Larva serangga yang menyelam jauh ke dalam danau di Afrika memaksa para ilmuwan untuk mempertimbangkan kembali penjelasan populer mengapa serangga hampir seluruhnya tidak ada di lautan. Rahasianya terletak pada sistem kantung udara yang sangat tahan lama dan mampu mentolerir tekanan yang jauh lebih besar dari perkiraan para peneliti.
Miliaran larva lalat danau (Chaoborus edulis), yang tinggal di Danau Malawi di Afrika Timur, melakukan migrasi vertikal yang luar biasa setiap hari.
Pada siang hari, larva turun lebih dari 200 meter ke dalam danau dengan sedikit oksigen. Kawasan yang sering disebut zona mati ini menjadi tempat berlindung dari predator yang tidak mudah bertahan hidup di sana. Saat malam tiba, larva naik ke permukaan untuk mencari makan, meskipun mereka harus melewati sejumlah besar ikan yang menunggu untuk memakannya.
Untuk melacak pergerakan harian ini, peneliti UBC Drs. Philip Matthews dan Evan McKenzie menempatkan sistem sonar di dasar danau. Peralatan tersebut memungkinkan mereka mengamati kelompok besar larva saat mereka bergerak di air.
Kantong udara kecil berfungsi sebagai tangki pemberat
Ketika para peneliti memeriksa larva tersebut, mereka menemukan bahwa serangga tersebut telah mengadaptasi bagian dari sistem pernapasan mereka menjadi dua pasang kantung udara kecil.
Kantong-kantong ini berfungsi seperti tangki pemberat kapal selam. Dengan menyesuaikan ukurannya, larva dapat mengubah daya apungnya dan mengontrol apakah ia naik atau turun di danau.
Dinding kantung mengandung resilin, bahan elastis yang luar biasa ditemukan pada banyak serangga. Larva dapat mengubah pH dinding kantung sehingga menyebabkan resilin mengembang atau berkontraksi. Hal ini mengubah volume kantung udara dan memberi larva kontrol yang tepat terhadap kedalamannya.
Kantong udara bertahan terhadap tekanan air yang ekstrim
Para peneliti kemudian menempatkan larva tersebut di ruang bertekanan mini untuk menentukan seberapa besar tekanan yang dapat ditahan oleh kantung udara sebelum runtuh.
Hasilnya sangat mengejutkan. Kantong-kantong tersebut bertahan dari tekanan yang sama dengan tekanan yang ditemukan di kedalaman lebih dari 400 meter, yang jauh lebih dalam daripada yang biasa dilalui larva selama migrasi hariannya.
Serangga hidup dengan baik di darat dan di air tawar, namun di lautan hampir tidak ada serangga. Penjelasan yang banyak dibicarakan adalah bahwa tekanan kuat yang diberikan pada kedalaman yang lebih dalam akan menghancurkan ruang udara yang digunakan serangga untuk bernapas.
Ketangguhan larva ini menunjukkan bahwa tekanan saja tidak sepenuhnya menjelaskan mengapa serangga ini tidak pernah menetap di laut.
Karet organik dapat menginspirasi material baru
Para ilmuwan telah mempelajari resilin karena perilakunya hampir seperti karet biologis sempurna. Pada serangga lain, ia membantu membentuk struktur yang tahan lama seperti engsel sayap dan tendon yang harus ditekuk berulang kali agar tidak rusak.
Sistem daya apung yang baru ditemukan ini juga dapat berkontribusi pada upaya pengembangan bahan resilin yang cerdas. Para peneliti pada akhirnya dapat menggunakan mekanisme serupa untuk membuat otot buatan atau bahan lain yang bergerak ketika dipicu oleh perubahan kimiawi pada pH.
Proyek ini sebagian didanai oleh Hibah Penemuan dan Percepatan dari Dewan Riset Ilmu Pengetahuan Alam dan Teknik Kanada.
