Photophores adalah organ penghasil cahaya yang ditemukan pada berbagai hewan laut seperti ikan dan cephalopoda1. Organ ini berperan penting dalam ekosistem laut. Organ ini bisa sangat sederhana atau sangat kompleks, dilengkapi dengan lensa, penutup, filter warna, dan reflektor yang memungkinkan hewan untuk mengontrol intensitas dan warna cahaya yang dihasilkan. Organ ini bertolak belakan dengan cara kerja mata yang dioptimalkan untuk menyerap cahaya, photophores dirancang khusus untuk menghasilkan cahaya. Photophores juga digunakan hewan tersebut sebagai cara untuk beradaptasi yang luar biasa yang memungkinkan hewan-hewan ini untuk berkomunikasi, menarik mangsa, atau mengelabui predator dalam kegelapan laut dalam.
photophores akan menghasilkan Bioluminescence2 yang terjadi melalui reaksi kimia yang melibatkan luciferin3, yaitu molekul yang bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan cahaya, molekul-molekul tersebut dapat terdapat pada organisme yang menghasilkan katalis luciferase beragam, yang membantu mempercepat reaksi ini. Kebanyakan hewan mampu mengontrol kapan mereka menyala dengan mengatur zat kimia penghasil cahaya tersebut dan proses otak mereka akan merespon berapa banyak kebutuhan mereka.
Dalam beberapa kasus, hewan mengambil bakteri atau makhluk bioluminescent lainnya untuk mendapatkan kemampuan untuk menyala. Misalnya, cumi-cumi bobtail Hawaii memiliki organ cahaya khusus yang dikolonisasi oleh bakteri bioluminescent dalam beberapa jam setelah kelahirannya. Namun, biasanya, hewan itu sendiri mengandung bahan kimia yang diperlukan untuk reaksi yang menghasilkan bioluminescence. Jumlah spesies yang bioluminescent dan variasi dalam reaksi kimia yang menghasilkan cahaya adalah bukti bahwa bioluminescence telah berkembang berkali-kali, setidaknya 40 kali lipat, bahkan angka ini terus bertambah seiring penelitian membuat penemuan terbaru.
Fungsi dan Peran Photophores
Photophores memainkan peran krusial dalam ekosistem laut, berfungsi sebagai alat komunikasi, pertahanan, dan predasi4. Pada beberapa spesies ikan, photophores digunakan untuk menarik mangsa dengan cara memancarkan cahaya yang menyerupai plankton atau organisme kecil lainnya yang biasa menjadi makanan ikan-ikan tersebut. Selain itu, photophores juga berperan sebagai kamuflase melalui teknik counter-illumination, di mana ikan menghasilkan cahaya dari bagian bawah tubuhnya untuk menyamarkan siluetnya terhadap cahaya dari permukaan air, sehingga sulit terlihat oleh predator yang berada di bawahnya.
Cephalopoda, seperti cumi-cumi firefly, memiliki kemampuan bioluminescence yang luar biasa, di mana mereka dapat menciptakan tampilan cahaya yang mengesankan dengan photophores mereka. Cumi-cumi firefly memiliki tiga jenis photophores, 1) terdapat banyak photophores kecil yang menutupi permukaan ventral tubuhnya, 2) lima photophores besar di sekitar margin bawah mata, dan 3) tiga photophores sangat besar di ujung setiap pasang lengan keempat. Tampilan cahaya ini tidak hanya berfungsi sebagai pertunjukan visual yang menarik tetapi juga sebagai alat komunikasi antar individu selama musim kawin atau sebagai mekanisme pertahanan untuk mengelabui predator.
photophores tidak hanya memberikan keuntungan evolusioner bagi hewan-hewan laut dalam hal bertahan hidup dan reproduksi tetapi juga menambah keindahan dan keragaman dalam dunia laut yang misterius dan menakjubkan ini.
Struktur dan Mekanisme Kerja
Contohnya Hiu, struktur photophores pada hiu menunjukkan variasi yang menarik dan kompleksitas yang signifikan. Pada hiu tertentu, photophores terdiri dari photocyte, yaitu sel khusus yang mengkatalisasi reaksi untuk menghasilkan cahaya, yang dikelilingi oleh selubung berpigmen, di atas selubung ini terdapat struktur mirip iris dengan sel lensa. Ketika dilihat di bawah cahaya, photophores ini tampak seperti titik-titik hitam kecil di kulit hiu di antara sisik-sisiknya.
Sebenarnya secara evolusioner pada photophores pada keluarga hiu yang menunjukkan bahwa ada organisasi fungsional yang serupa, meskipun mereka berada di lingkungan yang beragam, hal ini mengindikasikan bahwa mekanisme dasar produksi cahaya telah dipertahankan sepanjang evolusi hiu, dan menunjukkan pentingnya fungsi ini dalam kelangsungan hidup spesies hiu tersebut. Photophores pada hiu tidak hanya menghasilkan cahaya tetapi juga dapat mengontrol intensitas dan sudut pancaran cahaya, yang memungkinkan hiu untuk berkomunikasi, menarik pasangan, atau mengelabui predator.
Dengan demikian, meskipun berada di lingkungan yang berbeda dan menghadapi tantangan evolusioner yang unik, struktur dan fungsi photophores pada hiu tetap terjaga, menunjukkan adaptasi yang luar biasa dari spesies ini dalam menggunakan cahaya sebagai alat bertahan hidup dan interaksi sosial.
Fungsi Lain Photophores
Penelitian tentang photophores tidak hanya memperkaya pemahaman kita tentang biologi laut tetapi juga membuka jalan bagi inovasi dalam bidang bioteknologi. Studi tentang proses bioluminescence, di mana luciferin, molekul pemancar cahaya, bereaksi dengan luciferase, yaitu sebuah enzim yang menghasilkan cahaya yang efisien dan bebas panas, telah menginspirasi pengembangan sumber cahaya baru.
Terapi fotodinamik berbasis bioluminescence untuk pengobatan kanker, di mana cahaya yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengaktifkan obat-obatan tertentu di dalam tubuh. Selain itu, pemahaman tentang mekanisme kontrol cahaya pada organisme bioluminescent dapat mengarah pada penciptaan sistem pencahayaan yang lebih efisien dan berkelanjutan untuk penggunaan manusia.
Dengan demikian, penelitian tentang photophores dan bioluminescence tidak hanya memberikan wawasan baru tentang kehidupan laut tetapi juga memiliki potensi untuk memberikan kontribusi signifikan pada kemajuan teknologi dan kesehatan manusia.
- cephalopoda, mencakup semua gurita, cumi-cumi, dan sotong ↩︎
- Bioluminescence, cahaya yang dihasilkan oleh suatu organisme melalui reaksi kimia ↩︎
- luciferin, istilah umum untuk senyawa pemancar cahaya yang ditemukan pada organisme yang menghasilkan bioluminesensi ↩︎
- predasi, interaksi antar makhluk hidup yang ditandai adanya pemangsa dan yang dimangsa ↩︎