta-ma untuk berkomunikasi di lautan, khususnya laut dalam yang gelap. Efek yang diakibatkannya sangat besar, an-tara lain, mengatur terjadinya migrasi harian secara vertikal, memacu inter-aksi mangsa-pemangsa, dan mengalir-kan material melalui jaringan mamengalir-kan- makan-an. Di lautan, batas kegelapan air laut dimulai pada kedalaman 200 m dari permukaan air. Cahaya Matahari ham-pir tidak dapat mencapai kawasan ini.
Pada kedalaman 1.000 m, cahaya Ma-tahari sama sekali tidak ditemukan.
Air akan mengubah warna sinar Matahari. Cahaya Matahari semula penuh dengan warna-warna yang
ber-beda-beda. Saat masuk ke air laut, air akan menyerap warna-warna hangat seperti merah dan jingga (cahaya de-ngan panjang gelombang yang pan-jang) dan memencarkan warna yang lebih dingin (cahaya dengan panjang gelombang yang pendek). Bukan ha-nya mengubah warna cahaya, air laut juga mengubah intensitasnya (kekuat-annya). Di laut terbuka yang jernih, cahaya tampak (spektrum cahaya yang dapat dilihat oleh mata manusia) ber-kurang 10 kali setiap penambahan ke-lipatan kedalaman 75 meter. Artinya, pada kedalaman 75 meter, sinar cahaya tinggal 10% dibanding di permukaan;
pada kedalaman 150 meter, cahaya tinggal 1% saja; demikian selanjutnya.
Pada umumnya organisme laut yang memiliki kemampuan biolumine-sen memiliki pancaran cahaya pada panjang gelombang sekitar 470 nm, yang dimiliki oleh warna biru-hijau. Ka-dang, emisi dasar yang dihasilkan oleh reaksi luminesen dimodifikasi dengan kehadiran protein fluoresen atau se-nyawa fluoresen tertentu. Panjang ge-lombang cahaya hasil luminesen ber-kaitan erat dengan sistem penglihatan hewan laut lainnya. Sistem penglihatan akan beradaptasi dengan sensitivitas terhadap warna tertentu. Misalnya, pada organisme planktonis kelompok Cnidaria dan Ctenofora, cahaya hasil luminesen akan bergeser ke arah
pan-jang gelombang yang lebih pendek, sejalan dengan kedalaman tempat hi-dupnya. Keadaan ini juga terjadi pada ikan pemangsanya, yang mengalami perubahan pigmen pada struktur peng-lihatan agar mampu mendeteksi plank-ton yang menjadi makanannya.
Pada umumnya, ikan laut mempu-nyai kemampuan sistem penglihatan pada panjang gelombang warna biru-hijau (berpusat pada angka 470 ηm).
Panjang gelombang warna biru (430–
490 ηm) dapat terlihat sampai jarak cukup jauh di kawasan perairan. Na-mun, ada indikasi bahwa mereka juga mampu mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pan-jang yang dimiliki oleh warna lain.
Beberapa jenis cumi-cumi, khusus-nya cumi vampir Vampyroteuthis in-fernalis (Gambar 3.23) bahkan mampu
membedakan berbagai panjang ge-lombang bioluminesen dengan latar gelap atau sedikit terang. Banyak ju-ga jenis yang memiliki struktur mata gelombang sekaligus, seperti dapat mendeteksi cahaya yang dihasilkan oleh hewan khusus, seperti udang re-nik kopepoda yang memiliki struktur reflektor untuk memantulkan cahaya pada matanya, sehingga mampu men-deteksi cahaya hasil luminesen atau bangkai hewan yang terinfeksi oleh bakteri luminesen.
Pada plankton Cnidaria (gambar 3.24) dan Ctenofora, spectrum biolu-minesen berubah ke panjang gelom-bang yang lebih pendek saat ia ber-pindah ke bagian laut yang lebih da-lam. Kebanyakan jenis yang hidup di perairan dangkal menggunakan pro-tein luminesen berwarna hijau, dan
Gambar 3.23
Cumi vampir Vampyroteuthis infernalis.
(Sumber: biolum.tumblr.com)
Gambar 3.24 Plankton Cnidaria dan Ctenofora, spektrum bioluminesen. (Sumber: biolum. tumblr.com)
perubahan sangat sedikit terjadi saat mereka hidup di kawasan lebih dalam.
Kondisi cahaya yang minim di kedalam-an laut akkedalam-an mempengaruhi fungsi penglihatan semua makhluk laut.
Mata manusia, sebagai contoh, berfungsi dengan baik bila ada cahaya yang terang, seperti siang hari, hingga pada waktu malam saat terdapat ba-nyak bintang di langit. Secara teori, mata manusia hanya dapat digunakan untuk melihat pada kedalaman laut be-berapa puluh meter, sedangkan mata ikan laut dalam telah dikondisikan untuk dapat berfungsi hingga kedalaman lebih dari 1.000 meter. Struktur mata ikan telah diciptakan untuk memberi-nya kemampuan adaptasi yang sangat baik, barangkali 10 hingga 100 kali le-bih sensitif daripada mata manusia.
Pada kedalaman lebih dari 1.000 me-ter, pada saat penglihatan tidak ber-fungsi dengan baik, ada cara lain yang dilakukan oleh beberapa jenis organis-me untuk organis-mendeteksi emisi cahaya yang diproduksi oleh organisme hidup.
Fenomena bioluminesen menun-jukkan bahwa para penghuni laut da-lam masih mampu melakukan aktivi-tas sebagai makhluk hidup lain, meski mereka tinggal di kondisi yang gelap gulita. Mereka dikaruniai kemampuan untuk membuat cahaya secara alami-ah. Hal inilah yang dalam Surah an-Nūr/24: 40 digambarkan dengan
kali-mat, “Barang siapa tidak diberi cahaya (petunjuk) oleh Allah maka dia tidak mempunyai cahaya sedikit pun.” Pema-haman terbaliknya, barang siapa diberi cahaya maka ia akan punya cahaya.
Di daratan, kelompok jamur men-jadi jenis terbanyak yang dapat ber-luminasi. Sekitar 70 jenis jamur berlu-minesen telah tercatat hingga saat ini.
Pada jamur, panjang gelombang biru kehijauan yang dipancarkan berkisar pada 529–530 ηm. Dua contoh jamur bioluminesen, yang tumbuh di cabang pohon, dapat dilihat pada Gambar 3.25.
Gambar 3.25
Jamur bioluminesen Panellus stipticus dan serasah Mycena chlorophanos. (Sumber: education.
nationalgeographic.com; Mycena chlorophanos-blog.mycology.cornell.edu)
Emisi cahaya berlangsung menerus tanpa jeda. Tidak seperti hewan yang memiliki sel khusus untuk membentuk organ cahaya, pada jamur tidak tam-pak adanya perbedaan sel yang me-mancarkan cahaya dari sel yang tidak memancarkan. Cahaya dapat muncul pada mesilium, tubuh cendawan, atau keduanya, dan juga pada spora. Cara kerja yang menghasilkan cahaya ter-jadi dalam dua tahap. Tahap pertama adalah substrat luciferin yang direduk-si oleh enzim reduktase. Pada tahap kedua, luciferin dioksidasi oleh lucife-rase yang akan melepaskan energi da-lam bentuk cahaya biru kehijauan. Di sini diciri bahwa aktivitas metabolisme (misalnya pertumbuhan jamur) berka-itan erat dengan status bioluminesen.
2. Mekanisme Proses Bioluminesen