Kamis, 29 Desember 2011

Desain Sempurna pada Sayap Kupu-kupu


Kupu-kupu..
Siapa yang tidak mengenal makhluk mungil nan cantik ini? Kita semua pasti sudah menyaksikan keanggunan salah satu makhluk ciptaan Allah ini. Serangga yang tergolong ke dalam ordo Lepidoptera ini memiliki sayap yang indah.


Tapi, tahu kah Anda bahwa sebenarnya sayap kupu-kupu yang berwarna-warni itu tidak pernah ada?

Ya, sesungguhnya sayap kupu-kupu itu transparan alias tidak berwarna.

Lalu, darimana asalnya warna-warna indah pada sayap kupu-kupu?

Bukankah kebanyakan kupu-kupu yang kita lihat itu adalah berwarna? Dan bahkan jarang kita temui kupu-kupu yang bersayap transparan?


Sayap kupu-kupu memiliki permukaan yang relatif jauh lebih besar dari dadanya (thorax). Pada sayap transparan ini menempel sisik-sisik halus dan rapuh yang saling bertumpuk dengan ketebalan yang bervariasi. Sisik ini berfungsi untuk meningkatkan kualitas aero-dinamik sayap kupu-kupu dan sebagai pemberi warna pada sayap.

 Sisik tersebut memiliki ujung yang tajam yang menancap kuat pada permukaan sayap. Dengan cara inilah sisik-sisik tersebut akan tetap menempel tanpa berjatuhan.

Setiap sisik mungil itu, memiliki warna dari pigmen-pigmen kimia atau dari pembiasan cahaya yang jatuh ke strukurnya dan menghasilkan warna-warna pelangi yang nampak seperti gelembung-gelembung sabun. 

Hasil penelitian laboratorium telah menunjukkan bahwa warna yang berbeda tergantung pada zat-zat kimia yang berbeda. Misalnya zat pteridine menghasilkan warna merah muda, putih, dan kuning yang biasa terlihat pada kupu-kupu. Melanin, yang merupakan bahan pewarna paling umum, terdapat dalam bintik hitam pada sayap. 

Yang menarik, warna yang terlihat pada sayap kupu-kupu tidak selalu merupakan warna sebenarnya. Contohnya, sisik hijau sebetulnya adalah campuran dari sisik-sisik hitam dan kuning. Penelitian mutakhir pada sayap kupu-kupu menunjukkan bahwa pigmen-pigmen tersebut disintesis di dalam sisik-sisik dan bahwa enzim-enzim yang diperlukan untuk produksi melanin terdapat di dalam kulit atas sisik-sisik tersebut.

Zat pewarna bukanlah satu-satunya penghasil warna kupu-kupu yang sangat mudah berubah ini. Struktur dan susunan sisik-sisik pada sayap kupu-kupu menghasilkan beragam trik/tipuan cahaya, seperti pemantulan, pembiasan, dan pada akhirnya pembentukan warna-warni yang indah memesona. 

Contohnya, kupu-kupu Stilpnotio salicis mempunyai sisik-sisik semi-transparan, yang mengandung gelembung-gelembung. Meskipun tidak ada zat pewarna pada sisik-sisik ini, cahaya yang menembus sisik-sisik memberi kupu-kupu tersebut penampilan seperti satin.

Permukaan sisik-sisik pada sayap kupu-kupu Argynnis yang sangat lunak menghasilkan pantulan keperakan. Pada beberapa kupu-kupu, perbedaan susunan dua baris sisik yang saling menumpuk dapat juga menghasilkan pantulan cahaya yang berbeda, misalnya, menyebabkan kupu-kupu tampak biru, bukan hitam atau coklat.

Hal ini telah dibuktikan melalui serangkaian penelitian laboratorium terbaru. Peneliti menggunakan teknik penyebaran sinar X untuk memfoto gambar sayap secara 3D dari dua kelompok kupu-kupu -famili Lycaenid dan Papilionid. Mereka menemukan bahwa sayap tersebut memiliki struktur kecil yang disebut giroid, yang dapat mendifraksi sinar matahari seperti kristal.



Giroid berbentuk seperti tumpukan bumerang, dengan tiga ujung, yang berorientasi ke arah berlawanan. Hasilnya, ia seperti fan atau roda. Giroid ganda adalah tipe spesial dari giroid berlapis.

“ Ada beberapa penelitian yang mengkaji hal ini, namun selalu saja menggunakan gambran mikroskop elektron 2D, padahal ini adalah struktur 3D yang kompleks,” kata Vinidkumar Saranathan, mahasiswa yang bekerja dengan biologis Richard Prum di Universitas Yale, New Haven, Conn.

“Kami dapat menunjukkan secara jelas, bahwa hal tersebut adalah giroid. Giroid ganda ditemukan pada berbagai sistim biologis dan sintetis, dan ia ditemukan pada bagian terspesialisasi pada tumbuhan dan hewan yang telah berevolusi selama jutaan tahun untuk mendapatkan fungsi yang optimal” kata Saranathan. 

Walaupun giroid ganda adalah umum di alam, kupu-kupu tersebut memodifikasi giroid menjadi struktur tunggal yang unik, yang menyebabkan panjang gelombang cahaya dapat lewat kecuali satu, yang direfleksikan.

“Ukuran struktur giroid yang menentukan warnanya. Jika kita hendak memperkecil strukturnya, maka ia menjadi semakin tidak jelas. Jika diperbesar, ia akan berubah jadi warna lain. Kita dapat mengatur warna apa yang kita inginkan.” demikian penjelasan Saranathan. 

Hal ini menyebabkan giroid tunggal sangat menarik untuk digunakan pada optika atau pada teknologi energi matahari. Mereka dapat menciptakan warna yang lebih lama, dan tidak luntur seperti pigmen.

“Pada polimer berbasis kristal fotonik, yang harus dilakukan adalah melakukan rekayasa supaya memproduksi material yang memiliki struktur giroid tunggal,” kata Saranathan.
 Penelitian ini telah dipublikasikan pada journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Kawan, kupu-kupu telah melakukan hal luar biasa ini sejak jutaan tahun yang lalu. Mereka sedikit pun tidak mengetahui mengenai struktur cahaya yang nampak pada sayap mereka. Mereka juga sama sekali tidak pernah melakukan penelitian untuk dapat menyusun sisik-sisik pada sayap dengan pengukuran yang super tepat.

Lalu, siapakah desainer ulung yang menciptakan sayap yang menawan itu?
Siapakah yang memiliki teknologi terhebat yang dapat menciptakan serangga mengagumkan tersebut?

Dia-lah ALLAH, Pemilik kerajaan langit dan bumi. Rabb semesta alam yang memiliki cita rasa seni yang Maha Sempurna. Hanya Dia yang mampu melakukan semua ini.

Lalu, masih pantas kah kita menafikkan kuasa-Nya?
Masihkah kita mengkufuri nikmat-Nya?
Masihkah kita meragukan keesaan-Nya?

Semua yang berada di langit dan yang berada di bumi bertasbih kepada Allah. Dan Dia-lah Yang Mahakuasa atas segala sesuatu. Kepunyaan-Nyalah kerajaan langit dan bumi. Dia menghidupkan dan mematikan, dan Dia Mahakuasa atas segala sesuatu. (QS.Al Hadiid, 57: 1-2)

Tidak ada komentar: