Terumbu karang menyimpan banyak organisme kecil yang perannya sering terlewat, salah satunya udang pistol (famili Alpheidae, dengan Alpheus sebagai genus yang paling banyak diteliti). Krustasea ini banyak ditemukan di perairan tropis, termasuk Indonesia, dan biasanya hidup berkelompok di sela-sela batu karang, pasir, atau reruntuhan cangkang di dasar laut. Udang pistol dikenal karena cara berburunya yang tidak lazim. Alih-alih mengandalkan gigitan atau racun seperti kebanyakan predator kecil lainnya, udang pistol memanfaatkan gerakan capit yang sangat cepat untuk melumpuhkan mangsa. Mekanisme ini sudah lama menarik perhatian peneliti, baik dari bidang biologi kelautan yang ingin memahami perilaku berburunya, maupun dari bidang fisika yang tertarik pada proses fisik di balik jepitannya.
Bagaimana Jepitannya Bekerja
Udang pistol memiliki sepasang capit yang tidak sama besar. Salah satu capit tumbuh jauh lebih besar dibanding capit lainnya, bahkan bisa mencapai separuh dari ukuran tubuhnya sendiri. Capit besar ini bekerja seperti pegas mekanis. Udang akan mengunci ototnya lebih dulu untuk menyimpan tenaga, lalu melepaskannya secara tiba-tiba. Saat kunci otot itu dilepas, capit menutup dalam waktu sangat singkat, dengan kecepatan lebih dari 96 kilometer per jam.
Gerakan menutup yang sangat cepat ini mendorong air ke depan dengan kekuatan besar, menciptakan semburan air yang bergerak lebih cepat dibanding kemampuan air di sekitarnya untuk mengisi kembali ruang yang ditinggalkan. Akibatnya, muncul ruang kosong bertekanan sangat rendah tepat di belakang semburan air tersebut, semacam gelembung berisi uap air yang terbentuk hanya karena perubahan tekanan, bukan karena panas dari luar.
Gelembung ini tidak bertahan lama. Air di sekitarnya akan segera mengisi kembali ruang kosong tersebut, menyebabkan gelembung runtuh dalam hitungan mikrodetik. Keruntuhan yang sangat cepat ini melepaskan energi dalam jumlah besar pada satu titik yang sangat kecil. Beberapa penelitian mencatat suhu di dalam gelembung saat runtuh bisa mencapai ribuan derajat Celsius, meski para peneliti sendiri menekankan bahwa angka ini adalah perkiraan yang diambil dari cahaya yang terpancar saat gelembung pecah, bukan hasil pengukuran suhu secara langsung menggunakan alat ukur konvensional. Perbandingan yang sering dipakai media, yaitu suhu ini mendekati permukaan matahari, perlu dibaca sebagai gambaran kasar untuk membantu orang membayangkan skalanya, bukan sebagai kesetaraan yang presisi secara ilmiah.
Keruntuhan gelembung ini juga memicu kilatan cahaya yang sangat singkat, kurang dari 10 nanodetik, sehingga mustahil terlihat oleh mata telanjang. Cahaya ini hanya bisa terdeteksi menggunakan alat optik yang sangat sensitif, dan para peneliti awalnya baru menyadari fenomena ini setelah membandingkannya dengan proses serupa yang sudah lebih dulu dikenal di dunia fisika, yaitu pelepasan cahaya dari gelembung yang runtuh akibat gelombang suara.
Suara Keras dan Manfaatnya di Ekosistem
Runtuhnya gelembung menghasilkan suara yang sangat keras, tercatat bisa melebihi 210 desibel, lebih kencang dibanding suara tembakan senjata api dari jarak dekat. Suara inilah yang sebenarnya melumpuhkan mangsa seperti ikan kecil, kepiting, atau cacing laut, bukan jepitan fisik dari capitnya. Dengan kata lain, udang pistol bisa melumpuhkan lawan yang ukurannya jauh lebih besar tanpa perlu menyentuhnya secara langsung, cukup dengan gelombang kejut yang menjalar lewat air.
Ketika populasi udang pistol cukup padat di suatu kawasan terumbu, suara kolektif dari jepitan mereka menjadi salah satu sumber kebisingan bawah laut yang paling menonjol, bahkan sering lebih dominan dibanding suara ikan atau mamalia laut lain di kawasan yang sama. Kebisingan ini bahkan pernah dilaporkan mengganggu peralatan sonar kapal selam, karena frekuensinya bertumpang tindih dengan sinyal yang biasa dipantau oleh sistem sonar tersebut. Bagi peneliti kelautan, tingkat kebisingan ini kadang dipakai sebagai salah satu indikator untuk memperkirakan kepadatan populasi udang pistol di suatu area tanpa harus menghitungnya satu per satu secara langsung.
Selain untuk berburu, jepitan bertenaga tinggi ini juga dipakai udang pistol untuk mempertahankan wilayah dari udang pistol lain maupun predator yang mencoba mendekat, serta untuk menggali dan merapikan lubang tempat tinggalnya di dasar laut. Sebagian spesies menjalin hubungan simbiosis dengan ikan gobi. Dalam hubungan ini, udang menyediakan dan merawat lubang tempat tinggal bersama, sementara ikan gobi yang memiliki penglihatan lebih baik berperan sebagai pengawas, memberi sinyal kepada udang saat ada bahaya di sekitar sarang.
Cara kerja gelembung ini juga menarik perhatian peneliti di luar bidang biologi kelautan. Prinsip kavitasi yang serupa, yaitu terbentuknya gelembung akibat perubahan tekanan lalu runtuh dengan cepat, telah menjadi rujukan dalam pengembangan alat pembersih ultrasonik dan alat pemecah batu ginjal yang memanfaatkan gelombang kejut untuk memecah material tanpa kontak langsung. Meski begitu, aplikasi-aplikasi tersebut umumnya dikembangkan secara terpisah dan hanya mengambil inspirasi dari prinsip fisika yang sama, bukan tiruan langsung dari anatomi udang pistol.
**
Referensi
Lohse, D., Schmitz, B., & Versluis, M. (2001). Snapping shrimp make flashing bubbles. Nature, 413(6855), 477-478.
Versluis, M., Schmitz, B., von der Heydt, A., & Lohse, D. (2000). How snapping shrimp snap: Through cavitating bubbles. Science, 289(5487), 2114-2117.
Kredit
