Hewan Yang Menggunakan Energi Matahari Untuk Proses Fotosintesis Dan Listrik

Kebanyakan orang menganggap tanaman sebagai makhluk yang lebih sederhana daripada hewan, namun tanaman hijau memiliki satu keuntungan besar yang tidak dimiliki hewan. Mereka memiliki kemampuan luar biasa untuk membuat makanan di dalam tubuh mereka melalui fotosintesis, menggunakan bahan kimia sederhana yang mereka serap dari lingkungan dan energi sinar matahari. Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas sel tumbuhan.

Meskipun struktur dan fungsinya lebih maju, tubuh manusia dan kebanyakan hewan tidak dapat menggunakan energi matahari (kecuali reaksi seperti produksi vitamin D pada kulit manusia) dan tidak dapat menghasilkan makanan. Sel mereka tidak memiliki kloroplas, jadi mereka bergantung pada tanaman untuk kelangsungan hidupnya, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Periset telah menemukan bahwa beberapa hewan dapat menggunakan energi matahari. Beberapa telah memasukkan kloroplas tanaman ke dalam tubuh mereka dan bahkan gen dari inti sel tanaman ke dalam DNA mereka. Kloroplas melakukan fotosintesis di dalam hewan, menghasilkan glukosa dan oksigen. Beberapa hewan mendapatkan makanan dari sel alga di tubuh mereka dan bukan dari kloroplas terisolasi. Setidaknya satu hewan telah mengembangkan sel surya yang mengubah energi matahari menjadi listrik.

Elysia chlorotica

Elysia zamrud Timur indah (Elysia chlorotica) adalah jenis siput laut. Ditemukan di sepanjang pantai timur Amerika Serikat dan Kanada di perairan dangkal. Siput itu memiliki panjang tubuh sekitar satu inci dan warnanya hijau. Tubuhnya sering dihiasi bintik-bintik putih kecil.

Elysia chlorotica memiliki struktur sayap yang lebar seperti parapodia yang membentang dari sisi bodinya saat mengapung. Parapodia berombak dan mengandung struktur mirip vena, membuat siput terlihat seperti daun yang jatuh ke dalam air. Penampilan ini bisa membantu kamuflase binatang. Parapodia dilipat di atas tubuh saat hewan itu merangkak di atas permukaan yang padat.

Elysia zamrud timur mengisap alga hijau filamen yang disebut Vaucheria litoria yang hidup di zona intertidal. Karena membawa filamen ke dalam mulutnya, siput tersebut mengisap kloroplas dari sel alga dan memakan sisanya. Kloroplas alga tidak dicerna tapi dikumpulkan di cabang saluran pencernaan siput, dimana mereka menyerap sinar matahari dan melakukan fotosintesis. Cabang-cabang saluran pencernaan meluas ke seluruh tubuh hewan, termasuk parapodia. Sayap-sayap siput itu memberi area permukaan yang lebih luas agar kloroplas menyerap cahaya.

Siput muda yang belum mengumpulkan kloroplas berwarna coklat dan memiliki bintik merah. Kloroplas secara bertahap membangun sebagai pakan ternak. Akhirnya ada begitu banyak kloroplas di tubuh siput laut sehingga tidak perlu lagi mengumpulkan yang baru. Kloroplas membuat glukosa, dimana tubuh siput menyerap. Periset telah menemukan bahwa seekor siput bisa hidup selama sembilan bulan tanpa makan.

Transfer Gen untuk Fotosintesis

Kloroplas mengandung DNA dan DNA mengandung gen. Para ilmuwan telah menemukan bahwa kloroplas tidak mengandung semua gen yang dibutuhkan untuk mengarahkan proses fotosintesis. Gen lain yang dibutuhkan hadir dalam DNA nukleus sel tumbuhan. Para ilmuwan telah menemukan bahwa setidaknya satu dari gen alga yang dibutuhkan juga hadir dalam DNA sel zamrud timur indonesia.

Pada beberapa titik waktu, gen alga dimasukkan ke DNA siput. Fakta bahwa kloroplas, organawan tanaman dapat bertahan dan berfungsi dalam tubuh hewan cukup menakjubkan, namun yang lebih menakjubkan lagi adalah fakta bahwa genom siput laut (materi genetik) terbuat dari DNA dan DNA ganggangnya sendiri.

Cacing Mint Sauce

Seekor cacing hijau (Symsagittifera roscoffensis) dapat ditemukan di pantai tertentu di pantai Atlantik Eropa. Hewan itu hanya memiliki panjang beberapa milimeter saja dan sering dikenal sebagai cacing mint sauce. Warnanya berasal dari alga fotosintesis yang hidup di jaringannya. Cacing dewasa bergantung sepenuhnya pada zat yang dibuat oleh fotosintesis untuk nutrisi mereka. Mereka ditemukan di perairan dangkal, dimana alga mereka bisa menyerap sinar matahari.

Cacing berkumpul untuk membentuk kelompok melingkar saat populasinya cukup padat. Selanjutnya, lingkaran berputar hampir selalu searah jarum jam. Pada kepadatan rendah cacing bergerak dalam tikar linier, seperti yang ditunjukkan pada video di bawah ini. Periset sangat tertarik dengan alasan mengapa cacing bergerak sebagai kelompok dan faktor-faktor yang mengendalikan gerakan ini.

Lebah Oriental

Lebah oriental atau Vespa orientalis adalah serangga merah coklat dengan tanda kuning. Ada dua garis kuning lebar di samping satu sama lain di dekat ujung perut serangga. Lengannya juga memiliki garis kuning sempit di dekat awal perutnya dan belang kuning di wajahnya. Hornet Oriental ditemukan di Eropa selatan, Asia barat daya, timur laut Afrika dan Madagaskar. Mereka juga telah diperkenalkan ke bagian Amerika Selatan.

Lebah hidup di koloni dan biasanya membangun sarangnya di bawah tanah. Sarang kadang-kadang dibangun di atas tanah di daerah terlindung. Seperti lebah, koloni lebah terdiri dari satu ratu dan banyak pekerja, yang semuanya adalah betina. Ratu adalah satu-satunya lebah di koloni yang mereproduksi.

Para pekerja mengurus sarang dan koloni. Tetangga pria, atau drone mati setelah memupuk ratu. Lapisan luar yang keras dari serangga disebut exoskeleton atau kutikula. Para ilmuwan telah menemukan bahwa exoskeleton dari lebah oriental menghasilkan listrik dari sinar matahari dan bertindak sebagai sel surya.

Cara Lebah Oriental Menghasilkan Listrik

Dengan memeriksa exoskeleton lebah di bawah perbesaran sangat tinggi dan menyelidiki komposisi dan sifatnya, para ilmuwan telah menemukan fakta berikut.

  • Area coklat dari exoskeleton berisi alur yang membagi sinar matahari masuk menjadi sinar divergen.
  • Daerah kuning ditutupi oleh tonjolan oval yang masing-masing memiliki depresi kecil yang menyerupai lubang jarum.
  • Lekukan dan lubangnya diperkirakan bisa mengurangi jumlah sinar matahari yang memantul dari exoskeleton.
  • Hasil laboratorium menunjukkan bahwa permukaan lebah menyerap sebagian besar cahaya yang menabraknya.
  • Daerah kuning mengandung pigmen yang disebut xanthopterin, yang bisa mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.
  • Para ilmuwan berpikir bahwa daerah coklat melintas ke daerah kuning, yang kemudian menghasilkan listrik.
  • Di lab, cahaya yang bersinar pada exoskeleton oriental menghasilkan tegangan kecil, menunjukkan bahwa ia dapat bertindak sebagai sel surya.

Belum diketahui mengapa lebah oriental membutuhkan energi listrik, meski peneliti telah membuat beberapa saran. Listrik bisa memberi energi ekstra pada otot serangga atau bisa meningkatkan aktivitas enzim tertentu. Tidak seperti kebanyakan serangga, lebah oriental paling aktif di tengah hari dan sore hari saat sinar matahari paling terang. Exoskeletonnya diperkirakan memberi dorongan energi saat sinar matahari diserap dan diubah menjadi energi listrik.

Spotted Salamander

Spotted salamanders (Ambystoma maculatum) tinggal di Amerika Serikat bagian timur dan Kanada, dimana amfibi itu luas. Salamander dewasa berkulit hitam, coklat tua atau abu-abu gelap dan memiliki bintik kuning. Periset telah menemukan bahwa embrio salamander yang terlihat mengandung kloroplas. Penemuan ini menggairahkan karena Spotted salamanders adalah satu-satunya vertebrata yang dikenal menggabungkan kloroplas ke dalam tubuhnya.

Spotted salamanders tinggal di hutan gugur. Mereka jarang terlihat karena mereka menghabiskan sebagian besar waktunya di bawah log atau batu atau di liang. Mereka muncul pada malam hari untuk memberi makan di bawah penutup kegelapan. Salamander adalah karnivora dan memakan hewan invertebrata seperti serangga, cacing dan siput.

Spotted salamanders juga muncul dari tempat persembunyian mereka untuk kawin. Betina umumnya membuat kolam vernal (sementara) untuk meletakkan telurnya. Keuntungan dari kolam air dibandingkan dengan banyak kolam adalah kolam tidak mengandung ikan yang akan memakan telurnya.

Begitu telur salamander diletakkan di kolam, satu alga hijau bersel tunggal yang disebut Oophila amblystomatis memasuki mereka dalam beberapa jam. Hubungan antara embrio berkembang dan alga saling menguntungkan. Alga menggunakan limbah yang dibuat oleh embrio dan embrio menggunakan oksigen yang dihasilkan oleh alga selama fotosintesis. Periset telah menemukan bahwa pada telur dengan alga, embrio tumbuh lebih cepat dan memiliki tingkat kelangsungan hidup yang lebih baik.

Dulu anggapan bahwa alga masuk ke dalam telur salamander tapi bukan embrio di dalam telur. Sekarang para ilmuwan tahu bahwa beberapa alga masuk ke dalam tubuh embrio dan beberapa bahkan memasuki sel embrio. Alga bertahan dan terus berfotosintesis, menghasilkan makanan untuk embrio dan juga oksigen. Embrio tanpa alga bisa bertahan, tapi tumbuh lebih lambat dan tingkat kelangsungan hidup mereka lebih rendah.

Bukan hanya tumbuhan saja yang menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan sumber makanan. Akan tetapi, hewan juga menggunakannya untuk memproduksi sumber makanan.