ppKELISTRIKAN DALAM TUBUH HEWAN (BELUT LISTRIK)

MAKALAHUNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

Mekanika dan Keelektromagnetanyang dibina oleh Ibu Erni Yulianti, S.Pd., M.Pd dan Ibu Vita Ria Mustikasari,

S.Pd., M.Pd.

Oleh

Ghufron Nurpatriya Krisna (130351603582)Rifka Amilia (130351615569)Vindyastika Inke Rohana (130351615587)

Offering A

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAMDesember 2014

a. Pendahuluan

Myoelectric merupakan modifikasi otot tertentu yang menghasilkan arus

listrik. Pada ikan pari terjadi modifikasi otot hypaxial di daerah ekor dengan

menghasilkan arus listrik sebesar 500 volt. Terdiri dari piringan bermuatan listrik

= elektroplax Tiap piringan berhubungan ujung-ujung syaraf sehingga terjadi

aliran listrik.

Organ elektrik pada bagian ekor. Masing-

masing diskus horizontal bernukleus

(elektroplax) merupakan modifikasi

serabut otot hipaksial tunggal. C=

Centrum, M = Myomer epaksial

(Puniawati,2008)

Fungsi :

1. melumpuhkan/ membunuh mangsa

2. komunikasi

3. sebagai alat indera

Beberapa ratus species ikan memiliki organ penghasil listrik, namun hanya

sedikit yang dapat menghasilkan daya listrik yang kuat. Organ penghasil listrik

yang dimiliki oleh kebanyakan ikan tersusun dari sel saraf dan sel otot yang telah

mengalami perubahan penting. Bentuk organ listrik seperti piringan kecil yang

memproduksi lendir disebut elektrosit, tersusun dan menyatu di bagian atas dari

susunan lain yang sejajar.

Pada umumnya, semua piringan menghadap arah yang sama yang memuat

150 atau 200 piringan setiap susunannya. Misalnya, pada ikan torpedo terdapat

140 sampai 1000 piringan listrik pada setiap kolom. Pada ikan torpedo yang

sangat besar, jumlah seluruh piringan sampai setengah juta.

Prinsip kerja piringan listrik ini mirip dengan cara kerja baterai. Ketika

ikan beristirahat, otot-otot yang tidak berhubungan belum aktif. Namun jika

menerima pesan dari saraf, akan segera bekerja secara serentak untuk

mengeluarkan daya listrik. Pada saat itu, voltase semua piringan listrik atau

elektrosit menyatu, sehingga mampu menghasilkan daya listrik sampai 220 volt

pada ikan torpedo atau sampai 650 volt pada belut listrik.

Pada umumnya semua spesies ikan tawar hanya bersifat listrik ringan,

kecuali sembilang listrik dan belut listrik. Ikan listrik yang hidup di laut memiliki

tenaga listrik yang lebih kuat dan berbahaya, karena air laut mengandung garam

membuat dirinya lebih tahan terhadap arus listrik. Posisi dan bentuk organ listrik

ini bervariasi tergantung pada speciesnya.

b. Analisis

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 650 volt. Nama electrophorus diambil dari

bahasa Yunani yang berarti sang pembawa listrik (electron = listrik, dan pherein =

membawa).

Bentuk tubuh belut listrik unik. Hampir 7/8 bagian tubuhnya berupa ekor.

Di bagian ekor inilah terdapat baterai-baterai kecil berupa lempengan-lempengan

kecil yang horizontal dan vertikal. Jumlahnya sangat banyak, lebih dari 5.000

buah.

Tegangan listrik tiap baterai kecil ini tidak besar, tetapi jika semua baterai

dihubungkan secara berderet (seri), akan diperoleh tegangan listrik sekitar 600

volt (bandingkan dengan batu baterai yang hanya 1,5 volt). Ujung ekor bertindak

sebagai kutub positif baterai dan ujung kepala bertindak sebagai kutub negatif.

Biomimetik sistem untuk menghasilkan listrik akan dimodelkan setelah

sel-sel khusus dalam organ listrik Electrophorus electricus, yang ditunjukkan di

atas. Hewan-hewan ini memiliki tumpukan electrocytes khusus (electroplax)

masing-masing sangat sarat dengan pengangkutan ion yang mampu memberikan ~

150mV dan pA 1 ~, sehingga total kekuatan organ ~ 600W (~ ~ 600V dan 1A).

Membran electrocyte berisi (minimal) Na / K pompa, saluran Na, K saluran,

saluran Cl, dan saluran Ca.

Pembedahan belut listrik dipimpin Alessandro Volta untuk eksperimen

dengan sel galvanik terisolasi dari tembaga dan seng untuk membentuk tumpukan

volta (Volta 1800) - ia hubungkan dengan inventing baterai DC berdasarkan

pekerjaan ini. Dalam pemahaman saat ini electrocyte telah menunjukkan bahwa

mereka adalah sel yang khusus berasal dari sel-sel otot dan terdiri dari membran

dikemas dengan saluran ion dan pompa ion - mereka memiliki sedikit fungsi lain

selain untuk menghasilkan daya. 

Belut listrik dapat mengatur hubungan antara baterai kecil dalam tubuhnya

untuk menghasilkan tegangan listrik kecil dan tegangan listrik besar. Untuk

navigasi, belut listrik hanya membutuhkan tegangan listrik yang kecil. Tetapi

ketika bertemu dengan musuh atau mangsanya, belut listrik akan memberikan

tegangan semaksimal mungkin melalui kepala dan ekornya yang ditempelkan

pada tubuh musuh atau mangsanya. Arus listrik sekitar 1 ampere yang

ditimbulkan oleh tegangan listrik yang tinggi ini akan mengalir dan membunuh

mangsanya. Hewan lain tidak terganggu karena mereka tidak bersentuhan

langsung dengan ekor dan kepala belut. 

Gambar 1. Belut listrik

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 bersifat

permeable 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 aktif

tersebut 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. 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 W

dan tegangan baterai 0,15 Volt maka dapat dituliskan:

Vbaris = 5000 x Vsel baterai = 5000 x 0,15 V = 750 V

Sedangkan Hambatannya,

Rbaris = 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 (Ifish) akan berbeda dengan arus yang mengalir dalam sel

‘baterai’.

Ifish = 140 x I          …1)

Selanjutnya dibuatkan loop (diambil satu loop),

Gambar 7. Menunjukkan sebuah loop yang dibuat dalam rangkaian

diperoleh,

-1250Ω I + 750V - 800Ω Ifish = 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  Ifish ≈ 0,9A

Walaupun arus yang dihasilkan kecil, namun daya yang dihasilkan akan besar

karena diakibatkan oleh tegangan yang besar.

P = V. Ifish = 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.

c. Kesimpulan

1. Hewan memiliki myoelectric , dimana myoelectric merupakan modifikasi

otot tertentu yang menghasilkan arus listrik.

2. Belut listrik memiliki sel ‘baterai’ yang berjajar di sepanjang tubuhnya.

Ujung ekor bertindak sebagai kutub positif ‘baterai’ dan ujung kepala

bertindak sebagai kutub negatif.

3. Membran electrocyte pada belut berisi (minimal) Na / K pompa, saluran

Na, K saluran, saluran Cl, dan saluran Ca.

4. Mekanisme kelistrikan pada belut sama dengan pada manusia. Ion Na

akan masuk dalam sel dan ion k akan keluar sel secara transport aktif.

Perbedaan potensial antara ion-ion inilah yang akan menyebabkan adanya

listrik yang mengalir pada tubuh belut.

DAFTAR PUSTAKA

Apa Kabar Dunia. 2011. Bagaimanakah Cara Belut Listrik Mengeluarkan Listrik,

(Online), (http://www.apakabardunia.com/2011/04/bagaimanakah-

cara-belut-listrik.html), diakses 29 November 2014.

Arto. 2014. Ini dia Cara Belut Menghasilkan Listrik, (Online),

(http://artofelectro.blogspot.com/2014/02/ini-dia-cara-belut-

menghsilkan-listrik.html), diakses 28 November 2014.

Lutfita, 2008. Misteri Belut Listrik, (Onlie), (http://azzahraku.multiply.com/), diakses 1 Desember 2014.

Yahya, Harun. 2005. KEAJAIBAN DESAIN DI ALAM, (Online), (http://www.harunyahya.com/indo/index.php), diakses 28 November 2014.