Electrophorus Electricus (Belut Listrik)

Sungai Amazon dan Orinoco menjadi rumah bagi salah satu spesies luar biasa, yakni belut listrik. Hewan dengan nama Latin Electrophorus electricus ini mampu menghasilkan listrik hingga 600 volt. Nama electrophorus diambil dari bahasa Yunani yang berarti sang pembawa listrik (electron= listrik, dan pherein = membawa).

Belut listrik memiliki tubuh yang memanjang dengan bentuk silinder yang sekilas mirip ular. Panjangnya dapat mencapai 2,5 m dengan berat sekitar 20 kg. Warna tubuhnya abu-abu gelap kecoklatan pada bagian dorsal dan warna kuning atau oranye pada bagian ventral-anterior. Kemampuan hewan ini dalam menghasilkan listrik (bioelektrogenesis) berasal dari tiga organ abdominal, yakni organ utama (Main organ), organ Hunter, dan organ Sachs. Ketiga organ ini mampu membuat dua jenis listrik, yakni listrik bervoltase tinggi dan bervoltase rendah. Ketiga organ ini terdiri dari sel yang terdiferensiasi dari sel otot, yakni sel elektrosit. Bentuk sel elektrosit ini mirip dengan bentuk compact disk. Sel elektrosit tersebut memiliki ion kalium berkonsentrasi tinggi di dalam sel dan ion natrium yang berkonsentrasi rendah di luar sel. Membran sel elektrosit bersifatpermeable terhadap ion kalium tetapi tidak pada ion natrium.

Gambar 2. Sel elektrosit dalam keadaan normal

Gambar 3. Sel elktrosit ketika terjadinya proses perpindahan ion

Mekanisme terjadinya perpindahan elektron sehingga dapat terjadinya beda potensial dalam sel jika ditinjau dari segi biokimia dapat dijelaskan sebagai berikut. Asetilkolin yang merupakan neurotransmitter, dapat mengaktifkan sel elektrosit. Asetilkolin ini disekresikan melalui sinaps dari sel saraf pada salah satu sisi sel elektrosit, yang mengakibatkan terbukanya saluran ion pada sisi tersebut. Ion natrium akan dengan mudah masuk sel secara cepat melalui saluran ini. Akibatnya, keseimbangan potensial sel akan berubah. Untuk menyeimbangkan kembali kondisi sel, ion kalium akan keluar sel melalui sisi lain dari sel elektrosit. Proses perpindahan ion natrium ke dalam sel tidak bisa terjadi begitu saja. Karena hal tersebut melawan gradien konsentrasi, maka proses perpindahan terjadi secara transport aktif. Perpindahan ion ke natrium ke dalam sel secara transport aktiftersebut memerlukan energi yang berasal dari ATP. Dan setiap ATP yang terlibat itu menggunakan sekitar tiga elektron dalam proses transfer elektron.

Belut listrik memiliki kemampuan untuk menyingkronkan sel elektrosit sehingga dapat aktif secara bersamaan. Hal tersebut memungkinkan belut listrik dapat menghasilkan tegangan listrik yang besar.Untuk menemukan mangsa, organ Sachs akan mentransmisikan sinyal listrik lemah yang digunakan untuk menentukan lokasi dan arah mangsa. Saat mangsa telah ditemukan, belut listrik akan menggunakan organ listrik yang lebih besar, yakni organ utama dan organ Hunter, untuk menyengat mangsanya

Belut listrik memiliki sel ‘baterai’ yang berjajar di sepanjang tubuhnya. Ujung ekor bertindak sebagai kutub positif ‘baterai’ dan ujung kepala bertindak sebagai kutub negatif. Untuk mendeteksi sekitarnya, belut listrik memancarkan medan listrik di sekitar tubuhnya, seperti tampak pada gambar di bawah.

Gambar 4. Menunjukkan perubahan medan listrik pada belut oleh obyek

Belut listrik dapat mengatur hubungan antara ‘baterai’ kecil dalam tubuhnya itu untuk mendapat tegangan listrik kecil dan tegangan listrik besar. Berapakah besar arus yang mengalir pada mangsa dan pada belut? Jika belut listrik memiliki 5000 ‘baterai’ yang tersusun seri setiap barisnya dengan total kurang lebih 140 baris yang tersusun paralel, serta nilai  hambatan 0,25 Wdan tegangan baterai 0,15 Volt maka dapat dituliskan:

V_baris = 5000 x V_{sel baterai} = 5000 x 0,15 V = 750 V

Sedangkan Hambatannya,

R_baris = 5000 x R _{sel baterai} = 5000 x 0,25 W = 1250 W

Rangkaiannya dapat digambarkan sebagai berikut,

Gambar 5. Menunjukkan rangkaian sel ‘baterai’ dengan lingkungannya

Gambar 6.  Menunjukkan rangkaian beserta arah arus yang mengalir

Arus yang melalui ikan (I_fish) akan berbeda dengan arus yang mengalir dalam sel ‘baterai’.

I_fish = 140 x I          …1)

Selanjutnya dibuatkan loop (diambil satu loop),

Gambar 7. Menunjukkan sebuah loop yang dibuat dalam rangkaian

diperoleh,

-1250Ω I + 750V - 800Ω I_fish = 0        …2)

Maka dari persamaan 1) dan 2) diperoleh arus yang mengalir pada ikan dan arus yang mengalir dalam sel ‘baterai’.

I ≈ 6,2 x 10^-3A dan  I_fish ≈ 0,9A

Walaupun arus yang dihasilkan kecil, namun daya yang dihasilkan akan besar karena diakibatkan oleh tegangan yang besar.

P = V. I_fish = 750 V. 0,9 A = 675 Watt

Belut listrik memiliki lapisan lemak tipis yang melindungi tubuhnya, sehingga ia menjadi kebal terhadap rasa sakit dan dampak lain yang ditimbulkan oleh sengatan listrik.

Referensi : Berbagai sumber

Khairil Azhadi, Khoirul Anwar, Nadia Nur Imania, Nur Inayah Syar